La tirosinasa es una oxidasa que es la enzima que limita la velocidad para controlar la producción de melanina . La enzima participa principalmente en dos reacciones distintas de la síntesis de melanina, también conocida como vía Raper Mason. En primer lugar, la hidroxilación de un monofenol y, en segundo lugar, la conversión de un o-difenol en la correspondiente o-quinona. La o-quinona sufre varias reacciones para eventualmente formar melanina. [5] La tirosinasa es una enzima que contiene cobre presente en los tejidos vegetales y animales que cataliza la producción de melanina y otros pigmentos a partir de la tirosina por oxidación. Se encuentra dentro de los melanosomas.que se sintetizan en los melanocitos de la piel . En los seres humanos, la enzima tirosinasa está codificada por el gen TYR . [6]
TYR |
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Identificadores |
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Alias | TYR , ATN, CMM8, OCA1, OCA1A, OCAIA, SHEP3, tirosinasa, tirosinasa |
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Identificaciones externas | OMIM : 606933 MGI : 98880 HomoloGene : 30969 GeneCards : TYR |
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Ubicación de genes ( humanos ) |
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| Chr. | Cromosoma 11 (humano) [1] |
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| Banda | 11q14.3 | Comienzo | 89,177,875 pb [1] |
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Final | 89,295,759 pb [1] |
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Ubicación de genes ( ratón ) |
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| Chr. | Cromosoma 7 (ratón) [2] |
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| Banda | 7 D3 | 7 49,01 cm | Comienzo | 87,424,771 pb [2] |
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Final | 87.493.512 pb [2] |
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Ontología de genes |
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Función molecular | • ion de metal de unión • ion de cobre de unión • actividad monooxigenasa • actividad homodimerización proteína • actividad oxidorreductasa • actividad heterodimerización proteína • GO: proteína de unión 0001948 • polifenol oxidasa • monofenol monooxigenasa actividad
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Componente celular | • citoplasma • componente integral de la membrana • citosol • núcleo • membrana • región perinuclear del citoplasma • lisosoma • membrana del melanosoma • vesícula asociada a Golgi • melanosoma • orgánulo delimitado por la membrana intracelular
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Proceso biológico | • respuesta a los rayos ultravioleta • respuesta al cAMP • metabolismo • proceso biosintético de la melanina a partir de la tirosina • respuesta a la vitamina D • pigmentación • desarrollo del timo • proceso biosintético del pigmento ocular • proliferación de la población celular • percepción visual • proceso biosintético de la melanina
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Fuentes: Amigo / QuickGO |
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Ortólogos |
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Especies | Humano | Ratón |
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Entrez | | |
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Ensembl | | |
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UniProt | | |
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RefSeq (ARNm) | | |
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RefSeq (proteína) | | |
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Ubicación (UCSC) | Crónicas 11: 89,18 - 89,3 Mb | Crónicas 7: 87,42 - 87,49 Mb |
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Búsqueda en PubMed | [3] | [4] |
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Wikidata |
Ver / editar humano | Ver / Editar mouse |
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La tirosinasa lleva a cabo la oxidación de fenoles como la tirosina y la dopamina utilizando dioxígeno (O 2 ). En presencia de catecol , se forma benzoquinona (ver reacción a continuación). Los hidrógenos extraídos del catecol se combinan con el oxígeno para formar agua .
La especificidad del sustrato se restringe drásticamente en la tirosinasa de mamíferos que usa solo la forma L de tirosina o DOPA como sustratos, y tiene un requisito restringido de L-DOPA como cofactor. [7]
Sitio activo
Estructura cristalográfica de una tirosinasa derivada de
Streptomyces en complejo con una denominada "proteína caddy".
[8] En todos los modelos, solo se muestra la molécula de tirosinasa, los átomos de cobre se muestran en verde y la superficie molecular se muestra en rojo. En los modelos D y E, los aminoácidos de histidina se muestran como una representación de línea azul. A partir del modelo E, cada átomo de cobre dentro del sitio activo está de hecho complejado con tres residuos de histidina , formando un centro de cobre de tipo 3 . A partir de los modelos C y D, se puede ver que el sitio activo de esta proteína se encuentra dentro de un pillus formado en la superficie molecular de la molécula.
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Catecol-quinona |
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1.14.18.1 |
9002-10-2 |
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Vista IntEnz |
Entrada BRENDA |
NiceZyme vista |
Entrada KEGG |
camino metabólico |
perfil |
RCSB PDB PDBe PDBsum |
AmiGO / QuickGO |
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artículos | artículos | proteinas |
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Estructura tridimensional de una unidad funcional a partir de hemocianina de pulpo |
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Tirosinasa |
PF00264 |
CL0205 |
IPR002227 |
PDOC00398 |
1hc2 / SCOPe / SUPFAM |
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estructuras / ECOD | RCSB PDB ; PDBe ; PDBj | resumen de estructura |
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Tirosinasa |
PF00264 |
IPR002227 |
PDOC00398 |
1hc2 / SCOPe / SUPFAM |
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estructuras / ECOD | RCSB PDB ; PDBe ; PDBj | resumen de estructura |
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Los dos átomos de cobre dentro del sitio activo de las enzimas tirosinasa interactúan con el dioxígeno para formar un producto químico intermedio altamente reactivo que luego oxida el sustrato . La actividad de la tirosinasa es similar a la catecol oxidasa , una clase relacionada de oxidasa de cobre . Las tirosinasas y las catecol oxidasas se denominan colectivamente polifenol oxidasas .
