8. Primjena tirozinaze

Kao važan biološki resurs, tirozinaza ima široku primjenu u području ekološkog inženjeringa i mnoge važne fiziološke funkcije u tijelu. Osim toga, u kombinaciji s imobilizacijom [75], biosenzorima i drugim tehnologijama, uporaba tirozinaze za katalitičku oksidaciju, obradu industrijskih otpadnih voda i detekciju spojeva postupno je postala fokus istraživanja u područjima zaštite okoliša i biološke detekcije. .

Kliknite Gdje mogu kupiti Cistanche

Za više informacija:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Prema relevantnim studijama,cistancheje uobičajena biljka koja je poznata kao "čudotvorna biljka koja produžuje život". Njegova glavna komponenta jecistanozid, koji ima različite učinke kao nprantioksidans, protuupalno, ipromicanje imunološke funkcije. Mehanizam između cistanhe ikoža izbjeljivanjeleži u antioksidativnom učinku cistanheglikozidi. Melanin u ljudskoj koži nastaje oksidacijom tirozina koju kataliziratirozinaza, a reakcija oksidacije zahtijeva sudjelovanje kisika, pa radikali bez kisika u tijelu postaju važan čimbenik koji utječe na proizvodnju melanina. Cistanche sadrži cistanozid, koji je antioksidans i može smanjiti stvaranje slobodnih radikala u tijelu, takoinhibiranje proizvodnje melanina.

8.1. Zaštita okoliša

Tyrosinase can catalyze the oxidation of mono phenolic compounds. Wada et al. [76] revealed that the rate of tyrosinase removal of substituted phenols in aqueous solutions follows the order of catechol > cresol>p-klorofenol > fenol > pmetoksifenol. Tirozinaza može ukloniti ne samo fenole već i razne organske tvari kao što su organski amini, koji na kraju stvaraju talog i mogu se lako preraditi. Stoga se tirozinaza u mikroorganizmima može koristiti u područjima ekološkog inženjeringa kao što su tvornice i bolnice za razgradnju i obradu otpadnih voda koje sadrže fenol i amin [77]. Kontinuiranim istraživanjem procesa obrade, uvjeti reakcije postupno su optimizirani. Yamada i sur. otkrili su da kombinacija tirozinaze i kitozana ima bolji učinak na uklanjanje fenolnih spojeva u umjetnim otpadnim vodama. Tirozinaza katalizira oksidaciju fenolnih spojeva u derivate kinona, koji se zatim kemisorbiraju na membrani kitozana. Neki alkil-supstituirani fenoli, kao što su p-metilfenol, p-propilfenol, p-butilfenol i p-klorfenol, imaju stope uklanjanja do 93 posto [78]. Kad bi amino skupina tirozinaze bila fiksirana na kationskoj izmjenjivačkoj smoli, mogla bi u potpunosti ukloniti fenol nakon 2 sata s jedva oslabljenom aktivnošću za 10 ciklusa ponovne uporabe [71]. Fiksirana na modificirani natrijev aluminosilikat (NaA) i kalcijev aluminosilikat (CaA), tirozinaza se također može koristiti više puta bez ikakvog smanjenja aktivnosti [79]. Nadalje, kompleks formiran od nanomaterijala i polifenol oksidaze može učinkovito smanjiti nedostatke tradicionalnih enzima u pročišćavanju otpadnih voda [80].

8.2. Biološka detekcija

Biosenzor, kao tehnologija u nastajanju za biološku detekciju, analitički je uređaj koji imobilizira enzime, DNK, antitijela, stanice itd. kao tvari za molekularno prepoznavanje na vodiču i pretvara kemijske ili toplinske promjene itd. u električne signale. Široko se koristi u područjima kao što su prehrambena industrija, inženjerstvo zaštite okoliša, inženjerstvo fermentacije i medicina, zbog svoje osjetljivosti, specifičnosti, besprijekornosti, brzine i točnosti. Wu i sur. [81] su brzo detektirali bisfenol A koristeći grafen na nano skali kao osnovni biosenzor tirozinaze. Yang i sur. [82] razvili su novi biosenzor za tirozin koji se temelji na kompozitnom filmu nikla obloženom kitozanom ugljikom, koji je korišten za detekciju katehola zbog karakteristika brze, višekratne upotrebe i dobre stabilnosti. Jiang i sur. [83] koristeći tehnologiju sastavljanja sloj po sloj, stvorili su imobilizirani kapilarni reaktor tirozinaze za pretragu inhibitora tirozinaze. Singh i sur. [84] predložili su optički biosenzor koji se temelji na rezonanciji površinskog plazmona za otkrivanje fenolnih spojeva u vodenim otopinama.

