ABSTRAKT

Tyrosinase er et viktig enzym for å kontrollere dannelsen av melanin i melanosomer og spiller en nøkkelrolle i pigmenteringen av hår og hud. Det unormale uttrykket eller aktiveringen av tyrosinase er assosiert med flere sykdommer som albinisme, vitiligo, melanom og Parkinsons sykdom. Overdreven avleiring av melanin kan forårsake sykdommer som fregner og brune flekker i menneskekroppen, og det er også nært beslektet med bruning av frukt og grønnsaker og smelting av insekter. Å oppdage og hemme aktiviteten til tyrosinase er av ekstraordinær verdi i utviklingen av diagnose og behandling av disse sykdommene. Derfor har mange selektive optiske deteksjonsprober og små molekylære hemmere blitt utviklet, og har gitt betydelige bidrag til grunnleggende og klinisk forskning på disse sykdommene. I denne artikkelen blir påvisning og hemming av tyrosinase og dens anvendelse i blekeprodukter gjennomgått, med spesiell vekt på utvikling av fluorescerende prober og inhibitorer. Forhåpentligvis vil denne anmeldelsen bidra til å designe mer effektive og sensitive tyrosinaseprober og -hemmere, samt kaste lys over nye behandlinger for sykdommer som melanom.

I følge relevante studier,cistancheer en vanlig urt som er kjent som "mirakelurten som forlenger livet". Hovedkomponenten ercistanoside, som har ulike effekter som f.eksantioksidant,anti-inflammatorisk, ogfremme av immunfunksjonen. Mekanismen mellom cistanche oghudblekingligger i antioksidanteffekten til cistanche glykosider. Melanin i menneskelig hud produseres ved oksidasjon av tyrosin katalysert avtyrosinase, og oksidasjonsreaksjonen krever deltakelse av oksygen, så de oksygenfrie radikalene i kroppen blir en viktig faktorpåvirker melaninproduksjon. Cistanche inneholder cistanosid, som er en antioksidant og kan redusere dannelsen av frie radikaler i kroppen, dermedhemmendemelaninproduksjon.

Klikk på Cistanche Tubulosa Supplement

For mer info:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Nøkkelord:

1. Introduksjon

Tyrosinase (EC 1.14.18.1; katekoloksidase; polyfenoloksidase [1] eller difenolase) regnes som det viktigste kobberholdige enzymet i melanindannelsen. Tyrosinase kan katalysere hydroksyleringen og påfølgende oksidasjon av monofenolenhet til ortokinon under påvirkning av molekylært oksygen. Det finnes i melanosomer, stedet for syntese, lagring og transport av melanin. pH-verdiene til mildt og alvorlig melaniserte melanosomer er henholdsvis ca. 4,5 og 3. Optimal pH for tyrosinaseaktivitet er 6,8 [2]. Raper [3] og Mason [4] var de første som klargjorde de biosyntetiske veiene for melanindannelse i forskjellige organismer, som nylig ble pyntet opp av Schallreuter et al. [5] og Cooksey et al. (Fig. 1) [6].

Tyrosinase er mye funnet i planter, dyr og mikroorganismer. Gitt involveringen av tyrosinase i patogenesen av melanom, vil overvåking og farmakologisk regulering av aktiviteten hjelpe diagnostisering og behandling av sykdommen [7]. Prober ble utviklet for å spesifikt oppdage tyrosinaseaktivitet i fysiologiske miljøer. Det ble også utviklet hemmere som kunne gjøre tyrosinase inaktive, og noen av dem ble brukt klinisk for å behandle sykdommer. For eksempel ble kojinsyre og arbutin [8], som spesifikke hemmere av tyrosinase, klinisk brukt som blekeprodukter. Med fremskritt innen medikamentoppdagelse har et økende antall effektive forbindelser som kan oppdage/inhibere tyrosinaseaktivitet nylig blitt designet og syntetisert. Dette vil i stor grad lette fremdriften med å diagnostisere og behandle de sykdommene som er et resultat av avvikende melaninproduksjon. I denne gjennomgangen vil vi diskutere fremgangen i utviklingen av småmolekylbaserte prober og inhibitorer for endogen tyrosinaseaktivitet. Forhåpentligvis vil det hjelpe oss å lære mer om tyrosinase og finne flere funksjonelle forbindelser som målretter mot/regulerer tyrosinase.

