8. Tirozinazės taikymas

Kaip svarbus biologinis išteklius, tirozinazė plačiai naudojama aplinkos inžinerijos srityje ir atlieka daug svarbių fiziologinių funkcijų organizme. Be to, derinant su imobilizavimu [75], biojutikliais ir kitomis technologijomis, tirozinazės naudojimas katalizinei oksidacijai, pramoninių nuotekų valymui ir junginių aptikimui palaipsniui tapo aplinkos apsaugos ir biologinio aptikimo tyrimų centru. .

Spustelėkite Kur galiu nusipirkti Cistanche

Daugiau informacijos:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Remiantis atitinkamais tyrimais,cistancheyra įprasta žolė, žinoma kaip „stebuklingas augalas, prailginantis gyvenimą“. Jo pagrindinis komponentas yracistanozidas, kuris turi įvairų poveikį, pvzantioksidantas, priešuždegiminis, irimuninės funkcijos skatinimas. Mechanizmas tarp cistanche iroda balinimasslypi antioksidaciniame cistanche veikimeglikozidai. Melaninas žmogaus odoje susidaro oksiduojantis tirozinui, kurį katalizuojatirozinazė, o oksidacijos reakcijai reikalingas deguonies dalyvavimas, todėl laisvieji radikalai organizme tampa svarbiu veiksniu, turinčiu įtakos melanino gamybai. Cistanche yra cistanozido, kuris yra antioksidantas ir gali sumažinti laisvųjų radikalų susidarymą organizme, todėlslopina melanino gamybą.

8.1. Aplinkos apsauga

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-chlorfenolis > fenolis > pmetoksifenolis. Tirozinazė gali pašalinti ne tik fenolius, bet ir įvairias organines medžiagas, tokias kaip organiniai aminai, kurios ilgainiui sudaro nuosėdas ir gali būti lengvai apdorojamos. Todėl mikroorganizmuose esanti tirozinazė gali būti naudojama aplinkos inžinerijos srityse, pavyzdžiui, gamyklose ir ligoninėse, siekiant skaidyti ir išvalyti nuotekas, kuriose yra fenolio ir aminų [77]. Nuolat tiriant apdorojimo procesą, reakcijos sąlygos buvo palaipsniui optimizuojamos. Yamada ir kt. nustatė, kad tirozinazės ir chitozano derinys turi geresnį poveikį fenolio junginių pašalinimui iš dirbtinių nuotekų. Tirozinazė katalizuoja fenolio junginių oksidaciją į chinono darinius, kurie vėliau chemisorbuojami ant chitozano membranos. Kai kurių alkilu pakeistų fenolių, tokių kaip p-metilfenolis, p-propilfenolis, p-butilfenolis ir p-chlorfenolis, pašalinimo greitis siekia iki 93 procentų [78]. Jei tirozinazės aminogrupė buvo fiksuota ant katijonų mainų dervos, ji po 2 valandų galėtų visiškai pašalinti fenolį ir beveik susilpnėtų 10 pakartotinių naudojimo ciklų [71]. Tirozinazė, pritvirtinta prie modifikuoto natrio aliumosilikato (NaA) ir kalcio aliumosilikato (CaA), taip pat gali būti naudojama kelis kartus, nesumažinant aktyvumo [79]. Be to, nanomedžiagų ir polifenoloksidazės sudarytas kompleksas gali veiksmingai sumažinti tradicinių fermentų trūkumus valant nuotekas [80].

