SAŽETAK

Tirozinaza je važan enzim u kontroli stvaranja melanina u melanosomima i igra ključnu ulogu u pigmentaciji kose i kože. Abnormalna ekspresija ili aktivacija tirozinaze povezana je s nekoliko bolesti kao što su albinizam, vitiligo, melanom i Parkinsonova bolest. Prekomjerno taloženje melanina može uzrokovati bolesti kao što su pjege i smeđe mrlje u ljudskom tijelu, a usko je povezano i sa posmeđivanjem voća i povrća i linjanjem insekata. Detekcija i inhibicija aktivnosti tirozinaze je od izuzetne važnosti u napretku dijagnostike i lečenja ovih bolesti. Stoga su razvijene mnoge selektivne optičke detekcione sonde i mali molekularni inhibitori, koji su dali značajan doprinos osnovnim i kliničkim istraživanjima ovih bolesti. U ovom radu se razmatra detekcija i inhibicija tirozinaze i njena primena u proizvodima za izbeljivanje, sa posebnim naglaskom na razvoj fluorescentnih sondi i inhibitora. Nadamo se da će ovaj pregled pomoći u dizajniranju efikasnijih i osjetljivijih sondi i inhibitora tirozinaze, kao i da baci svjetlo na nove tretmane za bolesti kao što je melanom.

Prema relevantnim studijama,cistancheje uobičajena biljka koja je poznata kao "čudotvorna biljka koja produžava život". Njegova glavna komponenta jecistanozid, koji ima različite efekte kao nprantioksidans,protuupalno, iunapređenje imunološke funkcije. Mehanizam između cistanche ikožeizbjeljivanjeleži u antioksidativnom dejstvu cistanche glikozida. Melanin u ljudskoj koži nastaje oksidacijom tirozina koju kataliziratirozinaza, a reakcija oksidacije zahtijeva sudjelovanje kisika, pa radikali bez kisika u tijelu postaju važan faktorutiče melaninproizvodnja. Cistanche sadrži cistanozid, koji je antioksidans i može smanjiti stvaranje slobodnih radikala u tijelu.inhibiranjemelaninproizvodnja.

Kliknite na dodatak Cistanche Tubulosa

Za više informacija:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Ključne riječi:

1. Uvod

Tirozinaza (EC 1.14.18.1; katehol oksidaza; polifenol oksidaza [1] ili difenolaza) se smatra najvažnijim enzimom koji sadrži bakar u stvaranju melanina. Tirozinaza može katalizirati hidroksilaciju i naknadnu oksidaciju monofenolne jedinice u ortokinon pod djelovanjem molekularnog kisika. Nalazi se u melanosomima, mjestu za sintezu, skladištenje i transport melanina. pH vrijednosti blago i jako melaniziranih melanozoma su oko 4,5 i 3, respektivno. Optimalni pH za aktivnost tirozinaze je 6,8 [2]. Raper [3] i Mason [4] bili su prvi koji su razjasnili biosintetske puteve stvaranja melanina u različitim organizmima, koje su nedavno uljepšali Schallreuter et al. [5] i Cooksey et al. (slika 1) [6].

Tirozinaza se široko nalazi u biljkama, životinjama i mikroorganizmima. S obzirom na učešće tirozinaze u patogenezi melanoma, praćenje i farmakološka regulacija njene aktivnosti pomoći će u dijagnostici i liječenju bolesti [7]. Sonde su razvijene za specifično otkrivanje aktivnosti tirozinaze u fiziološkom okruženju. Razvijeni su i inhibitori koji mogu učiniti neaktivnom tirozinazu, a neki od njih su klinički korišteni za liječenje bolesti. Na primjer, kojična kiselina i arbutin [8], kao specifični inhibitori tirozinaze, klinički su korišteni kao proizvodi za izbjeljivanje. Sa napretkom u otkrivanju lijekova, nedavno je dizajniran i sintetiziran sve veći broj efikasnih spojeva koji mogu otkriti/inhibirati aktivnost tirozinaze. To bi uvelike olakšalo napredak u dijagnosticiranju i liječenju onih bolesti koje su rezultat aberantne proizvodnje melanina. U ovom pregledu ćemo raspravljati o napretku u razvoju sondi i inhibitora na bazi malih molekula za aktivnost endogene tirozinaze. Nadamo se da će nam pomoći da naučimo više o tirozinazi i pronađemo funkcionalnije spojeve koji ciljaju/regulišu tirozinazu.