2. Struktur av tyrosinase

Det aktive tyrosinasestedet presenterer en dual-core kobbersenterstruktur sammensatt av to kobberioner (fig. 2), som binder seg til histidinrester i proteinet. De to kobberionsentrene er forbundet med en endogen koordinasjonsbro. Tyrosin og andre stoffer er kompleksbundet med enzymet, gjennom bindingen mellom det aktive sentrum av enzymet og hydroksylgruppen. I prosessen med den katalytiske reaksjonen av melanin, er det katalytiske stedet kategorisert i tre former: oksidasjonstilstand (Eoxy), reduksjonstilstand (Emet) og deoksygeneringstilstand (Edeoxy), forskjellen ligger i strukturen til binukleært kobberion-aktivt senter (Fig. 2).

Epoksy er sammensatt av to kvadratiske kobber(II)-atomer; hvert atom er bygd opp av to sterke ekvatorer og liganden er en svakere aksial NH [9]. Det eksogene oksygenmolekylet binder og bygger bro mellom de to kobbersentrene i form av peroksider. CueCu-bindingslengden er omtrent 0.35 nm. Kombinasjonen av oksygenmolekyler fører til dannelsen av (m-h2:h2 -peroxo) struktur [10], så det aktive eoksysenteret kan skrives som [Cu(II)eO2eCu(II)]. Den elektroniske strukturen til peroksider spiller en avgjørende rolle i de biologiske funksjonene til Eoxy. På grunn av den sterke s*-akseptorens virkning har peroksidet en mindre negativ ladning, mens p-elektronakseptoren samhandler med elektronene i peroksidets s*-orbital, noe som kraftig svekker styrken til oksygen-oksygenbindingen, og gjengir kjernen av tyrosinase aktivt senter lett knuses [9]. Mettyrosinase (Emet) ligner på Eoxy og inneholder også to tetragonale kobber (II) atomer koblet gjennom en endogen bro. Forskjellen er at broliganden mellom kobberioner er hydroksid i stedet for peroksid [2]. Når det gjelder oksidative egenskaper, er Emet og Eoxy også litt forskjellige. Emet er ikke i stand til å oksidere monofenoliske forbindelser. I fravær av substrater eksisterer Emet som hovedformen i organismer. Deoksytyrosinase (Edeoksy), som ligner på deoksyhemocyanin, har en symmetrisk struktur [(Cu(I)eCu(I)]. Det er ingen broligand som peroksid eller hydroksyd mellom binukleært kobber, derfor er hydroksyd i vann en essensiell broligand.

3. Mekanisme for virkningen av tyrosinase

Selv om forskere har utført dyptgående studier på tyrosinase og dets relaterte proteiner, er mekanismen for dens katalytiske reaksjon fortsatt kontroversiell. For eksempel er den katalytiske aktiviteten på det samme aktive stedet for tyrosinase forskjellig. Det katalytiske senteret til tyrosinase inneholder et binukleært kobbersenter, kalt henholdsvis Cu(A) og Cu(B). Hvert kobberion i det aktive senteret er koordinert med tre forskjellige histidinrester. Det er stor forskjell mellom mykofenolataktivitet og difenolaseaktivitet, og redusert tyrosinase har en lagfase ved reaksjon med monofenol. Dette er viktige temaer som kontinuerlig må utforskes og studeres [11].

Reaksjonen mellom tyrosinase og beslektede substrater er hovedsakelig gjennom dannelsen av en effektiv koordinasjonsbinding mellom hydroksylgruppen på substratet og det aktive tyrosinasesenteret. Olivares et al. [12] foreslo at eoksy og egnede substrater hos pattedyr utløser mykofenolataktivitet og difenolaseaktivitet. Under mykofenolataktivitet oksideres monofenoler (L-tyrosin) for å danne o-kinoner (o-dopakinon), en viktig forløper for melanin, og edeoksy. Under difenolaseaktivitet kan Eoxy og Emet også oksidere o-difenoler (L-DOPA) for å produsere o-dopakinon [13]. Denne mekanismen er generelt akseptert av forskere siden den mest nøyaktig kan reflektere de kinetiske egenskapene til tyrosinase, der det hastighetsbegrensende trinnet i melaninproduksjonen er monofenolsyklusen [14].