8.2. Biologinis aptikimas

Biosensorius, kaip nauja biologinio aptikimo technologija, yra analitinis prietaisas, kuris imobilizuoja fermentus, DNR, antikūnus, ląsteles ir kt. kaip molekulines atpažinimo medžiagas ant laidininko ir paverčia cheminiais ar šiluminiais pokyčiais ir kt. į elektrinius signalus. Jis plačiai naudojamas tokiose srityse kaip maisto pramonė, aplinkos inžinerija, fermentacijos inžinerija ir medicina dėl savo jautrumo, specifiškumo, be pėdsakų, greičio ir tikslumo. Wu ir kt. [81] greitai aptiko bisfenolį A, naudodamas nano masto grafeną kaip pagrindinį tirozinazės biojutiklį. Yang ir kt. [82] sukūrė naują tirozino biojutiklį, pagrįstą chitozanu anglimi dengta nikelio kompozicine plėvele, kuri buvo naudojama katecholiui aptikti dėl greito, daugkartinio naudojimo ir gero stabilumo savybių. Jiang ir kt. [83] naudojant sluoksnio surinkimo technologiją, sukurtas imobilizuotas kapiliarinis tirozinazės reaktorius, skirtas tirozinazės inhibitoriams tikrinti. Singhas ir kt. [84] pasiūlė šviesolaidinį biojutiklį, pagrįstą paviršiaus plazmono rezonansu, kad būtų galima aptikti fenolinius junginius vandeniniuose tirpaluose.

9. Išvada

Kadangi tirozinazė dalyvauja maisto rudinimo ir depigmentacijos sutrikimų procese žmonėms, mokslininkai išsamiai ištyrė specifinius zondus ir inhibitorius. Veiksmingi junginiai iš natūralių šaltinių, tokių kaip augalai, gali slopinti tirozinazę. Zondų naudojimas tirozinazės aktyvumo mechanizmui nustatyti yra veiksminga priemonė tirozinazės aktyvumo mechanizmui tirti ir tirozinazės inhibitorių atrankai. Tačiau šiuo metu sukurtus zondus reikia optimizuoti dėl prasto biologinio suderinamumo ir stabilumo. Šiame straipsnyje apibendrinama daugybė natūralių, pusiau sintetinių ir sintetinių inhibitorių bei aptariamas šių junginių slopinamasis poveikis tirozinazės aktyvumui. Remiantis apžvalga, nepaisant daugybės natūralių inhibitorių, fenolio vienetas vis dar yra pagrindinė daugelio tirozinazės inhibitorių dalis. Daugelis mokslininkų sukūrė tinkamus pastolius, remdamiesi šiomis natūralių junginių struktūromis, tačiau naujai sukurtiems inhibitoriams ateityje reikės daugiau pastangų. Tobulėjant cheminei biologijai, vis daugiau zondų ir inhibitorių pasižymi geresnėmis biologinėmis savybėmis, o tai skatins mūsų tirozinazės tyrimus.

Konkuruojančių interesų deklaracija

Padėkos

Nuorodos

[1] SY Seo, VK Sharma, N. Sharma, Mushroom tirozinazė: naujausios perspektyvos, J. Agric. Food Chem. 51 (2003) 2837e2853.

[2] R. Halaban, RS Patton, E. Cheng ir kt., Nenormalus melanomos ląstelių rūgštėjimas sukelia tirozinazės susilaikymą ankstyvame sekrecijos kelyje, J. Biol. Chem. 277 (2002) 14821e14828.

[3] HS Raper, Aerobinės oksidazės, Physiol. Rev. 8 (1928) 245e282.

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

[5] KU Schallreuter, S. Kothari, B. Chavan ir kt., Melanogenezės ginčų ir naujų koncepcijų reguliavimas, Exp. Dermatolis. 17 (2008) 395e404.

[6] CJ Cooksey, PJ Garratt, EJ Land ir kt., Katalikinio tarpinio substrato, atsakingo už tirozinazės autoaktyvacijos kinetiką, netiesioginio susidarymo įrodymai, J. Biol. Chem. 272 (1997) 26226e26235.

[7] TS Chang, atnaujinta tirozinazės inhibitorių apžvalga, Int. J. Mol. Sci. 10 (2009) 2440e2475.

[8] M. Funayama, H. Arakawa, R. Yamamoto ir kt., Effects of ae and arbutin on the activity of tirozinazės iš grybų ir pelių melanomos, Biosci. Bio technologija. Biochem. 59 (1995) 143e144.

[9] M. Van Gastel, L. Bubacco, EJJ Groenen ir kt., Streptomyces antibioticus tirozinazės dvibranduolinės aktyvios vario vietos EPR tyrimas, FEBS Lett. 474 (2000) 228e232.

