4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶作用机理研究
4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶作用机理研究
２ ． ２ ４ 一羟基 苯 乙酸 对 酪 氨酸 酶 作 用机 理 分 析
黑 色素 的 合 成 途 径 一 般 被 分 为 两 个 阶 段 ：远 端 步 骤 和 近 端 步 骤 。近端步骤包括单酚和／ 或 邻 一二 酚 的 酶 氧 化 ， 由含 铜 酪 氯 酸 色 素 。（ 见 图２ ）
金 属 酶 ，广 泛 存 在干 细 菌 、真 菌 、裸 子 植物 、被 子 植 物 、 哺 乳 动 为 ，羽 毛 ，毛 发 ， 眼睛 ， 昆虫 表 皮 ，种 子 等 呈现 出黑 色 、褐 色 、
度 的激 活 程 度 是 先增 加 后 下 降 ，在 ２ ． ０ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ 浓 度 左 右 ，酶 催 浓 度超 过 １ ０ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ，４ 一 羟 基 苯 乙酸 对酪 氨酸 酶 起 抑 制 作 用 ， 当４ 一羟基 苯 乙 酸 浓 度 为 １ ５ ． ０ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ 时 ，酶催 化 活 力变 为 原 来
素 具 有 抗 紫 外 线 、清 除 自 由基 、抗 病 毒 等 重要 功 能 。最 新研 究 结 果 表 明 ，可 利 用 黑 色素 制 备 相 应 的 抗 体 来 治 疗 与酪 氨 酸 酶 表 达 相 关 的 疾 病 。 因 此 ， 国 内外 很 多 学 者 都 致 力于 寻 找 具 有 特 异 的 、 高 效 的 酪 氨 酸 酶 作 用物 ，研 究 其 抑 制 或 激 活 的作 用 机 理 和 动 力学 。 的 影 响 及 作 用 动 力学 ，得 到 有 关 动 力 学 参数 ，为 酪 氨 酸 酶 抑 制 剂 和 激 活 剂 的 分子 设 计 的 实 际应 用提 供理 论 依 据 。
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蘑 菇酪 氨酸 酶 （ Ｍｕ ｓ ｈ ｒ ｏ ｏ ｍ ｔ ｙ ｒ ｏ ｓ ｉ ｎ ａ ｓ ｅ ）购于Ｓ ｉ ｇ ｍａ 公 司 ，总
酪氨酸酶单酚酶和双酚酶
酪氨酸酶单酚酶和双酚酶
酪氨酸酶是一种结构复杂的含铜氧化还原酶，它具有双重催化功能，既可以作为单酚酶，也可以作为双酚酶。
以下是关于酪氨酸酶单酚酶和双酚酶的详细介绍：
一、酪氨酸酶单酚酶
1.催化单酚羟基化：酪氨酸酶作为单酚酶时，能够催化单酚的羟基化反应，将其转化为二酚。
这是黑色素合成的第一步反应，为后续的反应提供了必要的中间产物。
2.对底物的特异性：酪氨酸酶对底物具有一定的特异性，它主要催化含有酚羟基的化合物，如酪氨酸等。
这种特异性使得酪氨酸酶在生物体内能够精确地调控黑色素的合成。
二、酪氨酸酶双酚酶
1.催化邻二酚氧化：酪氨酸酶作为双酚酶时，能够催化邻二酚的氧化反应，生成邻二醌。
这是黑色素合成的第二步反应，也是酪氨酸酶催化过程中的关键步骤之一。
2.对黑色素合成的影响：邻二醌是黑色素合成的重要中间产物，它的生成量直接影响着黑色素的最终产量。
因此，酪氨酸酶作为双酚酶的活性对于调控黑色素的合成具有至关重要的作用。
总的来说，酪氨酸酶的单酚酶和双酚酶活性共同参与了黑色素的合成过程，通过催化单酚羟基化和邻二酚氧化等反应步骤，实现了黑色素在生物体内的生成和调控。
这种双重催化功能使得酪氨酸酶在生物体内具有广泛的生理作用和应用价值。
