理论教育 人工合成酪氨酸酶抑制剂的研究成果

人工合成酪氨酸酶抑制剂的研究成果

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:值得注意的是,尽管这两种药物以相似的方式抑制酪氨酸酶,但是抑制类型并不相同。过氧化氢通过二阶式抑制蘑菇酪氨酸酶,其中第一阶段的抑制速率高于第二阶段。二甲基硫醚作为蘑菇酪氨酸酶慢型竞争性结合抑制剂被报道,同时也是首次发现的具有挥发性特点的抑制剂。

人工合成酪氨酸酶抑制剂的研究成果

表4-1列出了多种人工合成的抑制剂,其中有部分来自药物,剩余则为简单的化学试剂

4.5.9.1 药物

卡托普利是一种降压药[1-((2S)-2-甲基-3-巯基-1-氧代丙基)-L-脯氨酸],能分别不可逆地非竞争性抑制和竞争性抑制蘑菇酪氨酸酶的单酚酶和二元酚酶活性,同时还能将经酪氨酸酶催化生成的邻苯醌合成无色缀合物。卡托普利引起的单酚酶和二元酚酶抑制活性表现出动力学的正协同性,这是抑制过程中卡托普利对酶底物和邻苯醌的保护作用所致。该药物形成铜-卡托普利复合物时,还能在酶活性位点形成卡托普利与富半胱氨酸域之间的双硫键。抗甲状腺剂甲巯基咪唑(2-巯基-1-甲基咪唑)也是另一种同时抑制单酚酶活性和二元酚酶活性的酪氨酸酶抑制剂。值得注意的是,尽管这两种药物以相似的方式抑制酪氨酸酶,但是抑制类型并不相同。

4.5.9.2 化学试剂(www.daowen.com)

多种化学试剂,如过氧化氢、羟胺、钛试剂、硫醇和芳香羧酸,都被报告具有酪氨酸酶抑制活性。此外,根据作用机制的不同,部分化学试剂被划分为慢型结合抑制剂。过氧化氢通过二阶式抑制蘑菇酪氨酸酶,其中第一阶段的抑制速率高于第二阶段。过氧化氢对酶的抑制作用受浓度和pH影响,且厌氧条件下的抑制效率高于有氧条件。铜螯合剂(托酚酮和叠氮化钠)和底物类似物(L-含羞草氨基酸、L-苯丙氨酸、对氟苯丙氨酸和苯甲酸钠)能保护酶免受过氧化氢的抑制,这说明蘑菇酪氨酸酶活性位点Cu2+对于过氧化氢抑制作用是必需的。另一种抑制剂,羟胺,在低浓度(33 mmol/L)时能缩短酪氨酸羟基化的迟滞期,而相对较高浓度(>20 mmol/L)时则抑制二元酚酶活性并降低最终色素的产量,且酶的钝化率会在无氧条件下加剧。研究发现,羟胺能够改变邻苯醌的光谱,这被归因于肟的生成。因此,羟胺所表现出的对邻苯二酚酶活性的抑制作用是色素产生过程中光谱改变与酶钝化的共同结果。在具N取代亚硝基羟胺中,环戊基亚硝基羟胺是最有效的酪氨酸酶抑制剂(半抑制浓度IC50=0.6 μmol/L)。当移去可能与活性位点铜相互作用的亚硝基或羟基基团时,羟胺的抑制活性会完全丧失,这说明前两个基团对酶的抑制都至关重要。不同浓度的钛试剂对酶具有多重作用。低浓度时,尽管钛试剂是比L-多巴更弱的还原剂,但钛试剂仍能作为还原剂参与酪氨酸的羟基化过程,延长酪氨酸羟基化的迟滞期,阻止少量内源多巴的形成;而高浓度的钛试剂是强效的还原剂,能缩短酪氨酸羟基化的迟滞期。

半胱氨酸与多种芳香羧酸是商业纯化蘑菇酪氨酸酶过程中的酶抑制剂。依据抑制剂的本质和酶活性的测定方式的差异,抑制剂会表现出竞争性抑制、非竞争性抑制、混合性抑制和反竞争性抑制的特点。Lindbladh等人利用抗坏血酸、半胱氨酸和谷胱甘肽来研究过氧化氢酶对酪氨酸酶的抑制作用。抗坏血酸本身抑制酪氨酸酶活性,添加过氧化氢酶和氧分子后抑制作用减弱;半胱氨酸和谷胱甘肽是非氧依赖型的抑制剂,添加过氧化氢酶后,在高浓度硫醇情况下,无需氧分子即可增强抑制作用。大量的血清白蛋白可以削弱由抗坏血酸引起的酶抑制作用,但并不能降低半胱氨酸和谷胱甘肽对酶的抑制作用。苯甲酸能够竞争性地抑制双孢蘑菇酪氨酸酶的α、β和γ型同工酶所表现的甲酚酶活性,部分地非竞争性抑制α和β型同工酶的儿茶酚酶活性,对γ型同工酶的儿茶酚酶活性则为单纯的竞争性抑制。二氢苯甲酸,如3,4-二氢苯甲酸、3,5-二氢苯甲酸和2,4-二氢苯甲酸均能抑制蘑菇酪氨酸酶对L-多巴的氧化作用;低浓度的2,3-二氢苯甲酸和2,5-二氢苯甲酸表现出对外消旋多巴氧化的协同效应,因其具有的邻苯醌能非酶促地氧化多巴;而高浓度情况下则抑制外消旋多巴的氧化。

另一组别的化合物,如L-含羞草氨酸、曲酸、托酚酮以及4-取代的间苯二酚与酪氨酸酶的酚类底物具有结构相似性,故能竞争性抑制这类底物的反应,也可作为慢型结合抑制剂。在这些结合抑制剂与L-多巴的次级分子竞争结合催化转换的必需中间物含氧型酶分子,由此推断底物的存在对这类结合抑制剂的抑制作用是必需的。二甲基硫醚作为蘑菇酪氨酸酶慢型竞争性结合抑制剂被报道,同时也是首次发现的具有挥发性特点的抑制剂。二甲基硫醚在植物组织内还具有生理学功能,高浓度的二甲基硫醚可抑制内源性酪氨酸酶活性,以此保护植物组织避免发生过早的酚类氧化作用。

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