[科普中國]-酪氨酸酶

酪氨酸酶( EC 1. 14. 18. 1， tyrosinase，TYR) 又稱多酚氧化酶、兒茶酚氧化酶、陳干酪酵素等，是1種結構復雜的含多亞基的含銅氧化還原酶，廣泛存在于微生物、動植物和人體中。

酪氨酸酶是一種氧化酶，且是調控黑色素生成的限速酶。這種酶參與黑色素合成的兩個反應：第一步將單酚羥基化為二酚，第二步將鄰二酚氧化為鄰二醌。鄰二醌再經(jīng)過幾步反應后就變?yōu)楹谏?。酪氨酸酶是一種含酮的酶，存在于植物與動物組織中，催化生成由酪氨酸氧化而來的黑色素以及其它色素，如使剝皮或切片的馬鈴薯暴露在空氣中變黑。在皮膚黑素細胞的黑色素體中能發(fā)現(xiàn)酪氨酸酶。在人類基因組中，酪氨酸由 TYR 基因編碼。1

酪氨酸酶具有多種生物學功能，近年來對其在醫(yī)藥、美容、食品和環(huán)保等領域的應用，引起了國內外的廣泛關注。

簡介酪氨酸酶( EC 1 . 14. 18. 1. Tyrosinase)是一種含銅的金屬酶，廣泛分布于微生物、動植物及人體中在植物中，酪氨酸酶一般稱為多酚氧化酶；在昆蟲中，則稱為酚氧化酶；在微生物和人體中,才稱為酪氨酸酶。

酪氨酸酶主要參與兩個反應過程：催化L-酪氨酸羥基化轉變?yōu)長-多巴和氧化L-多巴形成多巴醌,多巴醌經(jīng)一系列反應后，形成黑色素。酪氨酸酶在生物體中具有重要的生理功能。同時，它也與人體雀斑、褐斑等黑色素過度沉積等疾病的發(fā)生有關，并與昆蟲的蛻皮和果蔬的褐化有很大關系。2

研究歷史自從發(fā)現(xiàn)了人黑色素細胞可以以1-3，4-二羥基丙氨酸(L-多巴)為底物合成黑色素，這個反應成為酪氨酸酶活性和定位檢測的基礎，在之后的研究中，酪氨酸酶成為第一個用親和色譜純化的酶，酪氨酸酶也是最早發(fā)現(xiàn)能將酶分子內部氧原子參入到有機物中的酶;并為酶自殺性失活提供了早期實例.現(xiàn)今，人們已經(jīng)從微生物、植物及多種動物中提取并純化了酪氨酸酶.目前，對酪氨酸酶的研究主要集中在酶的分離純化、催化機制、活性調控以及酪氨酸酶基因及其在生物體內的生理作用等方面。3

酪氨酸酶的種類及分布酪氨酸酶的分布與動物的生理功能息息相關，不同動物的酪氨酸酶在體內分布的部位不同，多數(shù)昆蟲在正常生理狀態(tài)下，酪氨酸酶以酶原的形式存在，不同類型的酪氨酸酶存在于昆蟲的特定部位，以完成特定的生理功能。

美洲畫嫌存在于血紅細胞內，而麻蠅則僅存在于血漿中，并且在表皮中主要以活化形式的酪氨酸酶存在，昆蟲酪氨酸酶除參與黑色素的形成外還是唯一參與角質硬化的酶，昆蟲高度硬化的角質能阻斷微生物和異物的入侵，并為柔軟的無脊椎動物身體提供了保護，在節(jié)肢動物中，酪氨酸酶還參與其他兩種重要的生理過程--防御反應和傷口愈合.哺乳動物酪氨酸酶催化產(chǎn)生的黑色素被分泌進入到表皮和毛發(fā)的角質細胞中，使體表著色，從而起保護皮膚和眼睛、抵御紫外線的輻射和防止內部組織過熱等作用，哺乳動物酪氨酸酶常見于黑素細胞中，黑素細胞是存在于皮膚，發(fā)囊和眼睛中并產(chǎn)生色素的高度特異性的細胞.酪氨酸酶功能減退或缺失時，即會影響黑色素代謝，從而發(fā)生疾病如白癲瘋和白化病動物與人的常染色體隱性疾病也與酪氨酸酶的缺失或活性下降有關。

酪氨酸酶的作用機制酪氨酸酶活性中心呈現(xiàn)出雙核銅中心結構，由2個銅離子位點組成，與蛋白質中的組氨酸殘基結合，并且由1個內源橋基將2個銅離子聯(lián)系起來。當酪氨酸等物質和酶過渡絡合時，主要是羥基和酶的活性中心上的原子鍵合發(fā)生作用。在黑色素的催化反應過程中，將其分為氧化態(tài)(Eoxy)、還原態(tài)(Emet)和脫氧態(tài)(Edeoxy)3種形式目，區(qū)別在于雙核銅離子活性中心的結構不同。2

酪氨酸酶的應用研究作為1種重要的生物資源，酪氨酸酶有著廣泛的用途，在生物體內具有多種重要的生理功能，特別在皮膚美白、抗氧化作用等方面表現(xiàn)尤為突出。另外，結合固定化59、生物傳感器等技術，在有機合成、環(huán)境保護、生物檢測等領域，利用酪氨酸酶進行催化氧化、處理工業(yè)廢水、檢測化合物等方向已經(jīng)逐漸成為目前國內外研究的熱點。32

本詞條內容貢獻者為:

江松敏 - 副教授 - 復旦大學