موضوع مقاله: تایروسینز | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تایروسینز | مقدمه: این آنزیم عمدتاً در دو واکنش متمایز سنتز ملانین که به عنوان مسیر رپر-میسون نیز شناخته می‌شود، دخیل است. | ## بخش 1: تایروسینز | تایروسینز یک آنزیم حاوی مس است که در بافت‌های گیاهی و حیوانی وجود دارد و تولید ملانین و سایر رنگدانه‌ها را از تیروزین از طریق اکسیداسیون کاتالیز می‌کند. این آنزیم در داخل ملانوزوم‌هایی یافت می‌شود که در ملانوسیت‌های پوست سنتز می‌شوند. واکنش کاتالیز شده تایروسینز با استفاده از دی‌اکسیژن (O2) اکسیداسیون فنول‌هایی مانند تیروزین و دوپامین را انجام می‌دهد. اختصاصیت سوبسترا در تایروسینز پستانداران که فقط از فرم L تیروزین یا دوپا به عنوان سوبسترا استفاده می‌کند و نیاز محدودی به L-دوپا به عنوان کوفاکتور دارد، به طرز چشمگیری محدود می‌شود. در مدل‌های D و E، اسیدهای آمینه هیستیدین به صورت نمایش خط آبی نشان داده شده‌اند. از مدل E، هر اتم مس در جایگاه فعال در واقع با سه باقیمانده هیستیدین کمپلکس شده و یک مرکز مس نوع ۳ تشکیل می‌دهد. از مدل‌های C و D، می‌توان دید که جایگاه فعال این پروتئین در داخل یک قرص تشکیل شده روی سطح مولکولی مولکول قرار دارد. ساختار تایروسینزها از طیف گسترده‌ای از گونه‌های گیاهی، حیوانی و قارچی جدا و مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. تایروسینزهای گونه‌های مختلف از نظر خواص ساختاری، توزیع بافتی و موقعیت سلولی متنوع هستند. هیچ ساختار پروتئین تایروسینزی مشترکی که در همه گونه‌ها وجود داشته باشد، یافت نشده است. آنزیم‌های موجود در بافت گیاهی، حیوانی و قارچی اغلب از نظر ساختار اولیه، اندازه، الگوی گلیکوزیلاسیون و ویژگی‌های فعال‌سازی متفاوت هستند. با این حال، همه تایروسینزها دارای یک مرکز مس دو هسته‌ای از نوع ۳ در جایگاه‌های فعال خود هستند. (توجه: (*) ناحیه حفاظت‌شده را نشان می‌دهد، (.) ناحیه حفاظت‌شده‌تر و (:) ناحیه حفاظت‌شده کمتری را نشان می‌دهد) گیاه در داخل بدن، PPOهای گیاهی به صورت پروتئین‌هایی با وزن حدود ۶۴ تا ۶۸ کیلو دالتون بیان می‌شوند که از سه دامنه تشکیل شده‌اند: یک پپتید عبوری کلروپلاستی (حاوی یک پپتید سیگنال تیلاکوئیدی با وزن حدود ۴ تا ۹ کیلو دالتون)، یک دامنه فعال کاتالیزوری (حدود ۳۷ تا ۴۲ کیلو دالتون) حاوی مرکز مس دو هسته‌ای، و یک دامنه C-ترمینال (حدود ۱۵ تا ۱۹ کیلو دالتون) که از جایگاه فعال محافظت می‌کند. پستانداران تایروسینز پستانداران یک پروتئین غشایی منفرد است که از غشاء عبور می‌کند. در انسان، تایروسینز در ملانوزوم‌ها طبقه‌بندی می‌شود و دامنه فعال کاتالیزوری پروتئین در داخل ملانوزوم‌ها قرار دارد. تنها بخش کوچکی از پروتئین که از نظر آنزیمی غیرضروری است، به سیتوپلاسم ملانوسیت گسترش می‌یابد. برخلاف تایروسینز قارچی، تایروسینز انسانی یک گلیکوپروتئین متصل به غشاء است و ۱۳٪ کربوهیدرات دارد. آلل مشتق‌شدهٔ TYR (rs۲۷۳۳۸۳۲) با رنگدانه‌های روشن‌تر پوست در جمعیت‌های انسانی مرتبط است. | ## بخش 2: تایروسینز | این آلل بیشتر در اروپا رایج است، اما با فراوانی کمتر و متوسط در آسیای مرکزی، خاورمیانه، شمال آفریقا و در میان پیگمی‌های سان و امبوتی نیز یافت می‌شود. باکتریایی در زمین‌های باتلاقی، تایروسینزهای باکتریایی به عنوان تنظیم‌کننده‌های کلیدی ذخیره کربن