ABSTRAKT

Tyrosinase er et vigtigt enzym til at kontrollere dannelsen af ​​melanin i melanosomer og spiller en nøglerolle i pigmenteringen af ​​hår og hud. Den unormale ekspression eller aktivering af tyrosinase er forbundet med flere sygdomme, såsom albinisme, vitiligo, melanom og Parkinsons sygdom. Overdreven aflejring af melanin kan forårsage sygdomme som fregner og brune pletter i menneskekroppen, og det er også tæt forbundet med brunfarvning af frugter og grøntsager og smeltning af insekter. Påvisning og inhibering af aktiviteten af ​​tyrosinase er af ekstraordinær værdi i udviklingen af ​​diagnosticering og behandling af disse sygdomme. Derfor er mange selektive optiske detektionsprober og små molekylære inhibitorer blevet udviklet og har ydet væsentlige bidrag til den grundlæggende og kliniske forskning i disse sygdomme. I denne artikel gennemgås påvisningen og hæmningen af ​​tyrosinase og dens anvendelse i blegeprodukter, med særlig vægt på udviklingen af ​​fluorescerende prober og inhibitorer. Forhåbentlig vil denne anmeldelse hjælpe med at designe mere effektive og følsomme tyrosinase-prober og -hæmmere, samt kaste lys over nye behandlinger for sygdomme som f.eks. melanom.

Ifølge relevante undersøgelser,cistancheer en almindelig urt, der er kendt som "mirakelurten, der forlænger livet". Dens hovedkomponent ercistanoside, som har forskellige effekter som f.eksantioxidant,anti-inflammatorisk, ogfremme af immunfunktionen. Mekanismen mellem cistanche oghudblegningligger i den antioxidante virkning af cistanche glykosider. Melanin i menneskelig hud produceres ved oxidation af tyrosin katalyseret aftyrosinase, og oxidationsreaktionen kræver deltagelse af ilt, så de iltfrie radikaler i kroppen bliver en vigtig faktorpåvirker melaninproduktion. Cistanche indeholder cistanosid, som er en antioxidant og kan reducere dannelsen af ​​frie radikaler i kroppen, dvs.hæmmendemelaninproduktion.

Klik på Cistanche Tubulosa Supplement

For mere info:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Nøgleord:

1. Introduktion

Tyrosinase (EC 1.14.18.1; catecholoxidase; polyphenoloxidase [1] eller diphenolase) anses for at være det vigtigste kobberholdige enzym i melanindannelsen. Tyrosinase kan katalysere hydroxyleringen og den efterfølgende oxidation af monophenolenhed til orthoquinon under påvirkning af molekylært oxygen. Det findes i melanosomer, stedet for syntese, opbevaring og transport af melanin. pH-værdierne for mildt og alvorligt melaniserede melanosomer er henholdsvis omkring 4,5 og 3. Den optimale pH for tyrosinaseaktivitet er 6,8 [2]. Raper [3] og Mason [4] var de første til at afklare de biosyntetiske veje for melanindannelse i forskellige organismer, som for nylig blev forskønnet af Schallreuter et al. [5] og Cooksey et al. (Fig. 1) [6].

Tyrosinase findes i vid udstrækning i planter, dyr og mikroorganismer. I betragtning af involveringen af ​​tyrosinase i patogenesen af ​​melanom, vil overvågning og farmakologisk regulering af dets aktivitet hjælpe med diagnosticering og behandling af sygdommen [7]. Prober blev udviklet til specifikt at detektere tyrosinaseaktivitet i fysiologiske miljøer. Der blev også udviklet hæmmere, der kunne gøre tyrosinase inaktivt, og nogle af dem blev brugt klinisk til at behandle sygdomme. For eksempel blev kojinsyre og arbutin [8], som specifikke inhibitorer af tyrosinase, klinisk brugt som blegeprodukter. Med fremskridt inden for lægemiddelopdagelse er et stigende antal effektive forbindelser, der kan detektere/inhibere tyrosinaseaktivitet, blevet designet og syntetiseret for nylig. Dette ville i høj grad lette fremskridtene med at diagnosticere og behandle de sygdomme, der er et resultat af afvigende melaninproduktion. I denne gennemgang vil vi diskutere fremskridtet i udviklingen af ​​små molekyle-baserede prober og inhibitorer for endogen tyrosinase aktivitet. Forhåbentlig vil det hjælpe os med at lære mere om tyrosinase og finde flere funktionelle forbindelser, der målretter/regulerer tyrosinase.

