Tirosinase - Tyrosinase
A tirosinase é uma oxidase que é a enzima limitadora da taxa de controle da produção de melanina . A enzima está envolvida principalmente em duas reações distintas de síntese de melanina, também conhecidas como via Raper Mason. Em primeiro lugar, a hidroxilação de um monofenol e, em segundo lugar, a conversão de um o-difenol na o-quinona correspondente. o-Quinone sofre várias reações para, eventualmente, formar melanina. A tirosinase é uma enzima que contém cobre, presente em tecidos vegetais e animais, que catalisa a produção de melanina e outros pigmentos a partir da tirosina por oxidação. É encontrado dentro dos melanossomas, que são sintetizados nos melanócitos da pele . Em humanos, a enzima tirosinase é codificada pelo gene TYR .
Reação catalisada
A tirosinase realiza a oxidação de fenóis como a tirosina e a dopamina usando dioxigênio (O 2 ). Na presença de catecol , a benzoquinona é formada (ver reação abaixo). Os hidrogênios removidos do catecol combinam-se com o oxigênio para formar água .
A especificidade do substrato torna-se dramaticamente restrita na tirosinase de mamíferos que usa apenas a forma L da tirosina ou DOPA como substratos, e restringiu a necessidade de L-DOPA como cofator.
Site ativo
monofenol monooxigenase | |||||||||
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Identificadores | |||||||||
EC nº | 1.14.18.1 | ||||||||
CAS no. | 9002-10-2 | ||||||||
Bancos de dados | |||||||||
IntEnz | Vista IntEnz | ||||||||
BRENDA | Entrada BRENDA | ||||||||
ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
KEGG | Entrada KEGG | ||||||||
MetaCyc | via metabólica | ||||||||
PRIAM | perfil | ||||||||
Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Ontologia Genética | AmiGO / QuickGO | ||||||||
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Tirosinase | |||||||||
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Identificadores | |||||||||
Símbolo | Tirosinase | ||||||||
Pfam | PF00264 | ||||||||
Clã Pfam | CL0205 | ||||||||
InterPro | IPR002227 | ||||||||
PRÓSITO | PDOC00398 | ||||||||
SCOP2 | 1hc2 / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
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Domínio central comum da tirosinase | |||||||||
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Identificadores | |||||||||
Símbolo | Tirosinase | ||||||||
Pfam | PF00264 | ||||||||
InterPro | IPR002227 | ||||||||
PRÓSITO | PDOC00398 | ||||||||
SCOP2 | 1hc2 / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
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Os dois átomos de cobre dentro do sítio ativo das enzimas tirosinase interagem com o dioxigênio para formar um intermediário químico altamente reativo que oxida o substrato . A atividade da tirosinase é semelhante à catecol oxidase , uma classe relacionada de oxidase de cobre . As tirosinases e as catecol oxidases são denominadas coletivamente polifenol oxidases .
Estrutura
As tirosinases foram isoladas e estudadas em uma ampla variedade de espécies de plantas, animais e fungos. As tirosinases de diferentes espécies são diversas em termos de suas propriedades estruturais, distribuição nos tecidos e localização celular. Nenhuma estrutura de proteína tirosinase comum que ocorre em todas as espécies foi encontrada. As enzimas encontradas em tecidos vegetais, animais e fúngicos freqüentemente diferem em relação à sua estrutura primária , tamanho, padrão de glicosilação e características de ativação. No entanto, todas as tirosinases têm em comum um centro de cobre binuclear tipo 3 em seus sítios ativos . Aqui, dois átomos de cobre são coordenados cada um com três resíduos de histidina .
Plantar
In vivo , os PPOs vegetaissão expressos como proteínas de cerca de 64-68 k Da consistindo em três domínios: um peptídeo de trânsito cloroplástico(contendo um peptídeo sinal de tilacóide ~ 4-9 k Da ), um domínio cataliticamente ativo (~ 37-42 kDa) contendo ocentro de cobre dinuclear e umdomínio C-terminal (~ 15–19 kDa) protegendo o sítio ativo .