Se han aislado y estudiado tirosinasas de una amplia variedad de especies de plantas, animales y hongos. Las tirosinasas de diferentes especies son diversas en términos de sus propiedades estructurales, distribución tisular y ubicación celular. [9] No se ha encontrado una estructura de proteína tirosinasa común en todas las especies. [10] Las enzimas que se encuentran en los tejidos de plantas, animales y hongos con frecuencia difieren con respecto a su estructura primaria , tamaño, patrón de glicosilación y características de activación. Sin embargo, todas las tirosinasas tienen en común un centro de cobre binuclear de tipo 3 dentro de sus sitios activos . Aquí, dos átomos de cobre están coordinados cada uno con tres residuos de histidina .
Planta
In vivo , los PPO vegetalesse expresan como proteínas de aproximadamente 64-68 k Da que constan de tres dominios: un péptido de tránsito cloroplástico(que contiene un péptido señal tilacoide de ~ 4-9 k Da ), un dominio catalíticamente activo (~ 37-42 kDa) que contiene elcentro de cobre dinuclear y undominio C-terminal (~ 15-19 kDa) que protege el sitio activo . [11]
Mamífero
La tirosinasa de mamíferos es una proteína transmembrana que atraviesa una sola membrana . [12] En los seres humanos, la tirosinasa se clasifica en melanosomas [13] y el dominio catalíticamente activo de la proteína reside dentro de los melanosomas. Solo una pequeña parte de la proteína, enzimáticamente no esencial, se extiende al citoplasma del melanocito .
A diferencia de la tirosinasa fúngica, la tirosinasa humana es una glicoproteína unida a la membrana y tiene un contenido de carbohidratos del 13%. [14]
El alelo TYR derivado (rs2733832) está asociado con una pigmentación de la piel más clara en las poblaciones humanas. Es más común en Europa , pero también se encuentra en frecuencias más bajas y moderadas en Asia Central , Oriente Medio , África del Norte y entre los pigmeos San y Mbuti . [15]
El gen de la tirosinasa está regulado por el factor de transcripción asociado a microftalmia (MITF). [16] [17]
Una mutación en el gen de la tirosinasa que da como resultado una producción deficiente de tirosinasa conduce al albinismo oculocutáneo de tipo I , un trastorno hereditario que afecta a una de cada 20.000 personas. [18]
La actividad de la tirosinasa es muy importante. Si no se controla durante la síntesis de melanina , aumenta la síntesis de melanina. La disminución de la actividad de la tirosinasa se ha dirigido a la mejora o prevención de afecciones relacionadas con la hiperpigmentación de la piel, como el melasma y las manchas de la edad . [19]
Se sabe que varios polifenoles, incluidos los flavonoides o estilbenoides , sustratos análogos, captadores de radicales libres y quelantes de cobre, inhiben la tirosinasa. [20] De ahora en adelante, las industrias médica y cosmética están centrando la investigación en inhibidores de tirosinasa para tratar los trastornos de la piel. [5]
Los inhibidores de tirosinasa conocidos son los siguientes: [21]
- Ácido azelaico
- Hidroquinona
- Arbutina
- ácido kójico
- Ácido L -ascórbico - Vitamina C
- Ácido elágico
- Ácido tranexámico
En la industria alimentaria
En la industria alimentaria, se desea la inhibición de la tirosinasa ya que la tirosinasa cataliza la oxidación de compuestos fenólicos que se encuentran en frutas y verduras en quinonas , lo que da un sabor y color indeseables y también disminuye la disponibilidad de ciertos aminoácidos esenciales, así como la digestibilidad de los productos. Como tal, también se necesitan inhibidores de tirosinasa altamente efectivos en la agricultura y la industria alimentaria. [14] Los inhibidores de tirosinasa bien conocidos incluyen ácido kójico , [22] tropolona , [23] cumarinas , [24] ácido vanílico , vainillina y alcohol vanílico . [25]
En insectos
La tirosinasa tiene una amplia gama de funciones en los insectos, incluida la cicatrización de heridas, la esclerotización , la síntesis de melanina y la encapsulación de parásitos. Como resultado, es una enzima importante ya que es el mecanismo de defensa de los insectos. Algunos insecticidas tienen como objetivo inhibir la tirosinasa. [14]