با حذف ترکیبات فنلی که مانع از تخریب کربن آلی می‌شوند، پیشنهاد می‌شوند. قارچی در قارچ نوروسپورا کراسا، چهار شکل مختلف از تایروسینز در بین سویه‌های مختلف تشخیص داده شد. تنظیم ژن ژن تایروسینز توسط فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمی (MITF) تنظیم می‌شود. اهمیت بالینی جهش در ژن تایروسینز که منجر به اختلال در تولید تایروسینز می‌شود، منجر به آلبینیسم چشمی-پوستی نوع I می‌شود، یک اختلال ارثی که از هر ۲۰۰۰۰ نفر، یک نفر را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کاهش فعالیت تایروسینز برای بهبود یا پیشگیری از بیماری‌های مرتبط با هایپرپیگمنتاسیون پوست، مانند ملاسما و لکه‌های پیری، مورد هدف قرار گرفته است. چندین پلی‌فنول، از جمله فلاونوئیدها یا استیلبنوئیدها، آنالوگ‌های سوبسترا، مهارکننده‌های رادیکال آزاد و کلات‌کننده‌های مس، به عنوان مهارکننده‌های تایروسینز شناخته شده‌اند. از این رو، صنایع پزشکی و آرایشی تحقیقات خود را بر روی مهارکننده‌های تایروسینز برای درمان اختلالات پوستی متمرکز کرده‌اند. مهارکننده‌ها مهارکننده‌های شناخته‌شدهٔ تایروسینز عبارتند از: اسید آزلائیک ۴-بوتیل‌رزورسینول هیدروکینون ال -اسید اسکوربیک - ویتامین C اسید ترانگزامیک ژنتیک اگرچه زالی (زیست‌شناسی) شایع است، اما مطالعات کمی در مورد جهش‌های ژنتیکی در ژن‌های تایروسینز حیوانات انجام شده است. سایر آلبینوها جهش‌های نقطه‌ای دارند که به نظر می‌رسد تایروسینز را بدون کوتاه شدن غیرفعال می‌کنند (برای مثال‌ها به جدول و شکل مراجعه کنید). کادرهای رنگی نشان‌دهنده مناطقی در پروتئین هستند که توسط یکی از پنج اگزون کدگذاری می‌شوند (به شکل ساختار ژن مراجعه کنید). با توجه به اینکه مطالعات کمی در مورد داده‌های ژنومی ژن تایروسینز وجود دارد، تنها تعداد انگشت‌شماری مطالعه در مورد جهش‌ها در دوزیستان آلبینو وجود دارد. rugosa یک جهش بدمعنی داشت که در آن یک جایگزینی اسید آمینه از گلیسین به اسید آسپارتیک وجود داشت و جهش F. kawamurai در مناطقی رخ داده است که در بین مهره‌داران بسیار حفاظت شده هستند و می‌توانند منجر به یک ژن تایروسینز ناکارآمد شوند. اعداد خارج از پرانتز به موقعیت اسید آمینه گونه جهش یافته اشاره دارند و عدد داخل پرانتز به موقعیت اسید آمینه مرتبط در توالی انسانی اشاره دارد. کادرهای باز و بسته به ترتیب نشان‌دهنده نواحی کدکننده پروتئین و نواحی ترجمه نشده اگزون‌ها هستند که اگزون‌ها با اعداد برچسب‌گذاری شده‌اند. تایروسینز یک پروتئین بسیار حفاظت‌شده در حیوانات است و ظاهراً از قبل در باکتری‌ها نیز وجود داشته است. پروتئین مرتبط با تایروسینز (Tyrp۱) و دوپاکروم توتومراز (Dtc) که پروتئین دخیل در سنتز ملانین را کد می‌کنند، عناصر تنظیمی مشترک ساختار اگزون/اینترون هستند؛ بنابراین، توسعه سه نوع سلول رنگدانه مهره‌داران، اگرچه متفاوت است، اما در یک نقطه خاص همگرا می‌شوند تا بیان اعضای خانواده تایروسینز را برای تولید رنگدانه‌های ملانین امکان‌پذیر کنند. | ## بخش 3: تایروسینز | ژن‌های مرتبط با خانواده تایروسینز نقش مهمی در تکامل ، ژنتیک و زیست‌شناسی تکوینی سلول‌های رنگدانه و همچنین برای نزدیک شدن به اختلالات انسانی مرتبط با نقص در سنتز، تنظیم یا عملکرد آنها در مهره‌داران دارند. سه نوع سلول رنگدانه تولیدکننده ملانین از زمان جنینی، یعنی از