2. Struktur af tyrosinase

Det aktive tyrosinase-sted præsenterer en dual-core kobbercenterstruktur sammensat af to kobberioner (fig. 2), som binder til histidinrester i proteinet. De to kobberioncentre er forbundet med en endogen koordinationsbro. Tyrosin og andre stoffer er kompleksbundet med enzymet gennem bindingen mellem enzymets aktive center og hydroxylgruppen. I processen med den katalytiske reaktion af melanin er det katalytiske sted kategoriseret i tre former: oxidationstilstand (Eoxy), reduktionstilstand (Emet) og deoxygeneringstilstand (Edeoxy), forskellen ligger i strukturen af ​​det binukleære kobberion-aktive center (Fig. 2).

Epoxy er sammensat af to kvadratiske kobber(II)-atomer; hvert atom er opbygget af to stærke ækvatorer og liganden er en svagere aksial NH [9]. Det eksogene iltmolekyle binder og slår bro mellem de to kobbercentre i form af peroxider. CueCu-bindingslængden er ca. 0,35 nm. Kombinationen af ​​oxygenmolekyler fører til dannelsen af ​​(m-h2:h2 -peroxo) struktur [10], så det aktive eoxycenter kan skrives som [Cu(II)eO2eCu(II)]. Den elektroniske struktur af peroxider spiller en afgørende rolle i de biologiske funktioner af Eoxy. På grund af den stærke s*-acceptorvirkning har peroxidet en mindre negativ ladning, mens p-elektronacceptoren interagerer med elektronerne i peroxidets s*-orbital, hvilket i høj grad svækker styrken af ​​ilt-iltbindingen, hvilket gør kernen af tyrosinase aktivt center let brydes [9]. Mettyrosinase (Emet) ligner Eoxy og indeholder også to tetragonale kobber (II) atomer koblet gennem en endogen bro. Forskellen er, at broliganden mellem kobberioner er hydroxid i stedet for peroxid [2]. Med hensyn til oxidative egenskaber er Emet og Eoxy også lidt forskellige. Emet er ikke i stand til at oxidere monophenoliske forbindelser. I mangel af substrater eksisterer Emet som hovedformen i organismer. Deoxytyrosinase (Edeoxy), der ligner deoxyhæmocyanin, har en symmetrisk struktur [(Cu(I)eCu(I)]. Der er ingen brodannende ligand såsom peroxid eller hydroxid mellem binukleært kobber; derfor er hydroxid i vand en essentiel broligand.

3. Mekanisme for virkningen af ​​tyrosinase

Selvom forskere har udført dybdegående undersøgelser af tyrosinase og dets relaterede proteiner, er mekanismen for dens katalytiske reaktion stadig kontroversiel. For eksempel er den katalytiske aktivitet på det samme aktive sted af tyrosinase forskellig. Det katalytiske center af tyrosinase indeholder et binukleært kobbercenter, benævnt henholdsvis Cu(A) og Cu(B). Hver kobberion i det aktive center er koordineret med tre forskellige histidinrester. Der er stor forskel på mycophenolataktivitet og diphenolaseaktivitet, og reduceret tyrosinase har en lag-fase, når den reagerer med monophenol. Dette er vigtige emner, som løbende skal udforskes og studeres [11].

Reaktionen mellem tyrosinase og beslægtede substrater er hovedsageligt gennem dannelsen af ​​en effektiv koordinationsbinding mellem hydroxylgruppen på substratet og det aktive tyrosinasecenter. Olivares et al. [12] foreslog, at Eoxy og egnede substrater hos pattedyr udløser mycophenolataktivitet og diphenolaseaktivitet. Under mycophenolataktivitet oxideres monophenoler (L-tyrosin) til dannelse af o-quinoner (o-dopaquinon), en vigtig forløber for melanin og Edeoxy. Under diphenolaseaktivitet kan Eoxy og Emet også oxidere o-diphenoler (L-DOPA) for at producere o-dopaquinon [13]. Denne mekanisme er generelt accepteret af forskere, da den mest nøjagtigt kan afspejle de kinetiske egenskaber af tyrosinase, hvor det hastighedsbegrænsende trin i melaninproduktionen er monophenolcyklussen [14].