2. Struktura tirozinaze

Aktivno mjesto tirozinaze predstavlja dvostruku strukturu bakra u centru sastavljenu od dva bakrena jona (slika 2), koji se vezuju za histidinske ostatke u proteinu. Dva centra jona bakra povezana su endogenim koordinacijskim mostom. Tirozin i druge supstance su složene sa enzimom, kroz vezu između aktivnog centra enzima i hidroksilne grupe. U procesu katalitičke reakcije melanina, katalitičko mjesto se kategorizira u tri oblika: oksidacijsko stanje (Eoxy), stanje redukcije (Emet) i stanje deoksigenacije (Edeoxy), razlika je u strukturi binuklearnog aktivnog centra iona bakra. (Sl. 2).

Epoksid se sastoji od dva kvadratna atoma bakra (II); svaki atom se sastoji od dva jaka ekvatora, a ligand je jedan slabiji aksijalni NH [9]. Egzogeni molekul kisika veže i premošćuje dva centra bakra u obliku peroksida. Duljina CueCu veze je oko 0.35 nm. Kombinacija molekula kiseonika dovodi do formiranja (m-h2:h2 -perokso) strukture [10], pa se Eoxy aktivni centar može zapisati kao [Cu(II)eO2eCu(II)]. Elektronska struktura peroksida igra ključnu ulogu u biološkim funkcijama Eoxy-a. Zbog jakog djelovanja s* akceptora, peroksid ima manje negativnog naboja, dok akceptor p elektrona stupa u interakciju s elektronima u s* orbitali peroksida, što u velikoj mjeri slabi snagu veze kiseonik-kiseonik, stvarajući jezgro. aktivnog centra tirozinaze lako lomljiv [9]. Metirozinaza (Emet) je slična Eoxy i također sadrži dva tetragonalna atoma bakra (II) spojena preko endogenog mosta. Razlika je u tome što je ligand za premošćivanje između iona bakra hidroksid umjesto peroksida [2]. U pogledu oksidativnih svojstava, Emet i Eoxy se također malo razlikuju. Emet nije u stanju da oksidira monofenolna jedinjenja. U nedostatku supstrata, Emet postoji kao glavni oblik u organizmima. Deoksitirozinaza (Edeoksi), slična deoksi hemocijaninu, ima simetričnu strukturu [(Cu(I)eCu(I)).Ne postoji ligand kao što je peroksid ili hidroksid između binuklearnog bakra; stoga je hidroksid u vodi bitan premosni ligand.

3. Mehanizam djelovanja tirozinaze

Iako su istraživači proveli dubinske studije o tirozinazi i srodnim proteinima, mehanizam njene katalitičke reakcije je još uvijek kontroverzan. Na primjer, katalitička aktivnost na istom aktivnom mjestu tirozinaze je različita. Katalitički centar tirozinaze sadrži binuklearni centar bakra, nazvan Cu(A) i Cu(B), respektivno. Svaki ion bakra u aktivnom centru koordiniran je sa tri različita histidinska ostatka. Postoji velika razlika između aktivnosti mikofenolata i aktivnosti difenolaze, a smanjena tirozinaza ima fazu kašnjenja kada reaguje sa monofenolom. To su važne teme koje treba kontinuirano istraživati ​​i proučavati [11].

Reakcija između tirozinaze i srodnih supstrata uglavnom se odvija kroz formiranje efikasne koordinacione veze između hidroksilne grupe na supstratu i aktivnog centra tirozinaze. Olivares et al. [12] su predložili da Eoksi i odgovarajući supstrati kod sisara pokreću aktivnost mikofenolata i difenolaze. Tokom aktivnosti mikofenolata, monofenoli (L-tirozin) se oksidiraju u o-kinone (o-dopakinon), važan prekursor melanina i edeoksi. Tokom aktivnosti difenolaze, Eoxy i Emet također mogu oksidirati o-difenole (L-DOPA) da bi proizveli o-dopakinon [13]. Ovaj mehanizam je općenito prihvaćen od strane istraživača jer može najtačnije odražavati kinetičke karakteristike tirozinaze, u kojoj je korak koji ograničava brzinu proizvodnje melanina ciklus monofenola [14].