[10] Y. Matoba, N. Bando, K. Oda ir kt., Molekulinis mechanizmas vario transportavimui į tirozinazę, kuriam padeda metalochaperonas, caddy baltymas, J. Biol. Chem. 286 (2011) 30219e30231.

[11] Washington, J. Maxwell, J. Stevenson ir kt., Tirozinazės katalizuojamos oksidacinės 2eaminofenolio ciklokondensacijos į 2eaminofenoksaziną3eoną mechaniniai tyrimai, Arch. Biochem. Biofizė. 557-578 (2015) 24e34.

[12] C. Olivares, F. Solano, Naujos įžvalgos apie tirozinazės ir su ja susijusių baltymų aktyviosios vietos struktūrą ir katalizinį mechanizmą, Pigment Cell Melanoma Res 22 (2009) 750e760.

[13] LG Fenoll, JN RodríguezeLopez, F. GarcíaeSevilla ir kt., Grybų tirozinazės veikimo mechanizmo monofenoliams ir difenoliams, generuojantiems labai nestabilius oekvinonus, analizė ir aiškinimas, Biochim. Biofizė. Acta 1548 (2001) 1e22.

[14] M. Fairhead, L. Th€ onyeMeyer, Bakterinės tirozinazės: seni fermentai, turintys naują reikšmę biotechnologijoms, N. Biotech. 29 (2012) 183e191.

[15] AM McMahon, EM Doyle, S. Brooks ir kt., Dirvožemio bakterijoje Pseudomonas putida F6 kartu egzistuojančios tirozinazės ir lakkazės biocheminis apibūdinimas, Enzym. Mikrob. Techn. 40 (2007) 1435e1441.

[16] K. Min, GW Park, YJ Yoo ir kt., Universalios tirozinazės biotechnologinio pritaikymo perspektyva, Bioresour. Techn. 289 (2019) 121730.

[17] M. Rolff, J. Schottenheim, H. Decker ir kt., Tirozinazės modelių CoppereO2 reaktyvumas išorinių monofenolinių substratų atžvilgiu: molekulinis mechanizmas ir palyginimas su fermentu, Chem. Soc. Rev. 40 (2011) 4077e4098.

[18] SM Marino, S. Fogal, M. Bisaglia ir kt., Streptomyces antibiotikų tirozinazės reaktyvumo į chlorofenolius tyrimas, Arch. Biochem. Biofizė. 505 (2011) 67e74.

[19] JW Park, J. Dec, JE Kim ir kt., Ksenobiotikų dehalogenavimas kaip surišimo su humusinėmis medžiagomis pasekmė, Arch. Aplinka. Contam. Toksikolis. 38 (2000) 405e410.

[20] M. Funatsu, T. Inaba, Tirozinazės tyrimai kambarinėje muselėje, Agric. Biol. Chem. 26 (1962) 535e540.

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

[22] M. Goto, KC Sato, Matsumura, D. Sawamura ir kt., Tirozinazės geno analizė Japonijos pacientams, sergantiems okulokutaniniu albinizmu, J. Dermatol. Sci. 35 (2004) 215e220.

[23] FNJ Gauillard, F. Richard, Forget Gauillard ir kt., New spektrofotometrinis polifenolio oksidazės aktyvumo tyrimas, Anal. Biochem. 215 (1993) 59e65.

[24] D. Li, R. Gill, R. Freeman ir kt., Enzmentinių reakcijų zondavimas biokatalizės sukeltu redokso etikečių, susietų su vienasluoksniais funkcionalizuotais elektrodais, asociacija arba disociacija, Chem. Komun. (2006) 5027e5029.

[25] R. Baronas, M. Zayatsas, I. Willneris, Dopaminee, L-DOPAe, adrenalino ir noradrenalino sukeltas Au nanodalelių augimas: neurotransmiterių ir tirozinazės aktyvumo nustatymo tyrimai, Anal. Chem. 77 (2005) 1566e1571.