酪氨酸酶结构功能分析及其抑制物的设计
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·118·2017年第13期文章编号：2095－6835（2017）13－0118－02酪氨酸酶结构功能分析及其抑制物的设计熊东彦，李志远，黄丹，慕昕，刘桢（东北农业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150030）摘要：黑色素生成与酪氨酸酶相关。
在保证健康的前提下，为了适当抑制黑色素生成，美白皮肤，我们使用生物信息学方法研究了酪氨酸酶的性质，并针对其性质设计了抑制分子。
利用遗传算法得到了不同物种的酪氨酸酶系统进化树，发现东非狒狒、猕猴等的酪氨酸酶与人类的具有较高的相似度。
在PDB数据库中预测到人类酪氨酸酶与巨大芽孢杆菌酪氨酸酶在空间结构上具有最大相似度。
N端与C端分别有1个β-折叠，N端与C端之间有多个α-螺旋。
由此发现，Zn2+和Cl-能够有效降低酪氨酸酶的活性。
黑色素合成受信号通路调控，JNK通路可以通过阻止cAMP应答元件结合蛋白来抑制酪氨酸酶的合成。
雌激素为黑色素合成的“第一信使”，其作用通过ER途径介导，由此寻找到抑制其活性的分子，比如埃克替尼、阿帕替尼。
关键词：酪氨酸酶；生物信息学；抑制分子；系统进化树中图分类号：S917.4文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.13.118黑色素是一种生物色素，能保护生物体免受紫外线伤害，过多的黑色素沉积易引发黑色素瘤。
黑色素合成受多个途径调控，其中，由酪氨酸酶参与的合成途径是黑色素合成的重要途径之一。
酪氨酸酶是一种氧化还原酶，广泛存在于各生物中，与生物体合成色素直接相关。
目前，酪氨酸酶在医疗美容方面的应用发展迅速。
随着生活水平的提高，人们对美的享受也越来越讲究，美白剂的开发随之成为化妆品行业关注的焦点之一。
目前，市场上的美白剂主要有熊果苷、曲酸等，文献表明这些物质均具有较好的美白功效，但这些物质具有一定的皮肤刺激性，或稳定性较差。
酪氨酸酶作用机理
酪氨酸酶作用机理
酪氨酸酶是一种重要的酶，在乳制品加工、医药、化妆品等领域
中具有广泛的应用。
其作用机理是指酪氨酸酶能够将牛奶中的酪蛋白
分解为较小的肽链和游离氨基酸，从而改变牛奶的物化特性。
下面将
分步骤阐述酪氨酸酶的作用机理。
第一步：定位酪氨酸酶的活性中心
酪氨酸酶的分子结构中包含一个活性中心，通常是一组氨基酸残基，能够催化酪蛋白的降解。
这个活性中心的位置和构成对酪氨酸酶
的催化活性和与其底物的亲和力有重要的影响。
第二步：结合底物
酪氨酸酶的活性中心能够与酪蛋白中的特定结构域结合，从而使
酪蛋白在水中分解为多肽和游离氨基酸。
酪氨酸酶催化的反应在酪蛋
白中产生裂解，释放出破碎的多肽和氨基酸。
第三步：酶催化作用
酪氨酸酶催化的反应分为两步：
第一步是水分子攻击酪蛋白中的肽键，断裂肽链，形成一个临时
的酰-酶过渡态。
第二步是氨基酸残基与酰-酶过渡态相互作用，并在酶的作用下
被氧化，释放氨。
第四步：酶与底物的解离
酶基本上是一种催化剂，可以加速特定化学反应的速率，但化学
反应后酶并不会消失。
在酪氨酸酶催化下，酪蛋白分解为多肽和游离
氨基酸，酶依然存在于反应体系中，并可以继续催化其他反应。
在酶
催化作用完成后，酶与底物解离，以便继续催化下一个反应。
综上所述，酪氨酸酶作用机理可以通过四个步骤来解释，即定位
酶的活性中心、结合底物、酶催化作用和酶与底物的解离。
这一过程
可以加速降低牛奶中的酪蛋白分子，从而改变牛奶的化学和物理性质，具有非常重要的工业和农业应用价值。
3-(4-羟基苯基)乳酸 酪氨酸
