POVZETEK

Tirozinaza je pomemben encim pri nadzoru tvorbe melanina v melanosomih in ima ključno vlogo pri pigmentaciji las in kože. Nenormalno izražanje ali aktivacija tirozinaze je povezana z več boleznimi, kot so albinizem, vitiligo, melanom in Parkinsonova bolezen. Prekomerno odlaganje melanina lahko povzroči bolezni, kot so pege in rjave lise v človeškem telesu, tesno pa je povezano tudi s porjavenjem sadja in zelenjave ter taljenjem žuželk. Odkrivanje in zaviranje aktivnosti tirozinaze je izjemnega pomena pri napredku diagnostike in zdravljenja teh bolezni. Zato je bilo razvitih veliko selektivnih optičnih detekcijskih sond in majhnih molekularnih inhibitorjev, ki so pomembno prispevali k osnovnim in kliničnim raziskavam teh bolezni. V tem prispevku je prikazana detekcija in inhibicija tirozinaze ter njena uporaba v izdelkih za beljenje, s posebnim poudarkom na razvoju fluorescentnih sond in inhibitorjev. Upajmo, da bo ta pregled pomagal oblikovati učinkovitejše in občutljivejše sonde in zaviralce tirozinaze ter osvetlil nova zdravljenja bolezni, kot je melanom.

Glede na ustrezne študije,cistancheje navadno zelišče, ki je znano kot »čudežno zelišče, ki podaljšuje življenje«. Njegova glavna sestavina jecistanozid, ki ima različne učinke kot nprantioksidant,protivnetno, inspodbujanje imunske funkcije. Mehanizem med cistančo inkožobeljenjeleži v antioksidativnem učinku cistančnih glikozidov. Melanin v človeški koži nastaja z oksidacijo tirozina, ki jo kataliziratirozinaza, oksidacijska reakcija pa zahteva sodelovanje kisika, zato postanejo radikali brez kisika v telesu pomemben dejavnikvpliva melaninproizvodnja. Cistanche vsebuje cistanozid, ki je antioksidant in lahko zmanjša nastajanje prostih radikalov v telesu.zaviranjemelaninproizvodnja.

Kliknite na dodatek Cistanche Tubulosa

Za več informacij:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Ključne besede:

1. Uvod

Tirozinaza (EC 1.14.18.1; katehol oksidaza; polifenol oksidaza [1] ali difenolaza) velja za najpomembnejši encim, ki vsebuje baker pri tvorbi melanina. Tirozinaza lahko katalizira hidroksilacijo in kasnejšo oksidacijo monofenolne enote v ortokinon pod delovanjem molekularnega kisika. Najdemo ga v melanosomih, mestu za sintezo, shranjevanje in transport melanina. Vrednosti pH blago in močno melaniziranih melanosomov so približno 4,5 oziroma 3. Optimalni pH za aktivnost tirozinaze je 6,8 [2]. Raper [3] in Mason [4] sta prva razjasnila biosintetske poti tvorbe melanina v različnih organizmih, ki sta jih nedavno olepšala Schallreuter et al. [5] in Cooksey et al. (slika 1) [6].

Tirozinazo najdemo v rastlinah, živalih in mikroorganizmih. Glede na vpletenost tirozinaze v patogenezo melanoma bo spremljanje in farmakološko uravnavanje njene aktivnosti pomagalo pri diagnostiki in zdravljenju bolezni [7]. Sonde so bile razvite za specifično odkrivanje aktivnosti tirozinaze v fizioloških okoljih. Razviti so bili tudi zaviralci, ki bi lahko onesposobili tirozinazo, in nekateri od njih so bili klinično uporabljeni za zdravljenje bolezni. Na primer, kojična kislina in arbutin [8], kot specifična zaviralca tirozinaze, sta bila klinično uporabljena kot belilna izdelka. Z napredkom pri odkrivanju zdravil je bilo nedavno oblikovanih in sintetiziranih vse več učinkovitih spojin, ki lahko zaznajo/zavirajo aktivnost tirozinaze. To bi močno olajšalo napredek pri diagnosticiranju in zdravljenju tistih bolezni, ki so posledica nenormalne proizvodnje melanina. V tem pregledu bomo razpravljali o napredku pri razvoju sond in inhibitorjev na osnovi majhnih molekul za aktivnost endogene tirozinaze. Upajmo, da nam bo pomagal izvedeti več o tirozinazi in najti več funkcionalnih spojin, ki ciljajo/uravnavajo tirozinazo.