3.1. Mekanisme for mycophenolataktivitet

Under melaninsyntese er enzymets hovedfunktion at oxidere monophenolsubstrater til o-quinon af Eoxy. Denne proces er en vigtig egenskab, der adskiller tyrosinase fra andre oxidoreduktaser såsom catecholoxidase. Under monophenolcyklussen (fig. 2) koordineres oxygenatomet på den deprotonerede phenol med kobberionen i det oxiderede tyrosinase-aktive center til dannelse af mycophenolat Eoxy-kompleks (EoxyM), og derefter substitueres phenolen orto-elektrofilt til diphenolase Emet kompleks (EmetD). EmetD gennemgår en spaltningsproces for direkte at generere o-quinon og Edeoxy. Edeoxy kombineres direkte med oxygenmolekyler for at gendanne Eoxy. Dette er den cykliske proces af mycophenolataktivitet. Denne proces slutter ikke, før substratreaktionen er afsluttet. I reaktionsprocessen i monophenolcyklussen, hvis Emet i naturlig tilstand møder et monophenolsubstrat, vil det undergå en ekstremt langsom oxidationsreaktion og hindre den normale fremgang af monophenolreaktionen. Derfor kaldes denne periode 'lagperioden', fordi Emet ikke selv kan binde iltmolekyler [12].

3.2. Mekanisme for diphenolaseaktivitet

4. Funktion af tyrosinase

Tyrosinase er en del af type 3 kobberfamilien og eksisterer i den tidlige proces med melanindannelse. Det deltager hovedsageligt i følgende to reaktionsprocesser [17]: (1) hydroxylering af L-tyrosin til L-DOPA; (2) oxidation af L-DOPA til dannelse af dopaquinon. Dopaquinon vil til sidst danne melanin gennem en række reaktioner. De to andre familiemedlemmer af type 3 kobberfamilien er catecholoxidase og hæmocyanin. Catecholoxidase udviser kun diphenolaseaktivitet, og hæmocyanin er på lymfen hos mange bløddyr og leddyrs oxygenbærer. Selvom de aktive centre i type 3 kobberfamiliens proteiner er bevaret med hensyn til total struktur og evne til at forbinde oxygenmolekyler, er deres potentielle enzymaktivitet lidt forskellige på grund af variabiliteten af ​​substratets binding til enzymcentret eller den ukontrollerbarhed, som substrat kan nå.

Ud over at deltage i processen med melaninproduktion har tyrosinase også andre vigtige fysiologiske funktioner. Hos svampe, planter og nogle hvirvelløse dyr er tyrosinase hovedsageligt involveret i processen med sårheling og primær immunrespons [18]. Hos leddyr kan tyrosinase fremme hærdningsprocessen af ​​dyrs hornlag efter smeltning. Bakteriel tyrosinase kan udskilles i jord og deltage i processen med tilfældig kobling af forskellige aromatiske forbindelser til dannelse af humus. Og det blev opdaget, at tyrosinase også kan være en potentiel modgift mod benzentoksiske stoffer [13,19]. Derudover spiller det en uundværlig rolle i at dræbe parasitære planter mod phenoliske symbiotiske bakterier, produktionen af ​​naturlige pigmenter og syntesen af ​​aminosyreantibiotika såsom lincomycin. Fællespunktet for disse effekter er uadskillelige fra tyrosinasen ved hjælp af redoxreaktioner med oxygenmolekyler [11].