3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸1. 介绍乳酸是一种常见的有机酸，它是体内乳酸脱氢酶作用下乳酸脱氢生成的，并且在溶液中可以呈现出两种互相转化的旋光异构体。
乳酸通过L-和D-两种异构体存在于体内，并且L-乳酸是一种常见的β-羟基羧酸，而3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸则是乳酸的一种衍生物。
2. 结构3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸是一种酪氨酸的衍生物，其结构包括一个乳酸分子与4-羟基苯甲酸结合而成。
其分子式为C13H14O5，其结构如下：CH3CH(OH)COOH|O|OHC6H4CH2COOH3. 物理性质3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸是一种固体物质，其外观为白色结晶或结晶性粉末，易溶于水，很少溶于乙醇和氯仿。
4. 化学性质3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸是一种具有光学活性的化合物。
它可以参与一系列的化学反应，因其酚羟基和羧基的存在。
它和酸性溶液接触时，其羧基会和酸生成相应的酯，从而发生酯化反应；而它和碱性溶液接触时，则可以形成相应的酸盐。
3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸还可以和其他化合物发生酰基化、酰胺化、缩合、羧酸酯化等多种反应。
5. 生物活性酪氨酸是一种常见的氨基酸，是构成人体蛋白质的重要组成部分。
而3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸作为酪氨酸的衍生物，其在生物体内也具有重要的生物活性。
研究表明，3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸在体内可以参与酪氨酸代谢，还可以发挥抗氧化、免疫调节、抗炎、抗氧化应激等生物活性。
6. 应用由于其生物活性，3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸在医药、保健品等领域得到了广泛的应用。
其可以作为药物原料、医疗用品、保健品添加剂，能够改善人体代谢、增强人体免疫力、提高机体抗病能力等。
7. 安全性在使用3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸时，应注意其安全性。
尽管其具有一定的生物活性，但在一般使用情况下，3-(4-羟基苯基)乳酸酪氨酸不会对人体造成危害。
但在使用过程中，应根据其具体用途和用量来规范使用，以避免因过量使用导致的不良反应。
酪氨酸酶
简介
酪氨酸酶又称多酚氧化酶,是一种约75 ku含铜的氧化还原酶，广泛存在于动植物、微生物及人体中,是黑色 素合成的限速酶,直接影响黑色素的合成。酪氨酸酶由多个亚基组成，每个亚基含有2个金属铜离子，而2个铜离 子分别与3个组氨酸残基的亚氨基共价结合固定在活性中心上，另外有1个内源桥基将2个铜离子在一起，构成酪 氨酸酶的活性中心。如果铜被氧化，酶就会失活并且可以通过电子供体被重新激活，例如L-3, 4二羟苯丙氨酸、 抗坏血酸、超氧阴离子，以及可能的一氧化氮。在植物中，酪氨酸酶为多酚氧化酶；在昆虫中则称为酚氧化酶； 在微生物和人体中，才称为酪氨酸酶。酪氨酸酶基因家族在催化黑色素生成时产生作用的共有3种，即TYR、 TYRP1和TYRP2，其中TYRP1和TYRP2在控制黑色素细胞产生黑色素类型的最后几步中起催化作用，TYR是在黑色素 合成起始过程中的一种关键的限速酶，至少具有酪氨酸羟化酶和多巴氧化酶两种活性，在黑色素合成过程中涉及 到酪氨酸酶的氧化以及转运。酪氨酸在酪氨酸酶的作用下生成多巴，再经过一系列的步骤最终生成黑色素。黑色 素使动物呈现较暗颜色，特别是黑色和棕色，有时出现黄色。酪氨酸酶的表达和活性决定着黑色素生成的速度和 产量，酪氨酸酶活性越高，皮肤中黑色素形成的量就越多。