3.1. Mekanisme for mykofenolataktivitet

Under melaninsyntese er enzymets hovedfunksjon å oksidere monofenolsubstrater til o-kinon av Eoxy. Denne prosessen er en viktig egenskap som skiller tyrosinase fra andre oksidoreduktaser som katekoloksidase. Under monofenolsyklusen (fig. 2) koordineres oksygenatomet på den deprotonerte fenolen med kobberionet i det oksiderte tyrosinase-aktive senteret for å danne mykofenolat-eoksykompleks (EoxyM), og deretter blir fenolen orto-elektrofilt substituert til difenolase-emet. kompleks (EmetD). EmetD gjennomgår en spaltningsprosess for å generere o-kinon og Edeoxy direkte. Edeoksy kombineres direkte med oksygenmolekyler for å omdanne eoksy. Dette er den sykliske prosessen med mykofenolataktivitet. Denne prosessen slutter ikke før substratreaksjonen er fullført. I reaksjonsprosessen til monofenolsyklusen, hvis Emet i naturlig tilstand møter et monofenolsubstrat, vil det gjennomgå en ekstremt langsom oksidasjonsreaksjon og hindre den normale fremdriften av monofenolreaksjonen. Derfor kalles denne perioden 'lagperioden' fordi Emet selv ikke kan binde oksygenmolekyler [12].

3.2. Mekanisme for difenolaseaktivitet

4. Funksjon av tyrosinase

Tyrosinase er en del av type 3 kobberfamilien og eksisterer i den tidlige prosessen med melanindannelse. Den deltar hovedsakelig i følgende to reaksjonsprosesser [17]: (1) hydroksylering av L-tyrosin til L-DOPA; (2) oksidasjon av L-DOPA for å danne dopakinon. Dopakinon vil til slutt danne melanin gjennom en rekke reaksjoner. De to andre familiemedlemmene av type 3 kobberfamilien er katekoloksidase og hemocyanin. Katekoloksidase viser bare difenolaseaktivitet og hemocyanin er på lymfen til mange bløtdyr og leddyr oksygenbærer. Selv om de aktive sentrene til type 3 kobberfamilieproteiner er bevart når det gjelder total struktur og evne til å koble sammen oksygenmolekyler, er deres potensielle enzymaktivitet litt distinkte på grunn av variasjonen i substratets binding til enzymsenteret eller ukontrollerbarheten som substrat kan nå.

I tillegg til å delta i prosessen med melaninproduksjon, har tyrosinase også andre viktige fysiologiske funksjoner. Hos svamper, planter og noen virvelløse dyr er tyrosinase hovedsakelig involvert i prosessen med sårheling og primær immunrespons [18]. Hos leddyr kan tyrosinase fremme herdeprosessen av stratum corneum hos dyr etter smelting. Bakteriell tyrosinase kan skilles ut i jord og delta i prosessen med tilfeldig kobling av forskjellige aromatiske forbindelser for å danne humus. Og det ble oppdaget at tyrosinase også kan være en potensiell motgift for benzentoksiske stoffer [13,19]. I tillegg spiller den en uunnværlig rolle i å drepe parasittiske planter mot fenoliske symbiotiske bakterier, produksjon av naturlige pigmenter og syntese av aminosyreantibiotika som lincomycin. Fellespunktet med disse effektene er uatskillelig fra tyrosinasen ved bruk av redoksreaksjoner med oksygenmolekyler [11].