2. Zgradba tirozinaze

Aktivno mesto tirozinaze predstavlja dvojedrno središčno strukturo bakra, sestavljeno iz dveh bakrovih ionov (slika 2), ki se vežeta na ostanke histidina v proteinu. Dva centra bakrovih ionov sta povezana z endogenim koordinacijskim mostom. Tirozin in druge snovi so v kompleksu z encimom preko vezi med aktivnim središčem encima in hidroksilno skupino. V procesu katalitične reakcije melanina je katalitično mesto razvrščeno v tri oblike: oksidacijsko stanje (Eoxy), redukcijsko stanje (Emet) in deoksigenacijsko stanje (Edeoxy), razlika je v strukturi binuklearnega aktivnega središča bakrovih ionov (slika 2).

Epoksi je sestavljen iz dveh kvadratnih atomov bakra (II); vsak atom je sestavljen iz dveh močnih ekvatorjev in ligand je en šibkejši aksialni NH [9]. Eksogena molekula kisika veže in premosti oba bakrova središča v obliki peroksidov. Dolžina vezi CueCu je približno 0,35 nm. Kombinacija molekul kisika povzroči nastanek (m-h2:h2 -peroxo) strukture [10], zato lahko aktivni center Eoxy zapišemo kot [Cu(II)eO2eCu(II)]. Elektronska struktura peroksidov igra ključno vlogo pri bioloških funkcijah Eoxy. Zaradi močnega s* akceptorskega delovanja ima peroksid manjši negativni naboj, medtem ko p elektron akceptor interagira z elektroni v s* orbitali peroksida, kar močno oslabi moč vezi kisik-kisik, kar povzroči jedro tirozinaznega aktivnega centra, ki se lahko zlomi [9]. Mettirozinaza (Emet) je podobna Eoxy in prav tako vsebuje dva tetragonalna bakrova (II) atoma, povezana preko endogenega mostu. Razlika je v tem, da je mostni ligand med bakrovimi ioni hidroksid namesto peroksid [2]. Tudi glede oksidativnih lastnosti se Emet in Eoxy nekoliko razlikujeta. Emet ne more oksidirati monofenolnih spojin. V odsotnosti substratov obstaja Emet kot glavna oblika v organizmih. Deoksitirozinaza (Edeoksi), podobna deoksi hemocianinu, ima simetrično strukturo [(Cu(I)eCu(I)]. Med binuklearnim bakrom ni premostitvenega liganda, kot sta peroksid ali hidroksid; zato je hidroksid v vodi bistven premostitveni ligand.

3. Mehanizem delovanja tirozinaze

Čeprav so raziskovalci izvedli poglobljene študije tirozinaze in z njo povezanih proteinov, je mehanizem njene katalitične reakcije še vedno sporen. Na primer, katalitična aktivnost na istem aktivnem mestu tirozinaze je različna. Katalitski center tirozinaze vsebuje binuklearni bakrov center, imenovan Cu(A) oziroma Cu(B). Vsak bakrov ion v aktivnem središču je usklajen s tremi različnimi histidinskimi ostanki. Obstaja velika razlika med aktivnostjo mikofenolata in aktivnostjo difenolaze, zmanjšana tirozinaza pa ima pri reakciji z monofenolom fazo zamika. To so pomembne teme, ki jih je treba nenehno raziskovati in preučevati [11].

Reakcija med tirozinazo in sorodnimi substrati poteka predvsem prek tvorbe učinkovite koordinacijske vezi med hidroksilno skupino na substratu in aktivnim središčem tirozinaze. Olivares et al. [12] je predlagal, da Eoxy in ustrezni substrati pri sesalcih sprožijo aktivnost mikofenolatov in aktivnost difenolaze. Med delovanjem mikofenolata se monofenoli (L-tirozin) oksidirajo v o-kinone (o-dopakinon), pomemben predhodnik melanina, in Edeoksi. Med aktivnostjo difenolaze lahko Eoxy in Emet tudi oksidirata o-difenole (L-DOPA), da proizvedeta o-dopakinon [13]. Raziskovalci na splošno sprejemajo ta mehanizem, saj lahko najbolj natančno odraža kinetične značilnosti tirozinaze, pri kateri je stopnja, ki omejuje hitrost proizvodnje melanina, monofenolni cikel [14].