酪氨酸酶
氧化酶
01 简介
目录
02 研究历史
03 的种类及分布
04 的作用机制
05 的应用研究
酪氨酸酶( EC 1. 14. 18. 1， tyrosinase，TYR)又称多酚氧化酶、儿茶酚氧化酶、陈干酪酵素等，是1 种结构复杂的含多亚基的含铜氧化还原酶，广泛存在于微生物、动植物和人体中。
酪氨酸酶
酪氨酸酶(EC 1.14.18.1,Tyrosinase)是一种含铜的金属酶,广泛分布于微生物、动植物及人体中[1]. 在植物中,酪氨酸酶一般称为多酚氧化酶;在昆虫中,则称为酚氧化酶;在微生物和人体中,才称为酪氨酸酶.酪氨酸酶主要参与两个反应过程:催化L-酪氨酸羟基化转变为L-多巴和氧化L-多巴形成多巴醌,多巴醌经一系列反应后,形成黑色素.酪氨酸酶在生物体中具有重要的生理功能.同时,它也与人体雀斑、褐斑等黑色素过度沉积等疾病的发生有关,并与昆虫的蜕皮和果蔬的褐化有很大关系[2].自从发现了人黑色素细胞可以以L-3,4-二羟基丙氨酸(L-多巴)为底物合成黑色素,这个反应成为酪氨酸酶活性和定位检测的基础.在之后的研究中,酪氨酸酶成为第一个用亲和色谱纯化的酶,酪氨酸酶也是最早发现能将酶分子内部氧原子参入到有机物中的酶;并为酶自杀性失活提供了早期实例.现今,人们已经从微生物、植物及多种动物中提取并纯化了酪氨酸酶.目前,对酪氨酸酶的研究主要集中在酶的分离纯化、催化机制、活性调控以及酪氨酸酶基因及其在生物体内的生理作用等方面,在结构方面,其三维结构仍未得到.鉴于此,对编码酪氨酸酶基因的结构、表达及其调控,酪氨酸酶的合成和运输的研究也在不断发展.酪氨酸酶的理化性质高等脊椎动物、低等脊椎动物和原核生物的酪氨酸酶的理化性质不同.由表1可以看到,从Strepto- myces antibioticus的272个氨基酸到Homo sapiens的529个氨基酸,不同生物中的酪氨酸酶氨基酸数目差异很大.虽然它们在生物体内具有相似的生理功能,但它们的理化性质却有不同程度的差异性.酪氨酸酶在同工酶的研究也占有非常重要的地位,是生物体内具有同工酶的一大类酶.据研究,哺乳动物、原核动物、真菌的酪氨酸酶一般为单聚体或二聚体;而昆虫、两栖类的酪氨酸酶一般为二聚体、四聚体或五聚体等多聚体.3 酪氨酸酶的活性中心结构酪氨酸酶的活性中心是由两个含铜离子位点构成.在催化过程中,双核铜离子位点以3种形态存在,分别是氧化态(Eoxy)、还原态(Emet)和脱氧态(Edeoxy). 研究表明与酪氨酸酶结合的双核铜离子活性中心与在血蓝蛋白中发现的活性中心非常相似[16,17].由X射线吸收光谱(XANES, X-Ray Absorption Near Edge Structure)分析,酪氨酸酶和血蓝蛋白含铜活性中心主要的构象变化基本相同,铜离子位点的几何构型是可变的.血蓝蛋白氧化态结晶学和延伸X射线吸收结构光谱(EXAFS, Edge X-ray Absorption Fine Struc-ture)的研究结果表明[18],Cu-Cu键长约为0.35 nm,每个二价铜离子构型为正四棱锥状,受到两个强的赤道面配位原子的调控和一个相对较弱的轴向NHis配基的调控,形成5个配位键(结构可见图1).其电子构象为3d9.即与蛋白上的组氨酸残基上的氮原子形成3个配位键,外源氧分子作为过氧化物与铜离子形成两个配位键占据了铜离子的两个赤道面位置,并可作为两个铜离子之间的桥联配体.所以Eoxy活性中心可以写成Cu(I) -O2-Cu(I),但通常更适合用过氧化态Cu(II) -O2-Cu(II)表示[16].