5. Tyrosinase-relaterte sykdommer

Fordelingen av tyrosinase er nært forbundet med de fysiologiske funksjonene til planter og dyr. Det antas generelt at fargene på fjær, hår, øyne, insektepidermis, frø og andre pigmenter er resultatet av tyrosinase [10]. Tyrosinase har varierende, men viktige funksjoner i forskjellige organismer. Hos de fleste insekter under normale fysiologiske forhold eksisterer tyrosinase i form av zymogen, og forskjellige typer tyrosinase finnes i spesifikke deler av insekter for å fullføre spesifikke fysiologiske funksjoner [20]. I tillegg til å delta i produksjonen av melanin, er insekttyrosinase det eneste enzymet som er involvert i keratose. Insektherdet keratin kan blokkere invasjonen av mikroorganismer og fremmedlegemer og beskytte den myke virvelløse kroppen. Hos leddyr deltar tyrosinase også i to andre viktige fysiologiske prosesser, nemlig forsvarsrespons og sårheling. Melaninet som produseres av tyrosinase hos pattedyr skilles ut i keratinocyttene i overhuden og håret, misfarger kroppsoverflaten, og beskytter derved huden og øynene, motstår ultrafiolett stråling og forhindrer at indre vev overopphetes [10]. Tyrosinase funnet i pattedyr er ofte oppdaget i melanocytter, som er svært spesifikke celler som finnes i huden, hårsekkene og øynene for å produsere pigmenter [4,21]. Når tyrosinasefunksjonen er redusert eller mangler, vil det påvirke melaninmetabolismen og forårsake sykdommer som epilepsi og albinisme. Autosomale recessive sykdommer hos dyr og mennesker er også relatert til tap av tyrosinase eller nedsatt aktivitet [22].

6. Prober av tyrosinase

Prober er stoffer som spesifikt gjenkjenner målet og frigjør detekterbare signaler som gjenspeiler tilstedeværelsen og aktiviteten til målet. Den tradisjonelle kolorimetriske metoden for tyrosinaseanalyse har vært begrenset på grunn av dens lave følsomhet [23]. Til å begynne med ble flere andre deteksjonsmetoder basert på elektrokjemi og gullnanopartikler rapportert av Willners gruppe [24e27], som ikke bare øker allsidigheten til deteksjon, men også i stor grad oppdaterer kolorimetrien når det gjelder følsomhet. En fluorescerende strategi har også blitt introdusert for å designe svært sensitive tyrosinaseprober som vist i fig. 3. Opprinnelig utviklede kvanteprikker og konjugerte polymerfluorescerende prober kan brukes for å overvåke aktiviteten til tyrosinase [28]. Likevel er småmolekylære fluorescerende prober spesielt attraktive på grunn av deres spesielle fordeler som sensitivitet, spesifisitet og kompatibilitet. I 2008 syntetiserte Zhus team en ny vannløselig oligo (fenylenvinylen) (Pr1) som en FL-fluorofor som inneholder tyrosinstridshode (WH) som en fluorescerende sonde for tyrosinase. Det ble demonstrert at Pr1 er egnet for å påvise aktiviteten til tyrosinase så langt i en vandig bufferløsning selv i agarosegel [29]. Først ble en cyaninbasert nær-infrarød (NIR) fluorescerende sonde (Pr2) brukt til å overvåke aktiviteten til tyrosinase i 2010 av Ma et al. [30]. Den betydelige fargeendringen før og etter reaksjonen kunne oppdages med det blotte øye. Imidlertid viser disse probene også en avstengingsmodus forårsaket av kinondelen generert av tyrosinase-katalysert oksidasjon. For funksjonell bruk er imidlertid den beste tilnærmingen å implementere en bioassay i slå-på-modus på grunn av dens følsomhet og mer egnethet for bioavbildning av tyrosinase i levende systemer. I 2010, Kim et al. [31] foreslo en BODIPY-basert turn-on fluorogen sonde for å oppdage endogen tyrosinaseaktivitet i levende melanomceller (Pr3, fig. 4). Basert på tidligere forskning av tyrosinase brukt for å fjerne aminbeskyttende grupper [32], Yan et al. [33] forberedte tyrosinaseprober, Pr4 og Pr5, der en fenolgruppe og en naftylamingruppe ble koblet sammen gjennom en ureakobling i 2012. Viktigere, Pr4 var den første to-foton-tennbare fluorogene sonden designet for å oppdage aktiviteten til tyrosinase i vandig buffer og levende celler. I 2013, Wang et al. [34] viste at den NBD-NH2-baserte fluorescerende sonden (Pr6 og Pr7) som inneholder fenolgrupper (WH) kan brukes til å påvise aktiviteten til tyrosinase og screene for potensielle tyrosinasehemmere med en "turn-on" strategi. Imidlertid er det ikke noe biologisk eksperiment relatert til celleavbildning i dette arbeidet. I 2016 designet Li og kollegene en gruppe nye prober basert på 7- amino-4-(trifluormetyl)-kumarin som en FL-fluorofor og syntetiserte dem, Pr8-11, med varierende avstander mellom FL fluorofor og fenoler. Pr9 ble funnet å være en svært sensitiv og selektiv "turn-on" fluorogen sonde for avbildning av levende melanomceller [35]. I 2018 var Wus team det første som tok i bruk en FL fluorescerende sonde (Pr12) for å diagnostisere tidlig melanom i gnagermusemodeller (fig. 4 og 5A). Proben kan aktiveres ved tyrosinase-mediert oksidasjon og deretter hydrolysere ureabindinger for å produsere et fluorescenssignal. Samtidig kan den også overvåke nivået av endogen tyrosinase i levende celler og sebrafisk sensitivt og selektivt (fig. 5 B/C) [36].