Mamífero
A tirosinase de mamífero é uma proteína transmembrana que atravessa a membrana única . Em humanos, a tirosinase é classificada em melanossomas e o domínio cataliticamente ativo da proteína reside nos melanossomos. Apenas uma pequena parte enzimaticamente não essencial da proteína se estende para o citoplasma do melanócito .
Ao contrário da tirosinase fúngica, a tirosinase humana é uma glicoproteína ligada à membrana e tem 13% de conteúdo de carboidratos.
O alelo TYR derivado (rs2733832) está associado a uma pigmentação mais clara da pele em populações humanas. É mais comum na Europa , mas também é encontrado em frequências mais baixas e moderadas na Ásia Central , Oriente Médio , Norte da África e entre os pigmeus San e Mbuti .
Bacteriana
Nas turfeiras, as tirosinases bacterianas são propostas para atuar como reguladores-chave do armazenamento de carbono, removendo compostos fenólicos , que inibem a degradação do carbono orgânico .
Regulação do gene
O gene da tirosinase é regulado pelo fator de transcrição associado à microftalmia (MITF).
Significado clínico
Uma mutação no gene da tirosinase que resulta em produção prejudicada de tirosinase leva ao albinismo oculocutâneo tipo I , um distúrbio hereditário que afeta uma em cada 20.000 pessoas.
A atividade da tirosinase é muito importante. Se não for controlado durante a síntese de melanina , resulta em aumento da síntese de melanina. A diminuição da atividade da tirosinase tem sido direcionada para a melhora ou prevenção de condições relacionadas à hiperpigmentação da pele, como melasma e manchas senis .
Vários polifenóis, incluindo flavonóides ou estilbenóides , análogos de substrato, captadores de radicais livres e quelantes de cobre, são conhecidos por inibir a tirosinase. Doravante, as indústrias médica e cosmética estão focando a pesquisa em inibidores da tirosinase para tratar doenças de pele.
Inibidores
Os inibidores de tirosinase conhecidos são os seguintes:
- Ácido azelaico
- Hidroquinona
- Arbutin
- Ácido kójico
- Ácido L- ascórbico - Vitamina C
- Ácido elágico
- Ácido tranexâmico
Formulários
Na industria alimentícia
Na indústria de alimentos, a inibição da tirosinase é desejada, pois a tirosinase catalisa a oxidação de compostos fenólicos encontrados em frutas e vegetais em quinonas , o que dá um sabor e cor indesejáveis e também diminui a disponibilidade de certos aminoácidos essenciais, bem como a digestibilidade dos produtos. Como tal, inibidores de tirosinase altamente eficazes também são necessários na agricultura e na indústria alimentar. Os inibidores da tirosinase bem conhecidos incluem ácido kójico , tropolona , cumarinas , ácido vanílico , vanilina e álcool vanílico .
Em insetos
A tirosinase tem uma ampla gama de funções em insetos, incluindo cicatrização de feridas, esclerotização , síntese de melanina e encapsulação de parasitas. Como resultado, é uma enzima importante, pois é o mecanismo de defesa dos insetos. Alguns inseticidas têm como objetivo inibir a tirosinase.
Em polímeros inspirados em cola de mexilhão
A polimerização de peptídeos ativada por tirosinase , contendo resíduos de cisteína e tirosina , resultou em polímeros inspirados em cola de mexilhão . Os resíduos de tirosina são oxidados enzimaticamente em dopaquinonas , às quais os tióis de cisteína poderiam se ligar por uma adição intermolecular de Michael . Os polímeros resultantes são fortemente adsorvidos a várias superfícies com altas energias de adesão .
Referências
links externos
- GeneReviews / NCBI / NIH / UW entrada em Oculocutaneous Albinism Type 1
- Tirosinase nos cabeçalhos de assuntos médicos da Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA (MeSH)