3.1. Mehanizem delovanja mikofenolatov

Med sintezo melanina je glavna funkcija encima oksidacija monofenolnih substratov v o-kinon z Eoxy. Ta proces je pomembna značilnost, po kateri se tirozinaza razlikuje od drugih oksidoreduktaz, kot je katehol oksidaza. Med monofenolnim ciklom (slika 2) je kisikov atom na deprotoniranem fenolu usklajen z bakrovim ionom oksidiranega tirozinaznega aktivnega centra, da se tvori mikofenolat Eoxy kompleks (EoxyM), nato pa je fenol orto-elektrofilno substituiran v difenolazo Emet kompleks (EmetD). EmetD je podvržen procesu cepitve, da neposredno ustvari o-kinon in Edeoksi. Edeoxy se neposredno poveže z molekulami kisika, da ponovno tvori Eoxy. To je ciklični proces delovanja mikofenolata. Ta proces se ne konča, dokler ni končana reakcija substrata. V reakcijskem procesu monofenolnega cikla, če se Emet v naravnem stanju sreča z monofenolnim substratom, bo podvržen izredno počasni oksidacijski reakciji in oviral normalno napredovanje monofenolne reakcije. Zato se to obdobje imenuje "obdobje zamika", ker Emet sam ne more vezati molekul kisika [12].

3.2. Mehanizem delovanja difenolaze

4. Delovanje tirozinaze

Tirozinaza je del družine bakra tipa 3 in obstaja v zgodnjem procesu tvorbe melanina. V glavnem sodeluje v naslednjih dveh reakcijskih procesih [17]: (1) hidroksilacija L-tirozina v L-DOPA; (2) oksidacija L-DOPA, da nastane dopakinon. Dopakinon sčasoma tvori melanin skozi vrsto reakcij. Druga dva člana družine bakra tipa 3 sta katehol oksidaza in hemocianin. Katehol oksidaza kaže samo difenolazno aktivnost, hemocianin pa je v limfi mnogih mehkužcev in členonožcev nosilec kisika. Čeprav so aktivni centri proteinov družine bakra tipa 3 ohranjeni v smislu celotne strukture in sposobnosti povezovanja molekul kisika, so njihove potencialne encimske aktivnosti rahlo različne zaradi variabilnosti vezave substrata na encimsko središče ali nenadzorovanosti, ki jo substrat lahko doseže.

Tirozinaza ima poleg sodelovanja v procesu proizvodnje melanina tudi druge pomembne fiziološke funkcije. Pri spužvah, rastlinah in nekaterih nevretenčarjih je tirozinaza v glavnem vključena v proces celjenja ran in primarnega imunskega odziva [18]. Pri členonožcih lahko tirozinaza spodbuja proces utrjevanja roženice živali po taljenju. Bakterijska tirozinaza se lahko izloča v tleh in sodeluje v procesu naključnega spajanja različnih aromatskih spojin v tvorbo humusa. Ugotovljeno je bilo, da je tirozinaza lahko tudi potencialni protistrup za strupene snovi benzena [13,19]. Poleg tega ima nepogrešljivo vlogo pri ubijanju parazitskih rastlin proti fenolnim simbiotičnim bakterijam, proizvodnji naravnih pigmentov in sintezi aminokislinskih antibiotikov, kot je linkomicin. Skupna točka teh učinkov je neločljiva od tirozinaze z uporabo redoks reakcij z molekulami kisika [11].