I 2016 utviklet Ma sin gruppe [37] en ny fluorogen sonde kalt Mela-TYR (Pr13, Fig. 4) for å målrette melanosomer for å påvise aktiviteten til tyrosinase. Pr13 ble designet ved å inkorporere ftalimid med morfolin og 4-amino-fenol-avledet urea. Sonden viser en svært sensitiv og selektiv innkoblingsrespons på tyrosinase gjennom en oksidasjons-spaltningsreaksjon. Fluorescensprobene beskrevet ovenfor inneholdt hovedsakelig en 4-hydroksyfenylgruppe som gjenkjennelsesdel (WH) og viste parallell fluorescensrespons på flere reaktive oksygenarter (ROS) og tyrosinase, og dermed forstyrret av ROS. Ma sin gruppe oppdaget en ny tyrosinase-gjenkjenningsdel, 3-hydroksybenzyloxy (WH), som viste forskjellige reaksjonsmekanismer for tyrosinase og ROS [38]. En NIR-fluorescensprobe (Pr14, Fig. 4) ble utviklet ved å installere 3- hydroksybenzyloksy i en NIR-fluorofor (HXPI), og viste en svært spesifikk av-på-respons på tyrosinase i stedet for ROS, og dermed overvunnet interferensen. Tilstedeværelsen av 3--hydroksygruppen letter hydroksyleringen av tyrosinase ved 4-stillingen ledig, men ikke ved ROS, og mellomproduktet vil gjennomgå spontan 1,6-omorganiseringseliminering, og frigjøre fri fluorofor. Den høye spesifisiteten til den utviklede proben ble bevist ved avbildning og påvisning av endogen tyrosinaseaktivitet i levende celler og sebrafisk, og probens høye spesifisitet ble ytterligere verifisert ved en enzymkoblet immunosorbentanalyse (fig. 4 og 6). Ma's gruppe utviklet deretter en annen fluorogen probe (Pr15, Fig. 4) basert på resorufin inkorporert med en 3-hydroksyfenylgruppe [39]. Den ble brukt til å oppdage og avbilde aktiviteten til endogen tyrosinase i en rekke levende celler. Inspirert av designen ovenfor, foreslo Zhang og medarbeidere [40] en fluorogen tyrosinase-probe (Pr16, fig. 4) med resorufin som en fluorofor, og m-tolyl boronsyre pinacol ester (WH) som en ny tyrosinase-gjenkjenning del. Proben viste høy selektivitet for tyrosinase fremfor andre biologiske stoffer, inkludert ROS. Det ble imidlertid alvorlig forstyrret av H2O2. I 2019, Hu et al. [41] rapporterte en ny fluorogen sonde med høy kjemisk selektivitet basert på fluorescein (Pr17, fig. 4), som kan spore tyrosinase in vitro og in vivo, og realisere den høye kjemoselektive deteksjonen av tyrosinase. I tillegg reagerte proben i en vandig løsning og viste en fluorescensforsterkning på mer enn 24 ganger i nærvær av tyrosinase. I tillegg viste Pr17 gode cellemembran- og vevspermeabilitetsegenskaper, noe som hjalp dens suksess med å følge endogen tyrosinaseaktivitet i forskjellige hjelpeceller og sebrafiskmodeller. Dings gruppe konstruerte en ny vannløselig NIR-fluorescensprobe (Pr18, fig. 4) som spesifikt kan gjenkjenne tyrosinase, som er svært stabil innenfor den fysiologiske temperaturen og pH og kan nøyaktig oppdage tyrosinase i biologiske systemer uten å bli forstyrret av allestedsnærværende enheter. Den kan brukes til å avbilde tyrosinase i levende celler, sebrafisk og xenogene musemodeller [42].