9. Zaključak

Budući da je tirozinaza uključena u proces tamnjenja hrane i poremećaje depigmentacije kod ljudi, istraživači su opsežno proučavali specifične sonde i inhibitore. Učinkoviti spojevi u prirodnim izvorima kao što su biljke imaju potencijal za inhibiciju tirozinaze. Korištenje sondi za otkrivanje mehanizma aktivnosti tirozinaze pruža učinkovit način za proučavanje mehanizma aktivnosti tirozinaze i probir inhibitora tirozinaze. Međutim, trenutno razvijene sonde treba optimizirati zbog slabe biokompatibilnosti i stabilnosti. Ovaj članak sažima mnoge prirodne, polusintetske i sintetske inhibitore i raspravlja o inhibicijskim učincima ovih spojeva na aktivnost tirozinaze. Na temelju pregleda, unatoč velikom izboru prirodnih inhibitora, fenolna jedinica je još uvijek glavni dio mnogih inhibitora tirozinaze. Mnogi istraživači dizajnirali su prikladne skele na temelju tih struktura prirodnih spojeva, ali novorazvijeni inhibitori trebaju više truda u budućnosti. S razvojem kemijske biologije, sve više sondi i inhibitora ima bolja biološka svojstva, što će promovirati naše istraživanje tirozinaze.

Izjava o konkurentskom interesu

Priznanja

Reference

[1] SY Seo, VK Sharma, N. Sharma, Mushroom tyrosinase: recent prospects, J. Agric. Food Chem. 51 (2003) 2837e2853.

[2] R. Halaban, RS Patton, E. Cheng, et al., Abnormalna acidifikacija stanica melanoma inducira retenciju tirozinaze u ranom sekretornom putu, J. Biol. Chem. 277 (2002) 14821e14828.

[3] HS Raper, Aerobne oksidaze, Physiol. Rev. 8 (1928) 245e282.

[4] HS Mason, Oxidases, Annu. Rev. 34 (1965) 595e634.

[5] KU Schallreuter, S. Kothari, B. Chavan, et al., Regulacija kontroverzi melanogeneze i novi koncepti, Exp. Dermatol. 17 (2008) 395e404.

[6] CJ Cooksey, PJ Garratt, EJ Land, et al., Dokazi neizravnog stvaranja katoličkog intermedijarnog supstrata odgovornog za kinetiku autoaktivacije tirozinaze, J. Biol. Chem. 272 (1997) 26226e26235.

[7] TS Chang, Ažurirani pregled inhibitora tirozinaze, Int. J. Mol. Sci. 10 (2009) 2440e2475.

[8] M. Funayama, H. Arakawa, R. Yamamoto, et al., Učinci ae i arbutina na aktivnost tirozinaza iz melanoma gljiva i miša, Biosci. Biotehnologija. Biochem. 59 (1995) 143e144.

[9] M. Van Gastel, L. Bubacco, EJJ Groenen, et al., EPR studija dinuklearnog aktivnog bakrenog mjesta tirozinaze iz Streptomyces antibioticus, FEBS Lett. 474 (2000) 228e232.

[10] Y. Matoba, N. Bando, K. Oda, et al., Molekularni mehanizam za transport bakra do tirozinaze koji je potpomognut metalochaperonom, caddy proteinom, J. Biol. Chem. 286 (2011) 30219e30231.

[11] Washington, J. Maxwell, J. Stevenson, et al., Mehanističke studije oksidativne ciklokondenzacije 2eaminofenola u 2eaminofenoksazin3eona katalizirane tirozinazom, Arch. Biochem. Biophys. 557-578 (2015.) 24e34.

[12] C. Olivares, F. Solano, Novi uvidi u strukturu aktivnog mjesta i katalitički mehanizam tirozinaze i njoj srodnih proteina, Pigment Cell Melanoma Res 22 (2009) 750e760.

[13] LG Fenoll, JN RodríguezeLopez, F. GarcíaeSevilla, et al., Analiza i tumačenje mehanizma djelovanja tirozinaze gljive na monofenole i difenole koji stvaraju vrlo nestabilne ekinone, Biochim. Biophys. Acta 1548 (2001) 1e22.

[14] M. Fairhead, L. ThonyeMeyer, Bakterijske tirozinaze: stari enzimi s novim značajem za biotehnologiju, N. Biotech. 29 (2012) 183e191.

[15] AM McMahon, EM Doyle, S. Brooks, et al., Biokemijska karakterizacija koegzistirajuće tirozinaze i lakaze u bakteriji tla Pseudomonas putida F6, Enzim. Microb. Technol. 40 (2007) 1435e1441.