5. Tyrosinase-relaterede sygdomme

Fordelingen af ​​tyrosinase er tæt forbundet med planters og dyrs fysiologiske funktioner. Det antages generelt, at farverne på fjer, hår, øjne, insektepidermis, frø og andre pigmenter er resultatet af tyrosinase [10]. Tyrosinase har varierende, men vigtige funktioner i forskellige organismer. I de fleste insekter under normale fysiologiske forhold eksisterer tyrosinase i form af zymogenet, og forskellige typer tyrosinase findes i specifikke dele af insekter for at fuldføre specifikke fysiologiske funktioner [20]. Ud over at deltage i produktionen af ​​melanin er insekttyrosinase det eneste enzym, der er involveret i keratose. Insekthærdet keratin kan blokere invasionen af ​​mikroorganismer og fremmedlegemer og beskytte den bløde hvirvelløse krop. Hos leddyr deltager tyrosinase også i to andre vigtige fysiologiske processer, nemlig forsvarsrespons og sårheling. Melaninet produceret af tyrosinase hos pattedyr udskilles i keratinocytterne i epidermis og hår, misfarver kropsoverfladen og beskytter derved huden og øjnene, modstår ultraviolet stråling og forhindrer indre væv i at overophedes [10]. Tyrosinase fundet i pattedyr er almindeligvis opdaget i melanocytter, som er meget specifikke celler, der findes i huden, hårsækkene og øjnene for at producere pigmenter [4,21]. Når tyrosinasefunktionen er nedsat eller mangler, vil det påvirke melaninmetabolismen og forårsage sygdomme som epilepsi og albinisme. Autosomale recessive sygdomme hos dyr og mennesker er også relateret til tab af tyrosinase eller nedsat aktivitet [22].

6. Prober af tyrosinase

Prober er stoffer, der specifikt genkender målet og frigiver påviselige signaler, der afspejler tilstedeværelsen og aktiviteten af ​​målet. Den traditionelle kolorimetriske metode til tyrosinaseanalyse har været begrænset på grund af dens lave følsomhed [23]. Til at begynde med blev adskillige andre detektionsmetoder baseret på elektrokemi og guldnanopartikler rapporteret af Willners gruppe [24e27], hvilket ikke kun øger detektionens alsidighed, men også i høj grad opdaterer kolorimetrien med hensyn til følsomhed. En fluorescerende strategi er også blevet introduceret til at designe meget følsomme tyrosinaseprober som vist i fig. 3. Indledningsvis udviklede kvanteprikker og konjugerede polymerfluorescerende prober kan anvendes til at overvåge aktiviteten af ​​tyrosinase [28]. Ikke desto mindre er fluorescerende prober med små molekyler særligt attraktive på grund af deres særlige fordele såsom følsomhed, specificitet og kompatibilitet. I 2008 syntetiserede Zhus team en ny vandopløselig oligo (phenylenvinylen) (Pr1) som en FL-fluorofor indeholdende tyrosinsprænghoved (WH) som en fluorescerende sonde til tyrosinase. Det blev påvist, at Pr1 er egnet til at påvise aktiviteten af ​​tyrosinase indtil videre i en vandig bufferopløsning selv i agarosegel [29]. Først blev en cyanin-baseret nær-infrarød (NIR) fluorescerende probe (Pr2) brugt til at overvåge aktiviteten af ​​tyrosinase i 2010 af Ma et al. [30]. Den betydelige farveændring før og efter reaktionen kunne detekteres med det blotte øje. Imidlertid viser disse prober også en sluk-tilstand forårsaget af quinondelen genereret af tyrosinase-katalyseret oxidation. Til funktionel brug er den bedste tilgang imidlertid at implementere et bioassay i tændt tilstand på grund af dets følsomhed og mere egnethed til bioimaging af tyrosinase i levende systemer. I 2010, Kim et al. [31] foreslog en BODIPY-baseret tændt fluorogen probe til at påvise endogen tyrosinaseaktivitet i levende melanomceller (Pr3, fig. 4). Baseret på tidligere forskning af tyrosinase anvendt til at fjerne aminbeskyttende grupper [32], Yan et al. [33] forberedte tyrosinaseprober, Pr4 og Pr5, hvori en phenolgruppe og en naphthylamingruppe blev forbundet gennem en urinstofbinding i 2012. Det er vigtigt, at Pr4 var den første to-foton tændte fluorogene probe designet til at detektere aktiviteten af ​​tyrosinase i vandig buffer og levende celler. I 2013, Wang et al. [34] viste, at den NBD-NH2--baserede fluorescerende probe (Pr6 og Pr7) indeholdende phenoldele (WH) kan bruges til at detektere aktiviteten af ​​tyrosinase og screene for potentielle tyrosinaseinhibitorer med en "turn-on" strategi. Der er dog intet biologisk eksperiment relateret til cellebilleddannelse i dette arbejde. I 2016 designede Li og kolleger en gruppe nye prober baseret på 7- amino-4-(trifluormethyl)-cumarin som en FL-fluorofor og syntetiserede dem, Pr8-11, med varierende afstande mellem FL fluorofor og phenoler. Pr9 viste sig at være en meget følsom og selektiv "turn-on" fluorogen probe til billeddannelse af levende melanomceller [35]. I 2018 var Wus team det første, der gjorde brug af en FL fluorescerende probe (Pr12) til at diagnosticere tidligt melanom i gnavermusemodeller (fig. 4 & 5A). Proben kan aktiveres ved tyrosinase-medieret oxidation og derefter hydrolysere urinstofbindinger for at producere et fluorescenssignal. Samtidig kan den også overvåge niveauet af endogen tyrosinase i levende celler og zebrafisk følsomt og selektivt (fig. 5 B/C) [36].