تاج عصبی، لوله عصبی و جسم پینه‌آل، به خوبی شناخته شده‌اند. با این حال، ژنوم توالی‌یابی شده از گونه‌های مختلف برای تجزیه و تحلیل تکاملی در عمق، در مطالعه حاضر بسیار مهم‌تر شده است. به‌طور مشابه، خانواده پروتئین مس نوع ۳ عملکردهای بیولوژیکی مختلفی از جمله تشکیل رنگدانه، ایمنی ذاتی و انتقال اکسیژن را انجام می‌دهد. تجزیه و تحلیل ترکیبی فیلوژنتیکی و ساختاری ژنتیکی به این نتیجه رسید که پروتئین مس نوع ۳ اصلی دارای یک پپتید واحد است و در زیرگروه α گروه‌بندی می‌شود. ژن پروتئین اجدادی دو تکثیر انجام داده است، یعنی اولی قبل از انشعاب دودمان یوکاریوتی ناشناخته و دومی قبل از تنوع. تکثیر قبلی باعث ایجاد فرم سیتوزولی (β) و تکثیر دوم باعث ایجاد فرم متصل به غشاء (Γ) شد. مقایسه ساختاری نشان داد که جایگاه فعال اشکال α و γ توسط اسیدهای آمینه آلیفاتیک و شکل β با باقیمانده آروماتیک پوشیده شده است؛ بنابراین، تکامل این خانواده ژنی، دودمان یوکاریوت‌های چند سلولی است که به دلیل از دست دادن یک یا چند مورد از این سه زیرگروه و گسترش اختصاصی دودمان یک یا هر دو زیرگروه باقی مانده، ایجاد شده است. هم‌ترازی‌های نوکلئوتیدی حفظ‌شده ژنومی تایروسینز در بین خانواده مهره‌داران مانند قورباغه‌ها، مارها و انسان نشان می‌دهد که این ژن از یک ژن تایروسینز اجدادی تکامل یافته است. کاربردها در صنایع خوراکی در صنایع خوراکی، مهار تایروسینز مطلوب است زیرا تایروسینز اکسیداسیون ترکیبات فنلی موجود در میوه‌ها و سبزیجات را به کینون‌ها کاتالیز می‌کند که طعم و رنگ نامطلوبی ایجاد می‌کند و همچنین باعث کاهش دسترسی به برخی اسیدهای آمینه ضروری و همچنین قابلیت هضم محصولات می‌شود. به همین دلیل، مهارکننده‌های بسیار مؤثر تایروسینز نیز در کشاورزی و صنایع خوراکی مورد نیاز هستند. مهارکننده‌های تایروسینز شناخته شده شامل اسید کوجیک، تروپولون، کومارین‌ها، اسید وانیلیک، وانیلین و الکل وانیلیک هستند. در صنعت لوازم آرایشی و بهداشتی رنگ پوست روشن‌تر در فرهنگ‌های مختلف آسیایی با جوانی و زیبایی مرتبط بوده است. تحقیقات اخیر شرکت‌های آرایشی و بهداشتی بر توسعه عوامل سفیدکننده جدیدی متمرکز شده است که به‌طور انتخابی فعالیت تایروسینز را سرکوب می‌کنند تا هایپرپیگمانتاسیون را کاهش دهند و در عین حال از سمیت سلولی ملانوسیت‌های سالم جلوگیری کنند. عوامل دارویی سنتی مانند کورتیکواستروئیدها، هیدروکینون و آمینو کلرید عددی از طریق مهار بلوغ ملانوسیت‌ها، پوست را روشن می‌کنند. شرکت‌های آرایشی و بهداشتی بر توسعه عوامل سفیدکننده جدیدی متمرکز شده‌اند که به‌طور انتخابی فعالیت تایروسینز را سرکوب می‌کنند تا هایپرپیگمانتاسیون را کاهش دهند و در عین حال از سمیت سلولی ملانوسیت‌ها جلوگیری کنند، زیرا تایروسینز مرحله محدودکننده سرعت مسیر ملانوژنز است. در حشرات تایروسینز طیف وسیعی از عملکردها را در حشرات دارد، از جمله ترمیم زخم، اسکلروتیزاسیون ، سنتز ملانین و کپسوله کردن انگل. در پلیمرهای الهام گرفته از چسب صدف پلیمریزاسیون پپتیدهای حاوی سیستئین و تیروزین که توسط تایروسینز فعال می‌شوند، منجر به پلیمرهای الهام گرفته از چسب صدف می‌شود. | ## جمع‌بندی | تیروزین‌های باقی‌مانده به صورت آنزیمی به دوپاکینون‌ها اکسید می‌شوند که تیول‌های سیستئین می‌توانند از طریق یک واکنش افزایشی مایکل بین مولکولی به آنها متصل شوند.