5. Bolezni, povezane s tirozinazo

Porazdelitev tirozinaze je tesno povezana s fiziološkimi funkcijami rastlin in živali. Na splošno velja, da so barve perja, las, oči, povrhnjice žuželk, semen in drugih pigmentov posledica tirozinaze [10]. Tirozinaza ima različne, a pomembne funkcije v različnih organizmih. Pri večini žuželk v normalnih fizioloških pogojih tirozinaza obstaja v obliki zimogena, različne vrste tirozinaze pa obstajajo v določenih delih žuželk za dokončanje specifičnih fizioloških funkcij [20]. Tirozinaza žuželk je poleg sodelovanja pri nastajanju melanina edini encim, ki sodeluje pri keratozi. Keratin, utrjen z žuželkami, lahko prepreči vdor mikroorganizmov in tujkov ter zaščiti mehko telo nevretenčarjev. Pri členonožcih tirozinaza sodeluje tudi pri dveh drugih pomembnih fizioloških procesih, in sicer pri obrambnem odzivu in celjenju ran. Melanin, ki ga proizvaja tirozinaza pri sesalcih, se izloča v keratinocite povrhnjice in las, razbarva površino telesa, s čimer ščiti kožo in oči, je odporen na ultravijolično sevanje in preprečuje pregrevanje notranjih tkiv [10]. Tirozinazo, ki jo najdemo pri sesalcih, običajno odkrijemo v melanocitih, ki so zelo specifične celice, ki obstajajo v koži, lasnih mešičkih in očeh za proizvodnjo pigmentov [4, 21]. Ko je delovanje tirozinaze zmanjšano ali manjka, bo vplivalo na presnovo melanina in povzročilo bolezni, kot sta epilepsija in albinizem. Avtosomno recesivne bolezni pri živalih in ljudeh so povezane tudi z izgubo tirozinaze ali zmanjšano aktivnostjo [22].

6. Sonde tirozinaze

Sonde so snovi, ki specifično prepoznajo tarčo in sproščajo zaznavne signale, ki odražajo prisotnost in aktivnost tarče. Tradicionalna kolorimetrična metoda za analizo tirozinaze je bila omejena zaradi nizke občutljivosti [23]. Sprva je Willnerjeva skupina [24e27] poročala o več drugih metodah zaznavanja, ki temeljijo na elektrokemiji in nanodelcih zlata, kar ne le poveča vsestranskost zaznavanja, ampak tudi močno posodobi kolorimetrijo v smislu občutljivosti. Uvedena je bila tudi fluorescentna strategija za oblikovanje visoko občutljivih sond za tirozinazo, kot je prikazano na sliki 3. Prvotno razvite kvantne pike in konjugirane polimerne fluorescentne sonde se lahko uporabijo za spremljanje aktivnosti tirozinaze [28]. Kljub temu so fluorescenčne sonde z majhnimi molekulami še posebej privlačne zaradi svojih posebnih prednosti, kot so občutljivost, specifičnost in združljivost. Leta 2008 je Zhujeva ekipa sintetizirala nov vodotopen oligo (fenilenevinilen) (Pr1) kot FL fluorofor, ki vsebuje tirozinsko bojno glavo (WH) kot fluorescenčno sondo za tirozinazo. Pokazalo se je, da je Pr1 primeren za ugotavljanje aktivnosti tirozinaze do sedaj v vodni puferski raztopini tudi v agaroznem gelu [29]. Najprej so leta 2010 Ma et al uporabili skoraj infrardečo (NIR) fluorescentno sondo (Pr2) na osnovi cianina za spremljanje aktivnosti tirozinaze. [30]. Znatno spremembo barve pred in po reakciji je bilo mogoče zaznati s prostim očesom. Vendar te sonde kažejo tudi način izklopa, ki ga povzroča kinonski del, ki nastane z oksidacijo, katalizirano s tirozinazo. Za funkcionalno uporabo pa je najboljši pristop izvajanje biološkega testa v načinu vklopa zaradi njegove občutljivosti in večje primernosti za biološko slikanje tirozinaze v živih sistemih. Leta 2010 sta Kim et al. [31] je predlagal vklopno fluorogeno sondo na osnovi BODIPY za odkrivanje aktivnosti endogene tirozinaze v živih celicah melanoma (Pr3, slika 4). Na podlagi prejšnjih raziskav tirozinaze, uporabljene za odstranjevanje zaščitnih skupin za amine [32], Yan et al. [33] so leta 2012 pripravili sondi za tirozinazo, Pr4 in Pr5, v katerih sta bili fenolna skupina in naftilaminska skupina povezani preko sečninske povezave. Pomembno je, da je bil Pr4 prva dvofotonska vklopna fluorogena sonda, zasnovana za zaznavanje aktivnosti tirozinaze v vodnem pufru in živih celicah. Leta 2013 so Wang et al. [34] je pokazalo, da se lahko fluorescenčna sonda na osnovi NBD-NH2- (Pr6 in Pr7), ki vsebuje fenolne dele (WH), uporabi za odkrivanje aktivnosti tirozinaze in pregled potencialnih inhibitorjev tirozinaze z "vklopom" strategijo. Vendar pa v tem delu ni biološkega eksperimenta, povezanega s slikanjem celic. Leta 2016 so Li in sodelavci zasnovali skupino novih sond na osnovi 7- amino-4-(trifluorometil)-kumarina kot fluoroforja FL in jih sintetizirali, Pr8-11, z različnimi razdaljami med FL fluorofor in fenoli. Ugotovljeno je bilo, da je Pr9 zelo občutljiva in selektivna "vklopna" fluorogena sonda za slikanje živih celic melanoma [35]. Leta 2018 je Wujeva ekipa prva uporabila FL fluorescentno sondo (Pr12) za diagnosticiranje zgodnjega melanoma pri mišjih modelih glodalcev (sliki 4 in 5A). Sondo je mogoče aktivirati z oksidacijo, posredovano s tirozinazo, in nato hidrolizirati sečninske vezi, da proizvede fluorescenčni signal. Hkrati lahko občutljivo in selektivno spremlja raven endogene tirozinaze v živih celicah in cebricah (slika 5 B/C) [36].