I 2016 udviklede Ma's gruppe [37] en ny fluorogen probe ved navn Mela-TYR (Pr13, Fig. 4) til at målrette melanosomer til påvisning af aktiviteten af ​​tyrosinase. Pr13 blev designet ved at inkorporere phthalimid med morpholin og 4-amino-phenol-afledt urinstof. Proben viser en meget følsom og selektiv tænd-reaktion på tyrosinase gennem en oxidations-spaltningsreaktion. Fluorescensproberne beskrevet ovenfor indeholdt hovedsageligt en 4-hydroxyphenylgruppe som genkendelsesdel (WH) og viste parallelt fluorescensrespons på adskillige reaktive oxygenarter (ROS) og tyrosinase, således interfereret af ROS. Ma's gruppe opdagede en ny tyrosinase-genkendelsesdel, 3-hydroxybenzyloxy (WH), som viste forskellige reaktionsmekanismer for tyrosinase og ROS [38]. En NIR-fluorescensprobe (Pr14, Fig. 4) blev udviklet ved at installere 3- hydroxybenzyloxy i en NIR-fluorofor (HXPI), og viste en meget specifik off-on-reaktion på tyrosinase i stedet for ROS, og overvandt således interferensen. Tilstedeværelsen af ​​3--hydroxygruppen letter hydroxyleringen med tyrosinase ved 4-stillingen, men ikke ved ROS, og mellemproduktet vil undergå spontan 1,6-omlejringseliminering, hvilket frigiver fri fluorofor. Den høje specificitet af den udviklede probe blev bevist ved billeddannelse og påvisning af endogen tyrosinase-aktivitet i levende celler og zebrafisk, og probens høje specificitet blev yderligere verificeret ved hjælp af et enzymbundet immunosorbent-assay (fig. 4 og 6). Ma's gruppe udviklede efterfølgende en anden tændt fluorogen probe (Pr15, Fig. 4) baseret på resorufin inkorporeret med en 3-hydroxyphenylgruppe [39]. Det blev brugt til at detektere og afbilde aktiviteten af ​​endogen tyrosinase i en række levende celler. Inspireret af ovenstående design foreslog Zhang og kolleger [40] en fluorogen tyrosinase-probe (Pr16, fig. 4) med resorufin som en fluorofor og m-tolyl boronsyre pinacol ester (WH) som en ny tyrosinase-genkendelse del. Proben viste høj selektivitet for tyrosinase i forhold til andre biologiske stoffer, herunder ROS. Det blev dog alvorligt forstyrret af H2O2. I 2019, Hu et al. [41] rapporterede en ny fluorogen probe med høj kemisk selektivitet baseret på fluorescein (Pr17, Fig. 4), som kan spore tyrosinase in vitro og in vivo og realisere den høje kemoselektive detektion af tyrosinase. Derudover reagerede proben i en vandig opløsning og udviste en fluorescensforøgelse på mere end 24 gange i nærvær af tyrosinase. Derudover udviste Pr17 store cellemembran- og vævspermeabilitetsegenskaber, hvilket hjalp dets succes med at følge endogen tyrosinaseaktivitet i forskellige hjulpet levende celler og zebrafiskmodeller. Dings gruppe konstruerede en ny vandopløselig NIR-fluorescensprobe (Pr18, Fig. 4), der specifikt kan genkende tyrosinase, som er meget stabil inden for den fysiologiske temperatur og pH og nøjagtigt kan detektere tyrosinase i biologiske systemer uden at blive forstyrret af allestedsnærværende enheder. Det kan bruges til billeddannelse af tyrosinase i levende celler, zebrafisk og xenogene musemodeller [42].