3.1. Mehanizam aktivnosti mikofenolata

Tokom sinteze melanina, glavna funkcija enzima je da oksidira monofenolne supstrate u o-kinon pomoću Eoxy. Ovaj proces je važna karakteristika koja razlikuje tirozinazu od drugih oksidoreduktaza kao što je katehol oksidaza. Tokom ciklusa monofenola (slika 2), atom kiseonika na deprotoniranom fenolu koordinira se sa jonom bakra aktivnog centra oksidovane tirozinaze da bi se formirao mikofenolat Eoksi kompleks (EoxyM), a zatim je fenol orto-elektrofilno supstituisan sa difenolazom Emet. kompleks (EmetD). EmetD prolazi kroz proces cijepanja kako bi se direktno stvorio o-kinon i Edeoxy. Edeoksi se direktno kombinuje sa molekulima kiseonika da bi ponovo formirao Eoksi. Ovo je ciklični proces aktivnosti mikofenolata. Ovaj proces se ne završava dok se reakcija supstrata ne završi. U reakcionom procesu monofenolnog ciklusa, ako se Emet u prirodnom stanju susreće sa monofenolnim supstratom, proći će kroz izuzetno sporu reakciju oksidacije i ometati normalan napredak monofenolne reakcije. Stoga se ovaj period naziva 'lag period' jer sam Emet ne može da veže molekule kiseonika [12].

3.2. Mehanizam aktivnosti difenolaze

4. Funkcija tirozinaze

Tirozinaza je dio porodice bakra tipa 3 i postoji u ranom procesu formiranja melanina. Uglavnom učestvuje u sljedeća dva reakciona procesa [17]: (1) hidroksilacija L-tirozina u L-DOPA; (2) oksidacija L-DOPA za stvaranje dopakinona. Dopakinon će na kraju formirati melanin kroz niz reakcija. Druga dva člana porodice bakra tipa 3 su katehol oksidaza i hemocijanin. Katehol oksidaza ispoljava samo aktivnost difenolaze, a hemocijanin je u limfi mnogih mekušaca i člankonožaca nosilac kiseonika. Iako su aktivni centri proteina porodice bakra tipa 3 očuvani u smislu ukupne strukture i sposobnosti povezivanja molekula kiseonika, njihove potencijalne enzimske aktivnosti su malo različite zbog varijabilnosti vezivanja supstrata za enzimski centar ili nekontrolisanosti koju podloga može doseći.

Osim što učestvuje u procesu proizvodnje melanina, tirozinaza ima i druge važne fiziološke funkcije. U spužvama, biljkama i nekim beskičmenjacima tirozinaza je uglavnom uključena u proces zacjeljivanja rana i primarnog imunološkog odgovora [18]. Kod člankonožaca, tirozinaza može potaknuti proces otvrdnjavanja stratum corneuma životinja nakon linjanja. Bakterijska tirozinaza se može lučiti u tlu i sudjelovati u procesu nasumičnog spajanja različitih aromatičnih spojeva kako bi se formirao humus. I, otkriveno je da tirozinaza može biti i potencijalni protuotrov za benzen toksične supstance [13,19]. Osim toga, igra nezamjenjivu ulogu u ubijanju parazitskih biljaka protiv fenolnih simbiotskih bakterija, proizvodnji prirodnih pigmenata i sintezi aminokiselinskih antibiotika kao što je linkomicin. Zajednička tačka ovih efekata je neodvojiva od tirozinaze korišćenjem redoks reakcija sa molekulima kiseonika [11].