[26] R. Freeman, J. Elbaz, R. Gill ir kt., Dopamino ir tirozinazės aktyvumo analizė jonams jautriuose lauko tranzistorių (ISFET) įrenginiuose, Chemistry 13 (2007) 7288e7293.

[27] HB Yildiz, R. Freeman, R. Gill ir kt., Elektrocheminė, fotoelektrocheminė ir pjezoelektrinė tirozinazės aktyvumo analizė funkcionalizuotomis nanodalelėmis, Anal. Chem. 80 (2008) 2811e2816.

[28] R. Gill, R. Freeman, JP Xu ir kt., Probing biokatalytic transformations with CdSeeZnS QDs, J. Am. Chem. Soc. 128 (2006) 15376e15377.

[29] X. Feng, F. Feng, M. Yu ir kt., Naujo vandenyje tirpaus oligo (fenilenvinileno), turinčio tirozino fragmentą, tirozinazės aktyvumui nustatyti, sintezė, Org. Lett. 10 (2008) 5369e5372.

[30] X. Li, W. Shi, S. Chen ir kt., Beveik infraraudonųjų spindulių fluorescencinis zondas tirozinazės aktyvumui stebėti, Chem. Komun. 46 (2010) 2560e2562.

[31] T.-I. Kim, J. Park, S. Park ir kt., Tirozinazės aktyvumo melanomos ląstelėse vizualizavimas naudojant BODIPYe pagrįstą fluorescencinį zondą, Chem. Komun. 47 (2011) 12640e12642.

[32] HMI Osborn, NAO Williams, Tirozinazei labilių aminų apsauginių grupių kūrimas, Org. Lett. 6 (2004) 3111e3113.

[33] S. Yan, R. Huang, C. Wang ir kt., Dviejų fotonų fluorescencinis zondas, skirtas tirozinazės aktyvumo intraceluliniam aptikimui, Chem. Asian J. 7 (2012) 2782e2785.

[34] C. Wang, S. Yan, R. Huang ir kt., Pasuktas fluorescencinis zondas tirozinazės aktyvumui aptikti, Analyst 138 (2013) 2825e2828.

[35] Z. Li, YF Wang, X. Zhang ir kt., Tirozinazės sukeltas oksidacine reakcija pagrįstas „Turneon“ fluorescencinis zondas, skirtas vaizdavimui gyvose melanomos ląstelėse, Sensor. Pavara. B Chem. 242 (2017) 189e194.

[36] C. Zhan, J. Cheng, B. Li ir kt., Fluorescentinis zondas, skirtas ankstyvam melanomos ir jos metastazių aptikimui, specialiai vaizduojant tirozinazės aktyvumą pelės modelyje, Anal. Chem. 90 (2018) 8807e8815.

[37] J. Zhou, W. Shi, L. Li ir kt., Klaidingo tirozinazės pasiskirstymo iš melanosomų į lizosomas aptikimas ir jos padidėjimas veikiant psoralenui/ultravioletiniam a su melanosomeetaging tirozinazės fluorescenciniu zondu, Anal. Chem. 88 (2016) 4557e4564.

[38] X. Wu, L. Li, W. Shi ir kt., Neare Infrared fluorescencinis zondas su nauja atpažinimo dalimi, skirta specifiniam tirozinazės aktyvumui nustatyti: projektavimas, sintezė ir taikymas gyvose ląstelėse ir zebrafijoje, Angew. Chem. Tarpt. Red. angl. 55 (2016 m.) 14728e14732.

[39] X. Wu, X. Li, H. Li ir kt., Labai jautrus ir selektyvus FL fluorescencinis zondas, dažnai skirtas intraceluliniam endogeninės tirozinazės aktyvumui nustatyti, Chem. Komun. 53 (2017) 2443e2446.

[40] H. Li, W. Liu, F. Zhang ir kt., Labai selektyvus fluorescencinis zondas, pagrįstas fenilboro rūgšties pinakolio esterio hidroksilinimu, skirtas tirozinazei ląstelėse aptikti, Anal. Chem. 90 (2018) 855e858.