Leta 2016 je Majeva skupina [37] razvila novo fluorogeno sondo, imenovano Mela-TYR (Pr13, slika 4), ki cilja na melanosome za odkrivanje aktivnosti tirozinaze. Pr13 je bil zasnovan z vključitvijo ftalimida z morfolinom in sečnino, pridobljeno iz 4-amino-fenola. Sonda kaže zelo občutljiv in selektiven odziv na tirozinazo z reakcijo oksidacije in cepitve. Zgoraj opisane fluorescenčne sonde so v glavnem vsebovale 4-hidroksifenilno skupino kot prepoznavni del (WH) in so pokazale vzporedni fluorescenčni odziv na več reaktivnih kisikovih vrst (ROS) in tirozinazo, ki jih je ROS tako motil. Majeva skupina je odkrila nov del za prepoznavanje tirozinaze, 3-hidroksi benziloksi (WH), ki je pokazal različne reakcijske mehanizme za tirozinazo in ROS [38]. Fluorescenčna sonda NIR (Pr14, slika 4) je bila razvita z namestitvijo 3- hidroksi benziloksi v NIR fluorofor (HXPI) in je pokazala zelo specifičen odziv na tirozinazo namesto na ROS, s čimer je premagala motnje. Prisotnost 3- hidroksi skupine olajša hidroksilacijo s tirozinazo na 4-prostem mestu, vendar ne z ROS, intermediat pa bi bil podvržen spontani 1,6-prerazporeditveni eliminaciji, pri čemer bi se sprostil prosti fluorofor. Visoka specifičnost razvite sonde je bila dokazana s slikanjem in detekcijo aktivnosti endogene tirozinaze v živih celicah in cebricah, visoka specifičnost sonde pa je bila nadalje potrjena z encimsko imunskim testom (sliki 4 in 6). Majeva skupina je kasneje razvila še eno vklopno fluorogeno sondo (Pr15, slika 4), ki temelji na resorufinu, vključenem v 3-hidroksifenilno skupino [39]. Uporabili so ga za odkrivanje in slikanje aktivnosti endogene tirozinaze v različnih živih celicah. Po navdihu zgornje zasnove so Zhang in sodelavci [40] predlagali fluorogeno tirozinazno sondo (Pr16, slika 4) z resorufinom kot fluoroforjem in m-tolil borovo kislino pinakol ester (WH) kot novo prepoznavanje tirozinaze del. Sonda je pokazala visoko selektivnost za tirozinazo v primerjavi z drugimi biološkimi snovmi, vključno z ROS. Vendar ga je močno motil H2O2. Leta 2019 sta Hu et al. [41] so poročali o novi fluorogenski sondi z visoko kemijsko selektivnostjo na osnovi fluoresceina (Pr17, slika 4), ki lahko sledi tirozinazi in vitro in in vivo ter uresniči visoko kemoselektivno detekcijo tirozinaze. Poleg tega je sonda reagirala v vodni raztopini in pokazala povečanje fluorescence za več kot 24-krat v prisotnosti tirozinaze. Poleg tega je Pr17 pokazal odlične lastnosti prepustnosti celične membrane in tkiva, kar je pripomoglo k njegovemu uspehu pri spremljanju aktivnosti endogene tirozinaze v različnih podprtih živih celicah in modelih cebric. Dingova skupina je izdelala novo vodotopno NIR fluorescenčno sondo (Pr18, slika 4), ki lahko specifično prepozna tirozinazo, ki je zelo stabilna znotraj fiziološke temperature in pH in lahko natančno zazna tirozinazo v bioloških sistemih, ne da bi jo motile vseprisotne entitete. Uporablja se lahko za slikanje tirozinaze v modelih živih celic, cebric in ksenogenskih miši [42].