过氧化物的电子结构对于Eoxy的生物功能很重要.由于受强的R*受体作用,过氧化物带有较少的负电荷,而P电子受体与过氧化物的R*轨道上的电子作用,大大的削弱了氧氧键,使图1 酪氨酸酶活性中心的双核铜中心结构Fig.1 The structure of the active center containing Cu of ty- rosinase之容易断裂.酪氨酸酶被认为是血蓝蛋白的祖先蛋白,因为酪氨酸酶在非常原始的生物体中也有发现.Eoxy的结构比血蓝蛋白的结构更紊乱,因此酪氨酸酶相对于血蓝蛋白存在更多构象不同的底物与其活性中心结合.还原态酪氨酸酶与氧-铜离子态的酶相似,都含有两个四角形的反磁铜离子,不同的是,桥联配体是氢氧化物而不是过氧化物.每个亚铜离子电子构象为3d10,分别与两个吲哚上的氮原子形成两个键长为0.19 nm的配位键,与第三个吲哚上的氮原子形成键长为0.27nm的配位键,环绕Cu-Cu轴形成近似C3V的对称结构.当加入过氧化物,酶从Emet变为Eoxy;当缺少过氧化物时,酶由Eoxy变为Emet.纯化后得到的酶是由\85%的Emet和[15%的Eoxy组成的混合物.半亚铜离子态酪氨酸酶含有一个2价铜离子和一个1价铜离子.2价铜离子含有未配对的电子,由电子顺磁共振分析,未配对的电子占据一个dx2 -y2轨道.根#732#厦门大学学报(自然科学版) 2006年据两个铜离子之间电子离域的电子顺磁共振和可见光谱特征,证明在两个铜离子之间同样有桥连配体的存在.通过对铜离子态血蓝蛋白的研究表明:Edeoxy的活性中心由两个一价铜离子组成.1938年Kubowitz证明了这种酶形态的存在.图2 酪氨酸酶催化生成黑色素过程Fig.2 The process of the melanin biosynthesis catalyzed by tyrosinase。
曲酸抑制酪氨酸酶机制
曲酸抑制酪氨酸酶机制
曲酸是一种天然存在的有机酸，它被发现具有抑制酪氨酸酶的
作用。
酪氨酸酶是一种酶类蛋白质，它在生物体内起着重要的生物
催化作用，参与酪氨酸的代谢过程。
曲酸对酪氨酸酶的抑制机制涉
及多个方面。
首先，曲酸可能通过竞争性抑制来影响酪氨酸酶的活性。
竞争
性抑制是指曲酸与酪氨酸酶的活性部位结合，从而阻止酪氨酸分子
与酶结合并发生化学反应，从而抑制了酶的活性。
其次，曲酸可能通过非竞争性抑制机制来影响酪氨酸酶的活性。
非竞争性抑制是指曲酸结合到酶的其他位点，改变了酶的构象或活性，导致酶失去对底物的亲和力或者失去催化作用。
此外，曲酸还可能通过影响酶的翻译或转录过程来抑制酪氨酸
酶的合成，从而降低酶的活性。
总的来说，曲酸抑制酪氨酸酶的机制是多方面的，涉及竞争性
抑制、非竞争性抑制以及对酶合成过程的影响。
这些机制共同作用，导致了曲酸对酪氨酸酶活性的抑制。
深入研究这些机制有助于我们
更好地理解曲酸在生物体内的作用，也有助于开发新的药物或治疗方法。
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4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶作用机理研究
摘要：本实验研究了4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶的作用机理。
实验结果表明：在低浓度条件下，4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶具有激活抑制作用；在高浓度条件下，4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶具有抑制作用。
关键词：酪氨酸酶4-羟基苯乙酸激活作用