Sidhu et al. udtænkt og syntetiseret en ratiometrisk fluorescerende probe (Pr19, fig. 4) baseret på naphthalimid. Pr19 har høj selektivitet og følsomhed for tyrosinase, og grænsen for detektion (LOD) er ret lav [43]. Excitations- eller emissionsspektrumforskydningen sker, efter at proben er kombineret med reaktanter. Det kan optages ved hjælp af forholdet mellem fluorescensintensiteten målt ved to forskellige bølgelængder, hvilket kaldes forholdsmåling. Ratiometriske fluorescerende prober baseret på dette princip viser deres følsomhed og selektivitet og kan bruges til undersøgelse af enzymfunktion i levende systemer [44]. Guos team foreslog en ny ratiometrisk og tændt NIR-fluorescerende probe (Pr20, fig. 4) til realtidsdetektion af endogen tyrosinaseaktivitet. Disse særlige egenskaber ved Pr20, kombineret med sjælden cytotoksicitet, overlegne fotofysiske karakterer og cellemembranpermeabilitet, gør den ideel til kvantitativ påvisning af endogen tyrosinaseaktivitet [45]. Cyaninderivater, som typiske NIR-fluorescerende farvestoffer, kan aggregeres kontrollerbart i vandige opløsninger og udviser således mange signifikant forskellige spektrale egenskaber. Kloratomet i midten af ​​cyaninskelettet er let substitueret med andre funktionelle grupper. Baseret på denne funktion har Zhang et al. [46] udviklede en ny cyanin-baseret fluorescerende probe (Pr21, Fig. 4) til ratiometrisk fluorescensdetektion af tyrosinaseaktivitet (Fig. 7). Forholdsbestemmelsen opnåede et godt signal-til-støj-forhold, og LOD-værdien for tyrosinaseaktivitet var 0,02 U/ml. Derudover blev Pr21 med succes anvendt til at afbilde den endogene tyrosinaseaktivitet i B16-celler og kvalitativt skelne den fra andre cancerceller/normale celler i fravær af tyrosinase (fig. 7).

7. Inhibitorer af tyrosinase

Inhibitorer opdeles generelt i reversible inhibitorer og irreversible inhibitorer baseret på, om de inhibitorer, der interagerer med enzymer, forårsager permanent inaktivering af enzymet. Den hæmning, der er karakteristisk for tyrosinase, er reversibel hæmning. For inhiberingen karakteriseret ved reversibel inhibering er kombinationen af ​​inhibitor og enzym en reversibel dynamisk ligevægtsproces [47e49]. Forøgelse af koncentrationen af ​​inhibitoren vil få enzymaktiviteten til at falde, men inhibitoren inhiberer kun enzymaktiviteten i stedet for permanent inaktiverer enzymet. Når inhibitorkoncentrationen falder, vil tyrosinaseaktiviteten stige. I mellemtiden vil den irreversible hæmning være den permanente inaktivering af tyrosinase. Ifølge de forskellige steder og metoder for tyrosinasehæmmere, der interagerer med enzymet, kan de opdeles i fire former: konkurrerende, ikke-konkurrerende, blandet og langsom binding.