5. Bolesti povezane s tirozinazom

Distribucija tirozinaze usko je povezana s fiziološkim funkcijama biljaka i životinja. Općenito se vjeruje da su boje perja, kose, očiju, epiderme insekata, sjemenki i drugih pigmenata rezultat tirozinaze [10]. Tirozinaza ima različite, ali važne funkcije u različitim organizmima. Kod većine insekata u normalnim fiziološkim uslovima, tirozinaza postoji u obliku zimogena, a različite vrste tirozinaze postoje u određenim delovima insekata kako bi dovršile specifične fiziološke funkcije [20]. Osim što učestvuje u proizvodnji melanina, tirozinaza insekata je jedini enzim uključen u keratozu. Keratin otvrdnut od insekata može blokirati invaziju mikroorganizama i stranih tijela i zaštititi meko tijelo beskičmenjaka. Kod člankonožaca, tirozinaza također učestvuje u dva druga važna fiziološka procesa, naime, odbrambeni odgovor i zacjeljivanje rana. Melanin koji proizvodi tirozinaza kod sisara izlučuje se u keratinocite epiderme i dlake, mijenja boju površine tijela, čime štiti kožu i oči, odolijeva ultraljubičastom zračenju i sprječava pregrijavanje unutrašnjih tkiva [10]. Tirozinaza pronađena kod sisara obično se otkriva u melanocitima, visoko specifičnim stanicama koje postoje u koži, folikulima dlake i očima za proizvodnju pigmenata [4,21]. Kada je funkcija tirozinaze smanjena ili nedostaje, to će utjecati na metabolizam melanina i uzrokovati bolesti kao što su epilepsija i albinizam. Autosomno recesivne bolesti kod životinja i ljudi također su povezane s gubitkom tirozinaze ili smanjenom aktivnošću [22].

6. Sonde za tirozinazu

Sonde su tvari koje specifično prepoznaju metu i oslobađaju detektabilne signale koji odražavaju prisutnost i aktivnost mete. Tradicionalna kolorimetrijska metoda za analizu tirozinaze je ograničena zbog svoje niske osjetljivosti [23]. U početku, Willnerova grupa [24e27] prijavila je nekoliko drugih metoda detekcije baziranih na elektrohemiji i nanočesticama zlata, što ne samo da povećava raznovrsnost detekcije, već i značajno ažurira kolorimetriju u smislu osjetljivosti. Fluorescentna strategija je takođe uvedena za projektovanje visoko osetljivih sondi za tirozinazu kao što je prikazano na slici 3. Prvobitno razvijene kvantne tačke i konjugovane polimerne fluorescentne sonde mogu se primeniti za praćenje aktivnosti tirozinaze [28]. Ipak, fluorescentne sonde malih molekula posebno su atraktivne zbog svojih posebnih prednosti kao što su osjetljivost, specifičnost i kompatibilnost. 2008. Zhuov tim je sintetizirao novi oligo rastvorljiv u vodi (fenileninilen) (Pr1) kao FL fluorofor koji sadrži bojevu glavu tirozina (WH) kao fluorescentnu sondu za tirozinazu. Pokazano je da je Pr1 pogodan za detekciju dosadašnje aktivnosti tirozinaze u vodenom puferskom rastvoru čak i u agaroznom gelu [29]. Prvo, bliska infracrvena (NIR) fluorescentna sonda (Pr2) zasnovana na cijaninu korišćena je za praćenje aktivnosti tirozinaze 2010. godine od strane Ma et al. [30]. Značajna promjena boje prije i nakon reakcije mogla se otkriti golim okom. Međutim, ove sonde također pokazuju način isključenja uzrokovan kinonskim dijelom koji nastaje oksidacijom kataliziranom tirozinazom. Za funkcionalnu upotrebu, međutim, najbolji pristup je implementacija biološke analize u uključenom režimu zbog njegove osjetljivosti i više pogodnosti za bioimaging tirozinaze u živim sistemima. Godine 2010. Kim et al. [31] predložili su BODIPY baziranu uključenu fluorogenu sondu za otkrivanje aktivnosti endogene tirozinaze u živim ćelijama melanoma (Pr3, slika 4). Na osnovu prethodnih istraživanja primjene tirozinaze za uklanjanje zaštitnih grupa amina [32], Yan et al. [33] su pripremili sonde za tirozinazu, Pr4 i Pr5, u kojima su fenolna grupa i naftilaminska grupa bile povezane preko uree veze 2012. Važno je da je Pr4 bila prva dvofotonska fluorogena sonda dizajnirana da detektuje aktivnost tirozinaze. u vodenom puferu i živim ćelijama. 2013. godine, Wang et al. [34] su pokazali da se fluorescentna sonda bazirana na NBD-NH2- (Pr6 i Pr7) koja sadrži fenolne dijelove (WH) može koristiti za otkrivanje aktivnosti tirozinaze i ispitivanje potencijalnih inhibitora tirozinaze uz "uključivanje" strategija. Međutim, u ovom radu ne postoji biološki eksperiment koji se odnosi na snimanje ćelija. Godine 2016, Li i kolege dizajnirali su grupu novih sondi zasnovanih na 7- amino-4-(trifluorometil)-kumarinu kao FL fluoroforu i sintetizirali ih, Pr8-11, s različitim udaljenostima između FL fluorofora i fenola. Utvrđeno je da je Pr9 visoko osjetljiva i selektivna fluorogena sonda koja se "uključuje" za snimanje živih stanica melanoma [35]. U 2018. godini, Wuov tim je bio prvi koji je koristio FL fluorescentnu sondu (Pr12) za dijagnosticiranje ranog melanoma na modelima miševa glodara (slike 4 i 5A). Sonda se može aktivirati oksidacijom posredovanom tirozinazom, a zatim hidrolizirati veze uree kako bi se proizveo fluorescentni signal. Istovremeno, može senzitivno i selektivno pratiti nivo endogene tirozinaze u živim ćelijama i zebrici (slika 5 B/C) [36].