[16] K. Min, GW Park, YJ Yoo, et al., Perspektiva biotehnološke primjene svestrane tirozinaze, Bioresour. Technol. 289 (2019) 121730.

[17] M. Rolff, J. Schottenheim, H. Decker, et al., CoppereO2 reaktivnost modela tirozinaze prema vanjskim monofenolnim supstratima: molekularni mehanizam i usporedba s enzimom, Chem. Soc. Rev. 40 (2011) 4077e4098.

[18] SM Marino, S. Fogal, M. Bisaglia, et al., Istraživanje reaktivnosti tirozinaze antibiotika Streptomyces prema klorofenolima, Arch. Biochem. Biophys. 505 (2011) 67e74.

[19] JW Park, J. Dec, JE Kim, et al., Dehalogenacija ksenobiotika kao posljedica vezanja na humusne materijale, Arch. Okolina. Contam. Toxicol. 38 (2000) 405e410.

[20] M. Funatsu, T. Inaba, Studije o tirozinazi kod kućne muhe, Agric. Biol. Chem. 26 (1962) 535e540.

[21] WC Zimmerman, RA Blanchette, TA Burnes, et al., Melanin i perithecial development in ophiostoma piliform, Mycologia 87 (1995) 857e863.

[22] M. Goto, KC Sato, Matsumura, D. Sawamura, et al., Analiza gena tirozinaze kod japanskih pacijenata s okulokutanim albinizmom, J. Dermatol. Sci. 35 (2004) 215e220.

[23] FNJ Gauillard, F. Richard, Zaboravi Gauillard, et al., Novi spektrofotometrijski test za aktivnost polifenol oksidaze, Anal. Biochem. 215 (1993) 59e65.

[24] D. Li, R. Gill, R. Freeman, et al., Ispitivanje enzimskih reakcija pomoću biokatalizma inducirane asocijacije ili disocijacije redoks oznaka povezanih s monoslojnim funkcionaliziranim elektrodama, Chem. Komun. (2006) 5027e5029.

[25] R. Baron, M. Zayats, I. Willner, Dopaminee, L-DOPAe, adrenalinom i noradrenalinom inducirani rast Au nanočestica: testovi za detekciju neurotransmitera i aktivnosti tirozinaze, Anal. Chem. 77 (2005) 1566e1571.

[26] R. Freeman, J. Elbaz, R. Gill, et al., Analiza aktivnosti dopamina i tirozinaze na uređajima s ionski osjetljivim tranzistorom s efektom polja (ISFET), Chemistry 13 (2007) 7288e7293.

[27] HB Yildiz, R. Freeman, R. Gill, et al., Elektrokemijska, fotoelektrokemijska i piezoelektrična analiza aktivnosti tirozinaze funkcionaliziranim nanočesticama, Anal. Chem. 80 (2008) 2811e2816.

[28] R. Gill, R. Freeman, JP Xu, et al., Probiranje biokatalitičkih transformacija s CdSeeZnS QDs, J. Am. Chem. Soc. 128 (2006) 15376e15377.

[29] X. Feng, F. Feng, M. Yu, et al., Sinteza novog u vodi topljivog oligo (fenilenevinilena) koji sadrži tirozinski dio za detekciju aktivnosti tirozinaze, Org. Lett. 10 (2008) 5369e5372.

[30] X. Li, W. Shi, S. Chen, et al., Fluorescentna sonda u blizini infracrvenog zračenja za praćenje aktivnosti tirozinaze, Chem. Komun. 46 (2010) 2560e2562.

[31] T.-I. Kim, J. Park, S. Park, et al., Vizualizacija aktivnosti tirozinaze u stanicama melanoma fluorescentnom sondom temeljenom na BODIPYe, Chem. Komun. 47 (2011) 12640e12642.

[32] HMI Osborn, NAO Williams, Razvoj tirozinaza labilnih zaštitnih skupina za amine, Org. Lett. 6 (2004) 3111e3113.

[33] S. Yan, R. Huang, C. Wang, et al., Dvofotonska fluorescentna sonda za intracelularno otkrivanje aktivnosti tirozinaze, Chem. Azijac J. 7 (2012) 2782e2785.

[34] C. Wang, S. Yan, R. Huang, et al., Okrenuta fluorescentna sonda za detekciju aktivnosti tirozinaze, Analyst 138 (2013) 2825e2828.

[35] Z. Li, YF Wang, X. Zhang, et al., "Turneon" fluorescentna sonda bazirana na oksidativnoj reakciji izazvanoj tirozinazom za snimanje živih stanica melanoma, Senzor. Pokretač. B Chem. 242 (2017) 189e194.