Flavonoider er et sæt forbindelser sammensat af to benzenringe forbundet med en tre-carbonkæde. Fordi hydroxyl-, methoxy- og glycosid-sidekædegrupperne er i benzenringene, kan arrangementet opdeles i flavonoler, chalconer, dihydroflavoner og orange (fig. 8) [56]. Flavonoider er udbredt fordelt i blade, frø, skind og tilhængere af planter, og forskere har verificeret mere end 4000 flavonoider. For nogle planter har flavonoider og deres derivater beskyttelse mod UV-stråler, patogener og planteædere [57]. Analyse af strukturen af ​​lakridsrodekstrakt viser, at den tyrosinaseinhiberende evne af neoglycyrrhizin, glycyrrhizin, isoliquiritigenin og glycyrrhizin er relateret til deres lipofilicitet. Blandt dem er hæmningen af ​​monophenol mere effektiv end diphenol, hvilket indikerer, at det er en hastighedsbegrænsende reaktion i det første trin af oxidationsreaktionen [58].

Nogle flavoner, der indeholder en {{0}}hydroxy-4-ketonstruktur, kan kompetitivt hæmme enzymaktivitet ved at chelatere kobber på det aktive sted af tyrosinase, hvilket resulterer i den irreversible inaktivering af tyrosinase. Efter chelatering af tyrosinase mister molekylet teoretisk sin plane struktur og bliver forvrænget. Konkurrerende inhibitorer er sædvanligvis parallelle i struktur med substratet, så molekylet kommer let ind i det aktive tyrosinase-sted og forhindrer indtrængen af ​​L-DOPA [59,60]. Jeong et al. ekstraheret to flavonoler fra bladene af Zanthoxylum piperitum. Flavonolerne kan hæmme svampenes tyrosinaseaktivitet, hvilket er en konkurrencehæmning, men det kan ikke hæmme melaninproduktionen af ​​Streptomyces bikiniensis. Senere blev det fundet, at flavonoidforbindelsen isoleret fra den filippinske Formosa også kan hæmme tyrosinase, og den hæmmende effekt er bedre end kojinsyre [62]. Liang et al. fandt, at tidselgult pigment også kan hæmme svampetyrosinaseaktivitet med en halvmaksimal hæmmende koncentration (IC50) værdi på 1,01 mg/ml. Dette hæmningsforhold ser ud til at være dosisafhængigt [63]. (2R, 3R)-(þ)-purpurin ekstraheret fra Shuiliao hæmmer 70 procent af tyrosinaseaktiviteten, og koncentrationen er 0,50 mM. Den hæmmende evne er bedre end kojinsyre og arbutin [64].

7,8,40 -trihydroxyflavon er et flavonoidderivat, der hæmmer tyrosinase-diphenolaseaktivitet på en ikke-konkurrerende måde med en IC50-værdi på 10,31 ± 0,41 mM og en Ki på 9,50 ± 0,40 mM. Virkningsmekanismen for denne forbindelse med tyrosinase er en statisk mekanisme og viser et enkelt bindingssted med en bindingskonstant på (7,05 ± 1,20) × 104 M-1 ved 298 K. Termodynamiske parametre viser, at bindingsprocessen er relateret til hydrogenbinding og van der Waals-kræfter [51].

3,8-hydroxyquinolin (In1, Fig. 9 [65]) adskilt fra Scolopendra subsidier mutilans kan hæmme produktionen og oxidationen af ​​melanin i Melan-a celler. In1 viser en koncentrationsudviklet antioxidanteffekt og hæmmer signifikant svampetyrosinaseaktivitet gennem ikke-konkurrerende hæmning. Samtidig er In1 fundet ikke-cytotoksisk i undersøgelsen som vist i tabel 1 [65]. Ethylacetatfraktionen af ​​Nymphaea nuchal flower-ekstrakt (NNFE) (100 mg/mL) kan effektivt reducere melaninproduktionen og hæmme svampetyrosinaseaktivitet. Den underliggende mekanisme involverer interferering med transkriptionsfaktorer og universelle signalveje i melaninsyntese [66]. Capsaicin (In2, Fig. 9 [67]) og dihydrocapsaicin (In3, ​​Fig. 9) ekstraheret fra peber kan hæmme tyrosinaseaktivitet. Resultatet viser, at IC50-værdien af ​​In2 er 1,73 gange mindre end for In3. Inhiberingskonstanten (Ki) understøtter også den inhiberende aktivitet af In3 (0,39 mM, tabel 1) på tyrosinase er lavere end den for In2 (0,30 mM, tabel 1) [67]. Det blev fundet, at koffein (In4, Fig. 9 [68]) ekstraheret fra kameliapollen viser stærk hæmmende aktivitet over for svampetyrosinase i en ikke-konkurrerende model som vist i tabel 1. In4 ændrer bindingsstedet for L-tyrosin og ringen konformation støder op til det aktive center ved binding til tyrosinase. De eksperimentelle resultater viser, at In4 har en åbenlys hæmmende effekt på tyrosinaseaktiviteten i cellerne, og melaningenerering af B16F10 melanomceller er relateret til koncentrationen [68]. Kaftarsyren (In5, Fig. 9) ekstraheret fra druer kan kompetitivt hæmme tyrosinase, og IC50-værdien (tabel 1) er lavere end for relationsforbindelserne, koffein- og chlorogensyrer [47]. Phloretin (In6, Fig. 9) kan binde til tyrosinase gennem en statisk proces, som får tyrosinasens konformation til at ændre sig og derved hæmme dens aktivitet. Samtidig har In6 en stærk antioxidantkapacitet og evnen til at reducere o-dopaquinon til LDOPA [48].