Sidhu et al. utviklet og syntetiserte en ratiometrisk fluorescerende probe (Pr19, fig. 4) basert på naftalimid. Pr19 har høy selektivitet og sensitivitet for tyrosinase, og grensen for deteksjon (LOD) er ganske lav [43]. Eksitasjons- eller emisjonsspekterskiftet skjer etter at sonden er kombinert med reaktanter. Det kan registreres ved å bruke forholdet mellom fluorescensintensiteten målt ved to forskjellige bølgelengder, som kalles forholdsmåling. Ratiometriske fluorescerende prober basert på dette prinsippet viser deres sensitivitet og selektivitet og kan brukes til studiet av enzymfunksjon i levende systemer [44]. Guos team foreslo en ny ratiometrisk og påslått NIR-fluorescerende sonde (Pr20, fig. 4) for sanntidsdeteksjon av endogen tyrosinaseaktivitet. Disse spesielle egenskapene til Pr20, kombinert med sjelden cytotoksisitet, overlegne fotofysiske karakterer og cellemembranpermeabilitet, gjør den ideell for kvantitativ påvisning av endogen tyrosinaseaktivitet [45]. Cyaninderivater, som typiske NIR-fluorescerende fargestoffer, kan aggregeres kontrollerbart i vandige oppløsninger og viser således mange betydelig forskjellige spektrale egenskaper. Kloratomet i midten av cyaninskjelettet kan lett erstattes av andre funksjonelle grupper. Basert på denne funksjonen, Zhang et al. [46] utviklet en ny cyaninbasert fluorescerende probe (Pr21, Fig. 4) for ratiometrisk fluorescensdeteksjon av tyrosinaseaktivitet (Fig. 7). Forholdsbestemmelsen oppnådde et godt signal-til-støy-forhold, og LOD-verdien for tyrosinaseaktivitet var 0,02 U/ml. I tillegg ble Pr21 vellykket brukt til å avbilde den endogene tyrosinaseaktiviteten i B16-celler og kvalitativt skille den fra andre kreftceller/normale celler i fravær av tyrosinase (fig. 7).

7. Hemmere av tyrosinase

Hemmere er generelt delt inn i reversible inhibitorer og irreversible inhibitorer basert på om inhibitorene som interagerer med enzymer forårsaker permanent inaktivering av enzymet. Hemmingskarakteristisk for tyrosinase er reversibel hemming. For inhiberingen preget av reversibel hemming, er kombinasjonen av inhibitor og enzym en reversibel dynamisk likevektsprosess [47e49]. Å øke konsentrasjonen av inhibitoren vil føre til at enzymaktiviteten reduseres, men inhibitoren hemmer bare enzymaktiviteten i stedet for å inaktivere enzymet permanent. Når inhibitorkonsentrasjonen synker, vil tyrosinaseaktiviteten øke. I mellomtiden vil den irreversible inhiberingen være permanent inaktivering av tyrosinase. I henhold til de forskjellige stedene og metodene for tyrosinasehemmere som interagerer med enzymet, kan de deles inn i fire former: konkurrerende, ikke-konkurrerende, blandet og langsom binding.