[41] S. Hu, T. Wang, J. Zou ir kt., Labai chemoselektyvus fluorescencinis zondas tirozinazei gyvose ląstelėse aptikti ir zebrafish modelis, Sensor. Pavara. B Chem. 283 (2019) 873e880.

[42] J. Zhang, Z. Li, X. Tian ir kt., Naujas vandenyje tirpus artimųjų infraraudonųjų spindulių fluorescencinis zondas, skirtas konkrečiai tirozinazės stebėjimui ir pritaikymui pelės modeliui, Chem. Komun. 55 (2019 m.) 9463e9466.

[43] J. Singh Sidhu, A. Singh, N. Garg ir kt., Itin selektyvus naftalimido pagrindu pagamintas ratiometrinis fluorescencinis zondas, skirtas tirozinazei atpažinti ir ląstelių vaizdavimui, Analyst 143 (2018) 4476e4483.

[44] MH Lee, JS Kim, JL Sessler, Mažų molekulių pagrindu sukurti ratiometriniai FL fluorescenciniai zondai katijonams, anijonams ir biomolekulėms, Chem. Soc. Rev. 44 (2015) 4185e4191.

[45] Q. Li, C. Yan, J. Zhang ir kt., Ratiometrinis ir šviečiantis beveik infraraudonųjų spindulių fluorescencinis DCMe pagrįstas zondas, skirtas endogeninės tirozinazės aktyvumui stebėti realiuoju laiku, Dyes Pigments 162 (2019) 802e807.

[46] P. Zhang, S. Li, C. Fu ir kt., Kolorimetrinis ir beveik infraraudonųjų spindulių ratiometrinis fluorescencinis zondas, skirtas endogeninės tirozinazės aktyvumui nustatyti, remiantis cianino agregacija, Analyst 144 (2019) 5472e5478.

[47] C. Honisch, A. Osto, A. Dupas de Matos ir kt., Tirozinazės inhibitoriaus išskyrimas iš neprinokusių vynuogių sulčių: spektrofotometrinis tyrimas, Food Chem. 305 (2020) 125506.

[48] ​​J. Chen, Q. Li, Y. Ye ir kt., Floretinas kaip tirozinazės substratas ir inhibitorius: slopinamasis aktyvumas ir mechanizmas, Spectrochim. Acta Mol. Biomol. Spektrosc. 226 (2020) 117642.

[49] TM Menezes, SMV de Almeida, RO de Moura ir kt., Spiroeakridiną slopinantis tirozinazės fermentas: kinetinės, baltymų ir ligandų sąveikos ir molekulinio prijungimo tyrimai, Int. J. Biol. Macromol. 122 (2019) 289e297.

[50] L. Ye, Y. Liu, X. Ju, Tirozinazės inhibitorių tyrimų pažanga, Chem. Bioeng. 30 (2013) 14e20.

[51] S. Zolghadri, A. Bahrami, MT Hassan Khan ir kt., Išsami tirozinazės inhibitorių apžvalga, J. Enzym. Inhib. Med. Chem. 34 (2019) 279e309.

[52] FS S¸ enol, I. Orhan, G. Yilmaz ir kt., Acetilcholinesterazės, butirilcholinesterazės ir tirozinazės slopinimo tyrimai ir 33 Scutellaria L. taksonų iš Turkijos antioksidacinė veikla, Food Chem. Toksikolis. 48 (2010) 781e788.

[53] ME Chiari, MB Joray, G. Ruiz ir kt., Centrinės Argentinos vietinių augalų tirozinazę slopinantis aktyvumas: veikliosios medžiagos išskyrimas iš Lithrea molleoides, Food Chem. 120 (2010) 10e14.

[54] K. Saeio, S. Yotsawimonwat, S. Anuchapreeda ir kt., Valgomojo augalo stipraus antitirozinazės eterinio aliejaus mikroemulsijos kūrimas, Drug Discov. Ten. 5 (2011) 246e252.

[55] NY Kim, HS Kwon, HY Lee, Agastache rugosa Kuntze tirozinazės ir melanogenezės slopinimo poveikis pieno rūgšties bakterijų fermentacijos būdu, J. Cosmet. Dermatolis. 16 (2017) 407e415.