U 2016. godini, Ma-ova grupa [37] razvila je novu fluorogenu sondu pod nazivom Mela-TYR (Pr13, slika 4) za ciljanje melanozoma za otkrivanje aktivnosti tirozinaze. Pr13 je dizajniran ugradnjom ftalimida sa morfolinom i ureom izvedenom iz 4-amino-fenola. Sonda pokazuje visoko osjetljiv i selektivan odgovor uključivanja na tirozinazu kroz reakciju oksidacije-cijepanja. Gore opisane fluorescentne sonde uglavnom su sadržavale 4-hidroksifenil grupu kao prepoznavanje (WH) i pokazale su paralelni fluorescentni odgovor na nekoliko reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) i tirozinazu, na taj način ometane od strane ROS. Ma-ova grupa je otkrila novi dio koji prepoznaje tirozinazu, 3-hidroksi benziloksi (WH), koji je pokazao različite mehanizme reakcije za tirozinazu i ROS [38]. NIR fluorescentna sonda (Pr14, slika 4) je razvijena ugradnjom 3- hidroksi benziloksi u NIR fluorofor (HXPI), i pokazala je visoko specifičan off-on odgovor na tirozinazu umjesto ROS, čime je prevaziđena interferencija. Prisustvo 3- hidroksi grupe olakšava hidroksilaciju tirozinazom na poziciji 4-, ali ne i ROS, a intermedijer bi prošao spontanu eliminaciju 1,6-preuređivanja, oslobađajući slobodni fluorofor. Visoka specifičnost razvijene sonde dokazana je snimanjem i detekcijom aktivnosti endogene tirozinaze u živim ćelijama i zebricama, a visoka specifičnost sonde je dodatno potvrđena enzimskim imunosorbentnim testom (sl. 4 i 6). Ma-ova grupa je kasnije razvila još jednu fluorogenu sondu koja se uključuje (Pr15, slika 4) zasnovanu na resorufinu inkorporiranom sa 3-hidroksifenil grupom [39]. Korišten je za otkrivanje i snimanje aktivnosti endogene tirozinaze u različitim živim stanicama. Inspirisani gornjim dizajnom, Zhang i saradnici [40] predložili su fluorogenu sondu za tirozinazu (Pr16, slika 4) sa resorufinom kao fluoroforom i pinakol esterom m-tolil boronske kiseline (WH) kao novo prepoznavanje tirozinaze moiety. Sonda je pokazala visoku selektivnost za tirozinazu u odnosu na druge biološke supstance, uključujući ROS. Međutim, u njega je ozbiljno ometao H2O2. U 2019. Hu i dr. [41] objavili su novu fluorogenu sondu sa visokom hemijskom selektivnošću zasnovanom na fluoresceinu (Pr17, slika 4), koja može pratiti tirozinazu in vitro i in vivo, i ostvariti visoku hemoselektivnu detekciju tirozinaze. Pored toga, sonda je reagovala u vodenom rastvoru i pokazala povećanje fluorescencije više od 24 puta u prisustvu tirozinaze. Osim toga, Pr17 je pokazao odlične karakteristike permeabilnosti stanične membrane i tkiva, što je pomoglo njegovom uspjehu u praćenju aktivnosti endogene tirozinaze u različitim živim ćelijama i modelima zebrice. Dingova grupa je konstruisala novu vodotopivu NIR fluorescentnu sondu (Pr18, slika 4) koja može specifično prepoznati tirozinazu, koja je veoma stabilna unutar fiziološke temperature i pH i može precizno detektovati tirozinazu u biološkim sistemima bez da je ometaju sveprisutni entiteti. Može se koristiti za snimanje tirozinaze u živim ćelijama, zebricama i modelima ksenogenih miševa [42].