Flavonoider er et sett med forbindelser som består av to benzenringer forbundet med en tre-karbonkjede. Fordi hydroksyl-, metoksy- og glykosid-sidekjedegruppene er i benzenringene, kan arrangementet deles inn i flavonoler, chalconer, dihydroflavoner og oransje (fig. 8) [56]. Flavonoider er omfattende distribuert i blader, frø, skinn og tilhengere av planter, og forskere har bekreftet mer enn 4000 flavonoider. For noen planter har flavonoider og deres derivater beskyttelse mot UV-stråler, patogener og planteetere [57]. Analyse av strukturen til lakrisrotekstrakt viser at den tyrosinaseinhiberende evnen til neo glycyrrhizin, glycyrrhizin, isoliquiritigenin og glycyrrhizin er relatert til deres lipofilisitet. Blant dem er hemming av monofenol mer effektiv enn difenol, noe som indikerer at det er en hastighetsbegrensende reaksjon i det første trinnet av oksidasjonsreaksjonen [58].

Noen flavoner som inneholder en {{0}}hydroksy-4-ketonstruktur kan konkurrerende hemme enzymaktivitet ved å chelatere kobber på det aktive stedet for tyrosinase, noe som resulterer i irreversibel inaktivering av tyrosinase. Etter chelatering av tyrosinase, mister molekylet teoretisk sin plane struktur og blir forvrengt. Konkurrerende inhibitorer er vanligvis parallelle i strukturen til substratet, slik at molekylet lett kommer inn i det aktive tyrosinasestedet og hindrer inntrengning av L-DOPA [59,60]. Jeong et al. ekstraherte to flavonoler fra bladene til Zanthoxylum piperitum. Flavonolene kan hemme tyrosinaseaktiviteten til sopp, som er en konkurrerende hemming, men de kan ikke hemme melaninproduksjonen til Streptomyces bikiniensis. Senere ble det funnet at flavonoidforbindelsen isolert fra den filippinske Formosaen også kan hemme tyrosinase, og den hemmende effekten er bedre enn kojinsyre [62]. Liang et al. fant at saflorgult pigment også kan hemme sopptyrosinaseaktivitet, med en halvmaksimal hemmende konsentrasjon (IC50) verdi på 1,01 mg/ml. Dette inhiberingsforholdet ser ut til å være doseavhengig [63]. (2R, 3R)-(þ)-purpurin ekstrahert fra Shuiliao hemmer 70 prosent av tyrosinaseaktiviteten og konsentrasjonen er 0,50 mM. Den hemmende evnen er bedre enn kojinsyre og arbutin [64].

7,8,40 -trihydroksyflavon er et flavonoidderivat som hemmer tyrosinase-difenolaseaktivitet på en ikke-konkurransedyktig måte med en IC50-verdi på 10.31 ± 0.41 mM og en Ki på 9,50 ± 0,40 mM. Virkningsmekanismen til denne forbindelsen 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 parametere viser at bindingsprosessen er relatert til hydrogenbinding og van der Waals-krefter [51].