Sidhu et al. zasnoval in sintetiziral razmerno fluorescentno sondo (Pr19, slika 4) na osnovi naftalimida. Pr19 ima visoko selektivnost in občutljivost za tirozinazo, meja detekcije (LOD) pa je precej nizka [43]. Do premika vzbujevalnega ali emisijskega spektra pride po kombinaciji sonde z reaktanti. Zabeleži se lahko z uporabo razmerja intenzivnosti fluorescence, izmerjene pri dveh različnih valovnih dolžinah, kar imenujemo meritev razmerja. Raciometrične fluorescentne sonde, ki temeljijo na tem principu, pokažejo svojo občutljivost in selektivnost in se lahko uporabljajo za preučevanje delovanja encimov v živih sistemih [44]. Guova ekipa je predlagala novo razmerjemetrično in vklopno NIR fluorescentno sondo (Pr20, slika 4) za sprotno odkrivanje aktivnosti endogene tirozinaze. Zaradi teh posebnih značilnosti Pr20 v kombinaciji z redko citotoksičnostjo, vrhunskimi fotofizikalnimi lastnostmi in prepustnostjo celične membrane je idealen za kvantitativno odkrivanje aktivnosti endogene tirozinaze [45]. Derivati ​​cianina, kot tipična NIR fluorescentna barvila, se lahko nadzorovano agregirajo v vodnih raztopinah in tako kažejo veliko bistveno različnih spektralnih lastnosti. Atom klora v središču cianinovega skeleta se zlahka nadomesti z drugimi funkcionalnimi skupinami. Na podlagi te funkcije so Zhang et al. [46] so razvili novo fluorescentno sondo na osnovi cianina (Pr21, slika 4) za raciometrično fluorescenčno detekcijo aktivnosti tirozinaze (slika 7). Z določitvijo razmerja smo dobili dobro razmerje med signalom in šumom, LOD vrednost aktivnosti tirozinaze pa je bila 0,02 U/mL. Poleg tega je bil Pr21 uspešno uporabljen pri slikanju aktivnosti endogene tirozinaze v celicah B16 in kvalitativnem razlikovanju od drugih rakavih/normalnih celic v odsotnosti tirozinaze (slika 7).

7. Inhibitorji tirozinaze

Zaviralce na splošno delimo na reverzibilne in ireverzibilne zaviralce glede na to, ali zaviralci medsebojno delujejo z encimi, povzročijo trajno inaktivacijo encima. Inhibicijska značilnost tirozinaze je reverzibilna inhibicija. Za inhibicijo, za katero je značilna reverzibilna inhibicija, je kombinacija inhibitorja in encima reverzibilen dinamični ravnotežni proces [47e49]. Povečanje koncentracije zaviralca bo povzročilo zmanjšanje aktivnosti encima, vendar zaviralec samo zavre aktivnost encima, namesto da ga trajno inaktivira. Ko se koncentracija inhibitorja zmanjša, se aktivnost tirozinaze poveča. Medtem bo ireverzibilna inhibicija trajna inaktivacija tirozinaze. Glede na različna mesta in metode interakcije zaviralcev tirozinaze z encimom jih lahko razdelimo na štiri oblike: kompetitivni, nekompetitivni, mešani in počasi vezavni.