Sidhu et al. osmislio i sintetizirao raciometrijsku fluorescentnu sondu (Pr19, sl. 4) na bazi naftalimida. Pr19 ima visoku selektivnost i osjetljivost na tirozinazu, a granica detekcije (LOD) je prilično niska [43]. Pomak ekscitacionog ili emisijskog spektra nastaje nakon što se sonda kombinira s reaktantima. Može se snimiti korištenjem omjera intenziteta fluorescencije izmjerenog na dvije različite talasne dužine, što se naziva mjerenje omjera. Raciometrijske fluorescentne sonde zasnovane na ovom principu pokazuju svoju osjetljivost i selektivnost i mogu se koristiti za proučavanje funkcije enzima u živim sistemima [44]. Guov tim je predložio novu ratiometrijsku i uključenu NIR fluorescentnu sondu (Pr20, slika 4) za detekciju aktivnosti endogene tirozinaze u realnom vremenu. Ove posebne karakteristike Pr20, u kombinaciji sa rijetkom citotoksičnošću, superiornim fotofizičkim karakteristikama i propusnošću ćelijske membrane, čine ga idealnim za kvantitativno otkrivanje aktivnosti endogene tirozinaze [45]. Derivati ​​cijanina, kao tipične NIR fluorescentne boje, mogu se kontrolno agregirati u vodenim rastvorima i tako pokazati mnogo značajno različitih spektralnih svojstava. Atom klora u centru cijaninskog skeleta lako se zamjenjuje drugim funkcionalnim grupama. Na osnovu ove funkcije, Zhang et al. [46] razvio je novu fluorescentnu sondu zasnovanu na cijaninu (Pr21, slika 4) za detekciju raciometrijske fluorescencije aktivnosti tirozinaze (slika 7). Određivanjem omjera dobiven je dobar omjer signal-šum, a LOD vrijednost aktivnosti tirozinaze iznosila je 0,02 U/mL. Osim toga, Pr21 je uspješno korišćen za snimanje aktivnosti endogene tirozinaze u B16 ćelijama i kvalitativno razlikovanje od drugih kanceroznih/normalnih ćelija u odsustvu tirozinaze (slika 7).

7. Inhibitori tirozinaze

Inhibitori se općenito dijele na reverzibilne inhibitore i ireverzibilne inhibitore na osnovu toga da li inhibitori u interakciji sa enzimima uzrokuju trajnu inaktivaciju enzima. Karakteristika inhibicije tirozinaze je reverzibilna inhibicija. Za inhibiciju koju karakteriše reverzibilna inhibicija, kombinacija inhibitora i enzima je reverzibilni dinamički ravnotežni proces [47e49]. Povećanje koncentracije inhibitora će uzrokovati smanjenje aktivnosti enzima, ali inhibitor samo inhibira aktivnost enzima, a ne trajno inaktivira enzim. Kada se koncentracija inhibitora smanji, aktivnost tirozinaze će se povećati. U međuvremenu, nepovratna inhibicija će biti trajna inaktivacija tirozinaze. Prema različitim mjestima i metodama interakcije inhibitora tirozinaze sa enzimom, mogu se podijeliti u četiri oblika: kompetitivni, nekompetitivni, mješoviti i sporo vezivanje.