[36] C. Zhan, J. Cheng, B. Li, et al., Fluorescentna sonda za rano otkrivanje melanoma i njegovih metastaza specifičnim oslikavanjem aktivnosti tirozinaze u modelu miša, Anal. Chem. 90 (2018) 8807e8815.

[37] J. Zhou, W. Shi, L. Li, et al., Detekcija pogrešne distribucije tirozinaze od melanosoma do lizosoma i njezina regulacija pod utjecajem psoralena/ultraljubičastog zračenja s fluorescentnom sondom za ciljanje melanosoma tirozinaze, Anal. Chem. 88 (2016) 4557e4564.

[38] X. Wu, L. Li, W. Shi, et al., NeareInfrared fluorescentna sonda s novim dijelom za prepoznavanje za specifičnu detekciju aktivnosti tirozinaze: dizajn, sinteza i primjena u živim stanicama i ribama zebricama, Angew. Chem. Int. ur. engl. 55 (2016) 14728e14732.

[39] X. Wu, X. Li, H. Li, et al., Vrlo osjetljiva i selektivna FL fluorescencija često probe za detekciju intracelularne aktivnosti endogene tirozinaze, Chem. Komun. 53 (2017) 2443e2446.

[40] H. Li, W. Liu, F. Zhang, et al., Visoko selektivna fluorescentna sonda temeljena na hidroksilaciji pinakol estera fenilborne kiseline za detekciju tirozinaze u stanicama, Anal. Chem. 90 (2018) 855e858.

[41] S. Hu, T. Wang, J. Zou, et al., Visoko kemoselektivna fluorescentna sonda za detekciju tirozinaze u živim stanicama i model zebrice, Senzor. Pokretač. B Chem. 283 (2019) 873e880.

[42] J. Zhang, Z. Li, X. Tian, ​​et al., Nova hidrosolubilna blisko infracrvena fluorescentna sonda za specifično praćenje tirozinaze i primjenu u modelu miša, Chem. Komun. 55 (2019) 9463e9466.

[43] J. Singh Sidhu, A. Singh, N. Garg, et al., Visoko selektivna raciometrijska fluorescentna sonda temeljena na naftalimidu za prepoznavanje tirozinaze i staničnu sliku, Analyst 143 (2018) 4476e4483.

[44] MH Lee, JS Kim, JL Sessler, Raciometrijske FL fluorescentne sonde na bazi malih molekula za katione, anione i biomolekule, Chem. Soc. Rev. 44 (2015) 4185e4191.

[45] Q. Li, C. Yan, J. Zhang, et al., Raciometrijska i svjetlosna bliska infracrvena fluorescentna sonda temeljena na DCMe za praćenje aktivnosti endogene tirozinaze u stvarnom vremenu, Dyes Pigments 162 (2019) 802e807.

[46] P. Zhang, S. Li, C. Fu, et al., Kolorimetrijska i blisko infracrvena raciometrijska fluorescentna sonda za određivanje aktivnosti endogene tirozinaze na temelju agregacije cijanina, Analyst 144 (2019) 5472e5478.

[47] C. Honisch, A. Osto, A. Dupas de Matos, et al., Izolacija inhibitora tirozinaze iz soka nezrelog grožđa: spektrofotometrijska studija, Food Chem. 305 (2020) 125506.

[48] ​​J. Chen, Q. Li, Y. Ye, et al., Floretin kao i supstrat i inhibitor tirozinaze: inhibitorna aktivnost i mehanizam, Spectrochim. Acta Mol. Biomol. Spectrosc. 226 (2020) 117642.

[49] TM Menezes, SMV de Almeida, RO de Moura, et al., Enzim tirozinaze koji inhibira spiroeakridin: kinetika, interakcija protein-ligand i studije molekularnog spajanja, Int. J. Biol. Macromol. 122 (2019) 289e297.

[50] L. Ye, Y. Liu, X. Ju, Napredak istraživanja inhibitora tirozinaze, Chem. bioinž. 30 (2013) 14e20.

[51] S. Zolghadri, A. Bahrami, MT Hassan Khan, et al., Opsežan pregled inhibitora tirozinaze, J. Enzym. Inhib. Med. Chem. 34 (2019) 279e309.

[52] FS S¸ enol, I. Orhan, G. Yilmaz, et al., Studije inhibicije acetilkolinesteraze, butirilkolinesteraze i tirozinaze i antioksidativne aktivnosti 33 svojte Scutellaria L. iz Turske, Food Chem. Toxicol. 48 (2010) 781e788.