Forskere har evalueret to spiro-acridiner (AMTAC-01, In7, Fig. 9) og (AMTAC-02, In8, Fig. 9) som inhibitorer af tyrosinase. Resultaterne viser, at acridinderivater interagerer stærkt med svampetyrosinase. In8 er mere effektiv til at hæmme enzymaktivitet end In7 som vist i tabel 1, hvilket indikerer, at methoxygruppen i In8 er stærkt korreleret med den hæmmende aktivitet [49]. Adskillige 21 halogenerede thiosemicarbazoner (TSC'er) blev syntetiseret og undersøgt. Det blev fundet, at TSC'er 6, 12 og 21 (In9/10/11, Fig. 9 [69]) udviser kraftige hæmmende egenskaber med henholdsvis forskellige IC50 (tabel 1). De demonstrerer en gensidigt reversibel og konkurrencedygtig mekanisme til at hæmme tyrosinase. Blandt de undersøgte forbindelser har para-substituerede acetophenonderivater af thiosemicarbazoner den højeste affinitet til enzymet [69]. Penicillin V (In12, fig. 9) er et bakteriolytisk b-lactam antibiotisk lægemiddel. Undersøgelser har fundet ud af, at In12 kan hæmme mycophenolat- og diphenolaseaktivitet. Fluorescens quenching og molekylære docking undersøgelser har vist, at In12 kan danne en statisk interaktion nær den katalytiske lomme af enzymet, og derved hindre substrattransport til det aktive sted og reducere plasticiteten af ​​kobber til katalyse [70]. For nylig har Raza et al. undersøgte det hæmmende potentiale af N-(substitueret-phenyl)-4-{(4-[(E)-3- phenyl-2-propenyl]-1-piperazinyl)-butanamider ( 5a-e) på tyrosinase. Alle forbindelser viste sig at være biologisk aktive, hvor 5b (In13, Fig. 9) viste det højeste inhiberende potentiale [71]. Mahajan et al. designet og syntetiseret quinazolinon ben amider 4a-h (In14e21, Fig. 9). Gennem undersøgelsen af ​​forbindelsernes hæmmende virkning på aktiviteten af ​​tyrosinase, blev det fundet, at alle forbindelser viser lavere IC50-værdier end standard kojinsyre som vist i tabel 1 [72]. Shen et al. fundet en ny tyrosinasehæmmer, peptidet ECGYF (EF-5, In22) som vist i fig. 9. Bindingen mellem In22 og tyrosinase afhænger hovedsageligt af hydrogenbinding og hydrofobe interaktioner, og effekten af ​​at hæmme tyrosinase er stærkere end det af arbutin og glutathion [73]. Han et al. isolerede tre tamariscinoler 1/2/3 (In23/24/25) og to phenoler 4 & 5 (In26 & 27) som vist i fig. 9. Eksperimenter har vist, at alle isolater har hæmmende virkninger på svampetyrosinase, hvor In23 er mest effektive (tabel 1) [74].

For flere oplysninger: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501