3,8-hydroksykinolin (In1, Fig. 9 [65]) separert fra Scolopendra-subsidier mutilans kan hemme produksjonen og oksidasjonen av melanin i Melan-a-celler. In1 viser en konsentrasjonsutviklet antioksidanteffekt og hemmer signifikant sopptyrosinaseaktivitet gjennom ikke-konkurrerende hemming. Samtidig er In1 funnet å være ikke-cytotoksisk i studien som vist i tabell 1 [65]. Etylacetatfraksjonen av Nymphaea nuchal flower extract (NNFE) (100 mg/mL) kan effektivt redusere melaninproduksjonen og hemme sopptyrosinaseaktivitet. Den underliggende mekanismen innebærer å forstyrre transkripsjonsfaktorer og universelle signalveier i melaninsyntese [66]. Capsaicin (In2, Fig. 9 [67]) og dihydrocapsaicin (In3, ​​Fig. 9) ekstrahert fra pepper kan hemme tyrosinaseaktivitet. Resultatet viser at IC50-verdien til In2 er 1,73 ganger mindre enn for In3. Inhiberingskonstanten (Ki) støtter også den hemmende aktiviteten til In3 (0,39 mM, tabell 1) på tyrosinase er lavere enn den til In2 (0,30 mM, tabell 1) [67]. Det ble funnet at koffein (In4, Fig. 9 [68]) ekstrahert fra kameliapollen viser sterk hemmende aktivitet mot sopptyrosinase i en ikke-konkurrerende modell som vist i tabell 1. In4 endrer bindingsstedet til L-tyrosin og ringen konformasjon ved siden av det aktive senteret ved binding til tyrosinase. De eksperimentelle resultatene viser at In4 har en åpenbar hemmende effekt på tyrosinaseaktiviteten i cellene og melaningenerering av B16F10 melanomceller er relatert til konsentrasjonen [68]. Kaftarsyren (In5, Fig. 9) ekstrahert fra druer kan konkurrerende hemme tyrosinase, og IC50-verdien (tabell 1) er lavere enn for relasjonsforbindelsene, koffeinsyre og klorogensyre [47]. Phloretin (In6, Fig. 9) kan binde seg til tyrosinase gjennom en statisk prosess, som fører til at konformasjonen av tyrosinase endres, og derved hemmer aktiviteten. Samtidig har In6 en sterk antioksidantkapasitet og evne til å redusere o-dopakinon til LDOPA [48].

Forskere har evaluert to spiroakridiner (AMTAC-01, In7, Fig. 9) og (AMTAC-02, In8, Fig. 9) som hemmere av tyrosinase. Resultatene viser at akridinderivater interagerer sterkt med sopptyrosinase. In8 er mer effektiv til å hemme enzymaktivitet enn In7 som vist i tabell 1, noe som indikerer at metoksygruppen til In8 er sterkt korrelert med den hemmende aktiviteten [49]. Flere 21 halogenerte tiosemikarbazoner (TSC) ble syntetisert og undersøkt. Det ble funnet at TSC 6, 12 og 21 (In9/10/11, Fig. 9 [69]) viser kraftige hemmende egenskaper med henholdsvis forskjellig IC50 (tabell 1). De demonstrerer en gjensidig reversibel og konkurrerende mekanisme for å hemme tyrosinase. Blant de studerte forbindelsene har para-substituerte acetofenonderivater av tiosemikarbazoner høyest affinitet til enzymet [69]. Penicillin V (In12, fig. 9) er et bakteriolytisk b-laktam antibiotisk medikament. Studier har funnet at In12 kan hemme mykofenolat- og difenolaseaktivitet. Fluorescensquenching og molekylære docking-studier har vist at In12 kan danne en statisk interaksjon nær den katalytiske lommen til enzymet, og dermed hindre substrattransport til det aktive stedet og redusere plastisiteten til kobber for katalyse [70]. Nylig har Raza et al. studerte det hemmende potensialet til N-(substituert-fenyl)-4-{(4-[(E)-3- fenyl-2-propenyl]-1-piperazinyl)-butanamider ( 5a-e) på tyrosinase. Alle forbindelsene ble funnet å være biologisk aktive, med 5b (In13, Fig. 9) som viste det høyeste hemmende potensialet [71]. Mahajan et al. designet og syntetisert kinazolinon ben amider 4a-h (In14e21, fig. 9). Gjennom studiet av den hemmende effekten av forbindelser på aktiviteten til tyrosinase, ble det funnet at alle forbindelser viser lavere IC50-verdier enn standard kojinsyre som vist i tabell 1 [72]. Shen et al. funnet en ny tyrosinasehemmer, peptidet ECGYF (EF-5, In22) som vist i fig. 9. Bindingen mellom In22 og tyrosinase avhenger hovedsakelig av hydrogenbinding og hydrofobe interaksjoner, og effekten av å hemme tyrosinase er sterkere enn det av arbutin og glutation [73]. Han et al. isolerte tre tamariscinoler 1/2/3 (In23/24/25) og to fenoler 4 & 5 (In26 & 27) som vist i fig. 9. Eksperimenter har vist at alle isolater har hemmende effekter på sopptyrosinase, med In23 som mest effektive (tabell 1) [74].

For mer informasjon: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501