酪氨酸酶（Tyrosinase），又称多酚氧化酶，是一种含铜金属酶，广泛存在于细菌、真菌、裸子植物、被子植物、哺乳动物等生物中，并存在于生物界系统发育阶段的各个水平。
一般认为，羽毛，毛发，眼睛，昆虫表皮，种子等呈现出黑色、褐色、浅黄色等色素，都是酪氨酸酶作用的结果。
酪氨酸酶的产物黑色素具有抗紫外线、清除自由基、抗病毒等重要功能。
最新研究结果表明，可利用黑色素制备相应的抗体来治疗与酪氨酸酶表达相关的疾病。
因此，国内外很多学者都致力于寻找具有特异的、高效的酪氨酸酶作用物，研究其抑制或激活的作用机理和动力学。
该文以4-羟基苯乙酸作为效应物，研究其对酪氨酸酶催化反应的影响及作用动力学，得到有关动力学参数，为酪氨酸酶抑制剂和激活剂的分子设计的实际应用提供理论依据。
1 实验方法
1.1 材料及仪器
蘑菇酪氨酸酶（Mushroom tyrosinase）购于Sigma公司，总活力
为50 KU。
L-3，4-二羟基苯丙氨酸（L-DOPA）购于上海斯高勒生物技术有限公司。
对羟基苯乙酸、磷酸氢二钠（Na2HPO4）和磷酸二氢钠（NaH2PO4）等试剂均为国产分析纯。
仪器为上海UNICO公司UV-2102PC型紫外可见分光光度计。
1.2 酪氨酸酶酶活测定
以1.0 mM L-DOPA为底物。
先将0.6 mL 5 mM的L-酪氨酸（溶于pH 6.8的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲液）溶液置于石英比色皿中，加入2.28 mL pH 6.8的Na2HPO4- NaH2PO4缓冲液，置于30?℃恒温水浴中恒温10 min，加入90 μL含不同浓度的4-羟基苯乙酸溶液和0.8?mg/mL酪氨酸酶水溶液，测定OD475。
此测活体系中，酶的终质量浓度为1.0 μg/mL。
2 结果与讨论
2.1 4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶的影响
如图1所示，固定酪氨酸酶催化反应体系中的终质量浓度为0.55
μg/mL，底物L-DOPA的浓度为1.0 mmol/L。
结果表明，在4-羟基苯乙酸浓度在10.0 mmol/L以内，对酪氨酸酶催化氧化L-DOPA起激活作用，并且激活作用随4-羟基苯乙酸浓度的激活程度是先增加后下降，在2.0 mmol/L浓度左右，酶催化活力变为原来的2.4倍。
当酶催化反应体系中4-羟基苯乙酸的浓度超过10?mmol/L，4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶起抑制作用，当4-羟基苯乙酸浓度为15.0 mmol/L时，酶催化活力变为原来的20%。
2.2 4-羟基苯乙酸对酪氨酸酶作用机理分析
黑色素的合成途径一般被分为两个阶段：远端步骤和近端步骤。
近端步骤包括单酚和/或邻-二酚的酶氧化，由含铜酪氨酸酶催化形成邻醌；远端步骤包括化学反应和酶反应，最终合成黑色素。
(见图2）
在双酚酶催化循环中，还原态酶（Emet）与双酚（D）非共价结合，双酚上的羟基被亲核试剂进攻释放出2个H+，生成的复合物Emet-D分解释放出醌（Q）、水和脱氧态酶（Edeoxy）。
Edeoxy结合氧气生成氧化态酶（Eoxy），Eoxy可结合单酚也可以结合双酚，结合双酚后继续进行双酚循环，双酚与氧化态酶非共价结合，双酚上的羟基被亲核攻击，释放出2个H+，同时双酚与铜离子形成分子轨道共面，研究已表明，分子轨道共面对于氧化还原反应的发生是必需的，生成复合物Emet-D并分解释放出酪、水和还原态酶，完成循环双酚在此循环中不断被氧化成为醌，如图所示。
3 结语
通过酶动力学手段，筛选酪氨酸酶高效的激活剂4-羟基苯乙酸，并总结出相关的构效关系，为进一步设计和改造得到新型高效的酪氨酸酶作用物奠定了基础。