Flavonoidi su skup jedinjenja sastavljenih od dva benzenova prstena povezana lancem od tri ugljika. Budući da su hidroksilne, metoksi i glikozidne grupe bočnih lanaca u benzenskim prstenovima, raspored se može podijeliti na flavonole, halkone, dihidroflavone i narandžaste (slika 8) [56]. Flavonoidi su široko rasprostranjeni u lišću, sjemenkama, kožici i sljedbenicima biljaka, a istraživači su potvrdili više od 4000 flavonoida. Za neke biljke, flavonoidi i njihovi derivati ​​imaju zaštitu od UV zraka, patogena i biljojeda [57]. Analiza strukture ekstrakta korena sladića pokazuje da je sposobnost inhibicije tirozinaze neoglicirizina, glicirizina, izolikviritgenina i glicirizina povezana sa njihovom lipofilnošću. Među njima, inhibicija monofenola je efikasnija od one difenola, što ukazuje da je to reakcija koja ograničava brzinu u prvom koraku reakcije oksidacije [58].

Neki flavoni koji sadrže strukturu {{0}}hidroksi-4-ketona mogu kompetitivno inhibirati aktivnost enzima helirajući bakar na aktivnom mjestu tirozinaze, što rezultira ireverzibilnom inaktivacijom tirozinaze. Nakon keliranja tirozinaze, molekul teoretski gubi svoju planarnu strukturu i postaje izobličen. Kompetitivni inhibitori su obično paralelni u strukturi sa supstratom, tako da molekul lako ulazi u aktivno mesto tirozinaze i sprečava ulazak L-DOPA [59,60]. Jeong et al. ekstrahovao dva flavonola iz listova Zanthoxylum piperitum. Flavonoli mogu inhibirati aktivnost tirozinaze gljiva, što je kompetitivna inhibicija, ali ne može inhibirati proizvodnju melanina Streptomyces bikiniensis. Kasnije je otkriveno da flavonoidno jedinjenje izolovano iz filipinske Formoze takođe može da inhibira tirozinazu, a inhibitorni efekat je bolji od koične kiseline [62]. Liang et al. otkrili su da žuti pigment šafranike također može inhibirati aktivnost tirozinaze gljiva, uz vrijednost polumaksimalne inhibitorne koncentracije (IC50) od 1,01 mg/mL. Čini se da ovaj odnos inhibicije zavisi od doze [63]. (2R, 3R)-(þ)-purpurin ekstrahovan iz Shuiliao inhibira 70 posto aktivnosti tirozinaze i koncentracija je 0,50 mM. Inhibicijska sposobnost je bolja nego kod kojične kiseline i arbutina [64].

7,8,40 -trihidroksiflavon je derivat flavonoida koji inhibira aktivnost tirozinaze difenolaze na nekonkurentski način sa IC50 vrijednošću od 10.31 ± 0,41 mM i Ki od 9,50 ± 0,40 mM. Mehanizam djelovanja ovog jedinjenja sa tirozinazom je statički mehanizam i pokazuje jedno mjesto vezivanja sa konstantom vezivanja od (7,05 ± 1,20) × 104 M-1 na 298 K. Termodinamički parametri pokazuju da je proces vezivanja povezan na vodoničnu vezu i van der Waalsove sile [51].

3,8-hidroksihinolin (In1, slika 9 [65]) odvojen od Scolopendra subsidies mutilans može inhibirati proizvodnju i oksidaciju melanina u Melan-a ćelijama. In1 pokazuje antioksidativni efekat razvijen u koncentraciji i značajno inhibira aktivnost tirozinaze gljiva kroz nekonkurentnu inhibiciju. U isto vrijeme, u studiji je utvrđeno da In1 nije citotoksičan kao što je prikazano u Tabeli 1 [65]. Etil acetatna frakcija ekstrakta nuhalnog cvijeta Nymphaea (NNFE) (100 mg/mL) može efikasno smanjiti proizvodnju melanina i inhibirati aktivnost tirozinaze gljiva. Osnovni mehanizam uključuje ometanje faktora transkripcije i univerzalnih signalnih puteva u sintezi melanina [66]. Kapsaicin (In2, slika 9 [67]) i dihidrokapsaicin (In3, ​​slika 9) ekstrahovani iz bibera mogu inhibirati aktivnost tirozinaze. Rezultat pokazuje da je IC50 vrijednost In2 1,73 puta manja od vrijednosti In3. Konstanta inhibicije (Ki) takođe podržava inhibitornu aktivnost In3 (0,39 mM, tabela 1) na tirozinazu koja je niža od one In2 (0,30 mM, tabela 1) [67]. Utvrđeno je da kofein (In4, slika 9 [68]) ekstrahiran iz polena kamelije pokazuje jaku inhibitornu aktivnost prema tirozinazi gljiva u nekompetitivnom modelu kao što je prikazano u Tabeli 1. In4 mijenja mjesto vezivanja L-tirozina i prsten konformacija u blizini aktivnog centra vezivanjem za tirozinazu. Eksperimentalni rezultati pokazuju da In4 ima očigledan inhibitorni efekat na aktivnost tirozinaze u ćelijama i da je stvaranje melanina u ćelijama melanoma B16F10 povezano sa koncentracijom [68]. Kaftarinska kiselina (In5, sl. 9) ekstrahirana iz grožđa može kompetitivno inhibirati tirozinazu, a vrijednost IC50 (Tabela 1) je niža od relacijskih spojeva, kafeinske i hlorogenske kiseline [47]. Floretin (In6, slika 9) može se vezati za tirozinazu kroz statički proces, što uzrokuje promjenu konformacije tirozinaze, čime se inhibira njena aktivnost. Istovremeno, In6 ima snažan antioksidativni kapacitet i sposobnost redukcije o-dopakinona u LDOPA [48].