[56] Y. Bi, F. Song, Z. Liu, Natūralių tirozinazės inhibitorių tipų ir jų slopinamojo poveikio tirozinazei tyrimų pažanga, Jilin universiteto žurnalas (Medicine Edition) 40 (2014) 454e459.

[57] JB Harborne, CA Williams, Flavonoidų tyrimų pažanga nuo 1992 m., Phytochemistry 55 (2000) 481e504.

[58] O. Nerya, J. Vaya, R. Musa ir kt., Glabrene and isoliquiritigenin as tirozinazės inhibitoriai iš saldymedžio šaknų, J. Agric. Food Chem. 51 (2003) 1201e1207.

[59] I. Kubo, KH Ikuyo, Šafrano žiedų flavonoliai: tirozinazės slopinimo aktyvumas ir slopinimo mechanizmas, J. Agric. Food Chem. 47 (1999) 4121e4125.

[60] I. Kubo, I. KinsteHori, SK Chaudhuri ir kt., Flavonoliai iš Heterotheca apima tirozinazę slopinantį aktyvumą ir struktūrinius kriterijus, Bioorg. Med. Chem. 8 (2000) 1749e1755.

[62] T. Masuda, D. Yamashita, Y. Takeda ir kt., Tirozinazės inhibitorių atranka tarp pajūrio augalų ekstraktų ir stiprių inhibitorių iš Garcinia subelliptica, Biosci nustatymas. Biotechnol. Biochem. 69 (2005) 197e201.

[63] C. Liang, JH Lim, SH Kim ir kt., Dioscin: sinergistinis tirozinazės inhibitorius iš Smilax China šaknų, Food Chem. 134 (2012) 1146e1148.

[64] M. Miyazawa, N. Tamura, Tirozinazės aktyvumą slopinantis junginys iš Polygonum hydropiper L. (Benitade) daigų, Biol. Pharm. Bull. 30 (2007) 595e597.

[65] MB Alam, VK Bajpai, JI Lee ir kt., Melanogenezės slopinimas cineoliu iš Scolopendra subsidijuoja mutilans per MAPeKinase tarpininkaujamą MITF slopinimą ir tirozinazės proteasominį skaidymą, Sci. Rep. 7 (2017) 45858.

[66] MB Alam, A. Ahmed, MA Motin ir kt., Nymphaea nuchal (Burm. f) gėlių ekstrakto melanogenezės slopinimas reguliuojant cAMP/CREB/MAPK/MITF ir tirozinazės proteasominį skaidymą, Sci. Rep. 8 (2018) 1e14.

[67] K. Nanok, S. Sansenya, kapsaicino ir dihidrokapsaicino a-gliukozidazės, a-amilazės ir tirozinazės slopinimo potencialas, J. Food Biochem. 44 (2020) 1e10.

[68] Y. Yang, X. Sun, H. Ni ir kt., Kamelijos žiedadulkių kofeino tirozinazę slopinančio aktyvumo identifikavimas ir charakteristika, J. Agric. Food Chem. 67 (2019) 12741e12751.

[69] K. Hałdys, W. Goldman, M. Jewginski ir kt., Halogeninti aromatiniai tiosemikarbazonai kaip stiprūs tirozinazės ir melanogenezės inhibitoriai, Bioorg. Chem. 94 (2019) 103419.

[70] X. Dong, S. Wang, L. Xu ir kt., Penicilino V slopinimo mechanizmas grybų tirozinazei, Mol. Biol. Rep. 47 (2020).

[71] H. Raza, MA Abbasi, AzizeureRehman ir kt., Ne(pakeistas fenil)e4e{(4e[(E)e3efenil2epropenil]e 1epiperazinil}butanamidų sintezė, molekulinis prijungimas, dinaminis modeliavimas, kinetinis mechanizmas, citotoksiškumo įvertinimas ir melanino inhibitoriai: in vitro, in vivo ir in silico metodai, Bioorg. Chem. 47 (2020) 103445.

Daugiau informacijos: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501