Flavonoidi so niz spojin, sestavljenih iz dveh benzenskih obročev, povezanih z verigo treh ogljikov. Ker so hidroksilne, metoksi in glikozidne stranske skupine v benzenovih obročih, lahko razporeditev razdelimo na flavonole, halkone, dihidroflavone in oranžne (slika 8) [56]. Flavonoidi so obsežno razporejeni v listih, semenih, kožicah in rastlinah, raziskovalci pa so preverili več kot 4000 flavonoidov. Pri nekaterih rastlinah flavonoidi in njihovi derivati ​​ščitijo pred UV žarki, patogeni in rastlinojedci [57]. Analiza strukture ekstrakta korenine sladkega korena kaže, da je sposobnost zaviranja tirozinaze neoglicirizina, glicirizina, izolikviritigenina in glicirizina povezana z njihovo lipofilnostjo. Med njimi je zaviranje monofenola učinkovitejše od zaviranja difenola, kar kaže, da gre za reakcijo, ki omejuje hitrost v prvi stopnji oksidacijske reakcije [58].

Nekateri flavoni, ki vsebujejo {{0}}hidroksi-4-ketonsko strukturo, lahko kompetitivno zavirajo encimsko aktivnost s keliranjem bakra na aktivnem mestu tirozinaze, kar povzroči ireverzibilno inaktivacijo tirozinaze. Po keliranju tirozinaze molekula teoretično izgubi svojo planarno strukturo in se popači. Konkurenčni inhibitorji so po strukturi običajno vzporedni s substratom, zato molekula zlahka vstopi v aktivno mesto tirozinaze in prepreči vstop L-DOPA [59,60]. Jeong et al. ekstrahirali dva flavonola iz listov Zanthoxylum piperitum. Flavonoli lahko zavirajo aktivnost tirozinaze gob, kar je kompetitivno zaviranje, ne morejo pa zavirati proizvodnje melanina Streptomyces bikiniensis. Kasneje je bilo ugotovljeno, da lahko flavonoidna spojina, izolirana iz filipinske formoze, zavira tudi tirozinazo in da je zaviralni učinek boljši od učinka kojične kisline [62]. Liang et al. ugotovili, da rumeni pigment žafranike lahko zavira tudi aktivnost tirozinaze gob, s polovično vrednostjo največje inhibitorne koncentracije (IC50) 1,01 mg/mL. Zdi se, da je to razmerje zaviranja odvisno od odmerka [63]. (2R, 3R)-(þ)-purpurin, ekstrahiran iz Shuiliao, zavira 70 odstotkov aktivnosti tirozinaze in koncentracija je 0,50 mM. Zaviralna sposobnost je boljša od sposobnosti kojične kisline in arbutina [64].

7,8,40 -trihidroksiflavon je flavonoidni derivat, ki zavira aktivnost tirozinaze difenolaze na nekonkurenčen način z vrednostjo IC50 10.31 ± 0,41 mM in Ki od 9,50 ± 0,40 mM. Mehanizem delovanja te spojine s tirozinazo je statični mehanizem in kaže eno samo vezavno mesto z vezavno konstanto (7,05 ± 1,20) × 104 M-1 pri 298 K. Termodinamični parametri kažejo, da je proces vezave povezan na vodikove vezi in van der Waalsove sile [51].