Istraživači su ocijenili dva spiroakridina (AMTAC-01, In7, slika 9) i (AMTAC-02, In8, slika 9) kao inhibitore tirozinaze. Rezultati pokazuju da derivati ​​akridina imaju snažnu interakciju s tirozinazom gljiva. In8 je efikasniji u inhibiciji aktivnosti enzima od In7 kao što je prikazano u Tabeli 1, što ukazuje da je metoksi grupa In8 u visokoj korelaciji sa inhibitornom aktivnošću [49]. Sintetizirano je i istraženo nekoliko 21 halogeniranih tiosemikarbazona (TSC). Utvrđeno je da TSC 6, 12 i 21 (In9/10/11, sl. 9 [69]) pokazuju snažna inhibitorna svojstva sa različitim IC50, respektivno (Tabela 1). Oni pokazuju međusobno reverzibilan i kompetitivni mehanizam za inhibiciju tirozinaze. Među proučavanim jedinjenjima, para-supstituirani acetofenon derivati ​​tiosemikarbazona imaju najveći afinitet prema enzimu [69]. Penicilin V (In12, slika 9) je bakteriolitički b-laktamski antibiotik. Studije su otkrile da In12 može inhibirati aktivnost mikofenolata i difenolaze. Studije gašenja fluorescencije i molekularnog spajanja pokazale su da In12 može formirati statičku interakciju u blizini katalitičkog džepa enzima, čime ometa transport supstrata do aktivnog mjesta i smanjuje plastičnost bakra za katalizu [70]. Nedavno su Raza et al. proučavao inhibitorni potencijal N-(supstituisanog-fenil)-4-{(4-[(E)-3- fenil-2-propenil]-1-piperazinil) butanamida ( 5a-e) na tirozinazu. Utvrđeno je da su sva jedinjenja biološki aktivna, pri čemu 5b (In13, slika 9) pokazuje najveći inhibitorni potencijal [71]. Mahajan et al. dizajnirao i sintetizirao kinazolinon ben amide 4a-h (In14e21, sl. 9). Kroz proučavanje inhibitornog efekta jedinjenja na aktivnost tirozinaze, ustanovljeno je da sva jedinjenja pokazuju niže vrednosti IC50 od standardne kojične kiseline kao što je prikazano u tabeli 1 [72]. Shen et al. pronašao novi inhibitor tirozinaze, peptid ECGYF (EF-5, In22) kao što je prikazano na slici 9. Vezivanje između In22 i tirozinaze uglavnom zavisi od vodonične veze i hidrofobnih interakcija, a efekat inhibicije tirozinaze je jači od arbutin i glutation [73]. He et al. izolovao tri tamariscinola 1/2/3 (In23/24/25) i dva fenola 4 i 5 (In26 i 27) kao što je prikazano na slici 9. Eksperimenti su pokazali da svi izolati imaju inhibitorni efekat na tirozinazu gljiva, pri čemu je In23 glavni najefikasniji (Tabela 1) [74].

Za više informacija: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501