[53] ME Chiari, MB Joray, G. Ruiz, et al., Inhibicijska aktivnost tirozinaze domaćih biljaka iz središnje Argentine: izolacija aktivnog principa iz Lithrea molleoides, Food Chem. 120 (2010) 10e14.

[54] K. Saeio, S. Yotsawimonwat, S. Anuchapreeda, et al., Razvoj mikroemulzije snažnog antitirozinaznog eteričnog ulja jestive biljke, Drug Discov. Ther. 5 (2011) 246e252.

[55] NY Kim, HS Kwon, HY Lee, Učinak inhibicije na tirozinazu i melanogenezu Agastache rugosa Kuntze fermentacijom bakterija mliječne kiseline, J. Cosmet. Dermatol. 16 (2017) 407e415.

[56] Y. Bi, F. Song, Z. Liu, Napredak istraživanja o vrstama prirodnih inhibitora tirozinaze i njegovih inhibicijskih učinaka na tirozinazu, Journal of Jilin University (Medicine Edition) 40 (2014) 454e459.

[57] JB Harborne, CA Williams, Napredak u istraživanju flavonoida od 1992., Phytochemistry 55 (2000) 481e504.

[58] O. Nerya, J. Vaya, R. Musa, et al., Glabrene i izolikviritigenin kao inhibitori tirozinaze iz korijena sladića, J. Agric. Food Chem. 51 (2003) 1201e1207.

[59] I. Kubo, KH Ikuyo, Flavonoli iz cvijeta šafrana: inhibitorna aktivnost tirozinaze i mehanizam inhibicije, J. Agric. Food Chem. 47 (1999) 4121e4125.

[60] I. Kubo, I. KinsteHori, SK Chaudhuri, et al., Flavonoli iz Heterothece uključuju inhibitornu aktivnost tirozinaze i strukturne kriterije, Bioorg. Med. Chem. 8 (2000) 1749e1755.

[62] T. Masuda, D. Yamashita, Y. Takeda, et al., Provjera inhibitora tirozinaze među ekstraktima morskih biljaka i identifikacija snažnih inhibitora iz Garcinije subelliptice, Biosci. biotehnologija. Biochem. 69 (2005) 197e201.

[63] C. Liang, JH Lim, SH Kim, et al., Dioscin: sinergistički inhibitor tirozinaze iz korijena Smilax China, Food Chem. 134 (2012) 1146e1148.

[64] M. Miyazawa, N. Tamura, Inhibitorni spoj aktivnosti tirozinaze iz izdanaka Polygonum hydropiper L. (Benitade), Biol. Pharm. Bik. 30 (2007) 595e597.

[65] MB Alam, VK Bajpai, JI Lee, et al., Inhibicija melanogeneze cineolom iz Scolopendre subvencionira mutilans preko MAPeKinase posredovane MITF down-regulacije i proteasomalne degradacije tirozinaze, Sci. Rep. 7 (2017) 45858.

[66] MB Alam, A. Ahmed, MA Motin, et al., Smanjenje melanogeneze ekstraktom cvijeta Nymphaea nuchal (Burm. f) kroz regulaciju cAMP/CREB/MAPKs/MITF i proteasomalnu degradaciju tirozinaze, Sci. Rep. 8 (2018) 1e14.

[67] K. Nanok, S. Sansenya, inhibicijski potencijal a-glukozidaze, a-amilaze i tirozinaze kapsaicina i dihidrokapsaicina, J. Food Biochem. 44 (2020) 1e10.

[68] Y. Yang, X. Sun, H. Ni, et al., Identifikacija i karakterizacija inhibitorne aktivnosti kofeina iz peludi kamelije na tirozinazu, J. Agric. Food Chem. 67 (2019) 12741e12751.

[69] K. Hałdys, W. Goldman, M. Jewginski, et al., Halogenirani aromatski tiosemikarbazoni kao snažni inhibitori tirozinaze i melanogeneze, Bioorg. Chem. 94 (2019) 103419.

[70] X. Dong, S. Wang, L. Xu, et al., Inhibitorni mehanizam penicilina V na tirozinazu gljiva, Mol. Biol. Rep. 47 (2020).

[71] H. Raza, MA Abbasi, AzizeureRehman, et al., Sinteza, molekularno spajanje, dinamičke simulacije, kinetički mehanizam, procjena citotoksičnosti Ne(supstituiranih defenil)e4e{(4e[(E)e3efenil2epropenil]e 1epiperazinil} butanamida kao tirozinaze i inhibitori melanina: in vitro, in vivo i in silico pristupi, Bioorg. Chem. 47 (2020) 103445.

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