3,8-hidroksikinolin (In1, slika 9 [65]), ločen od Scolopendra subsidies mutilans, lahko zavira proizvodnjo in oksidacijo melanina v celicah Melan-a. In1 kaže s koncentracijo razvit antioksidativni učinek in znatno zavira aktivnost gobove tirozinaze z nekompetitivno inhibicijo. Hkrati je bilo ugotovljeno, da je In1 v študiji necitotoksičen, kot je prikazano v tabeli 1 [65]. Etil acetatna frakcija izvlečka nuhalne rože Nymphaea (NNFE) (100 mg/mL) lahko učinkovito zmanjša nastajanje melanina in zavira aktivnost gobje tirozinaze. Osnovni mehanizem vključuje poseganje v transkripcijske faktorje in univerzalne signalne poti pri sintezi melanina [66]. Kapsaicin (In2, slika 9 [67]) in dihidrokapsaicin (In3, ​​slika 9), ekstrahirana iz popra, lahko zavirata aktivnost tirozinaze. Rezultat kaže, da je vrednost IC50 za In2 1,73-krat manjša od vrednosti za In3. Konstanta inhibicije (Ki) podpira tudi inhibitorno aktivnost In3 (0,39 mM, tabela 1) na tirozinazo, ki je nižja kot pri In2 (0,30 mM, tabela 1) [67]. Ugotovljeno je bilo, da kofein (In4, slika 9 [68]), ekstrahiran iz cvetnega prahu kamelije, kaže močno zaviralno aktivnost proti gobji tirozinazi v nekonkurenčnem modelu, kot je prikazano v tabeli 1. In4 spremeni mesto vezave L-tirozina in obroč konformacijo ob aktivnem centru z vezavo na tirozinazo. Eksperimentalni rezultati kažejo, da ima In4 očiten zaviralni učinek na aktivnost tirozinaze v celicah in da je nastajanje melanina v celicah melanoma B16F10 povezano s koncentracijo [68]. Kaftarna kislina (In5, slika 9), ekstrahirana iz grozdja, lahko konkurenčno zavira tirozinazo, vrednost IC50 (tabela 1) pa je nižja kot pri relacijskih spojinah, kavni in klorogenski kislini [47]. Floretin (In6, slika 9) se lahko veže na tirozinazo prek statičnega procesa, kar povzroči spremembo konformacije tirozinaze in s tem zavira njeno aktivnost. Hkrati ima In6 močno antioksidativno zmogljivost in sposobnost zmanjšanja o-dopakinona v LDOPA [48].

Raziskovalci so ocenili dva spiroakridina (AMTAC-01, In7, slika 9) in (AMTAC-02, In8, slika 9) kot zaviralca tirozinaze. Rezultati kažejo, da derivati ​​akridina močno vplivajo na gobjo tirozinazo. In8 je bolj učinkovit pri zaviranju encimske aktivnosti kot In7, kot je prikazano v tabeli 1, kar kaže, da je metoksi skupina In8 močno povezana z inhibitorno aktivnostjo [49]. Sintetiziranih in raziskanih je bilo več 21 halogeniranih tiosemikarbazonov (TSC). Ugotovljeno je bilo, da imajo TSC 6, 12 in 21 (In9/10/11, slika 9 [69]) močne inhibitorne lastnosti z različnimi IC50 (tabela 1). Dokazujeta medsebojno reverzibilen in konkurenčen mehanizem za zaviranje tirozinaze. Med proučevanimi spojinami imajo para-substituirani acetofenon derivati ​​tiosemikarbazonov največjo afiniteto do encima [69]. Penicilin V (In12, slika 9) je bakteriolitični b-laktamski antibiotik. Študije so pokazale, da lahko In12 zavira aktivnost mikofenolata in difenolaze. Študije dušenja fluorescence in molekularnega priklopa so pokazale, da lahko In12 tvori statično interakcijo v bližini katalitičnega žepa encima, s čimer ovira transport substrata do aktivnega mesta in zmanjša plastičnost bakra za katalizo [70]. Pred kratkim sta Raza et al. proučevali zaviralni potencial N-(substituiranih-fenil)-4-{(4-[(E)-3- fenil-2-propenil]-1-piperazinil)butanamidov ( 5a-e) na tirozinazo. Za vse spojine je bilo ugotovljeno, da so biološko aktivne, pri čemer je 5b (In13, slika 9) pokazala največji inhibitorni potencial [71]. Mahajan idr. oblikovali in sintetizirali kinazolinon ben amide 4a-h (In14e21, slika 9). S študijo inhibitornega učinka spojin na aktivnost tirozinaze je bilo ugotovljeno, da vse spojine kažejo nižje vrednosti IC50 kot standardna kojična kislina, kot je prikazano v tabeli 1 [72]. Shen et al. našli nov zaviralec tirozinaze, peptid ECGYF (EF-5, In22), kot je prikazano na sliki 9. Vezava med In22 in tirozinazo je v glavnem odvisna od vodikove vezi in hidrofobnih interakcij, učinek zaviranja tirozinaze pa je močnejši od arbutina in glutationa [73]. On et al. izolirali tri tamariscinole 1/2/3 (In23/24/25) in dva fenola 4 in 5 (In26 in 27), kot je prikazano na sliki 9. Poskusi so pokazali, da imajo vsi izolati zaviralne učinke na gobjo tirozinazo, pri čemer je In23 glavni najučinkovitejši (tabela 1) [74].

Za več informacij: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501