Tyrozynaza – budowa, rola i występowanie

Tyrozynaza (TYR) to metaloenzym glikoproteinowy zlokalizowany w melanocytach. Należy do klasy oksydoreduktaz. Jak jest zbudowany?

TYR jest glikoproteiną składającą się z trzech domen: C-końcowej (w cytoplazmie melanocytu), N-końcowej (wewnątrz melanosomu) i transbłonowej (w błonie melanosomu).

W obszarze apoenzymu posiada dwa atomy miedzi warunkujące funkcję katalityczną. Każdy z nich jest połączony wiązaniem koordynacyjnym z trzema resztami histydyny.

Enzym tyrozynaza jest rozpowszechniony w przyrodzie. Występuje u grzybów, bakterii, roślin i zwierząt.

Najlepiej opisane zostały tyrozynazy pochodzące z bakterii Streptococcus glausescens oraz z grzybów Neurospora crassa i Agaricus bisporus, porostów rzędu Pertigerales oraz w poroście Dermatophytum minimatum.

Tyrozynaza wpływa również na powstawanie brązowego zabarwienia owoców i warzyw. Ma również znaczenie w przemyśle spożywczym. Stosuje się ją w celu zapobiegania brązowieniu owoców i warzyw.

Jaka jest rola tyrozynazy w organizmie? Jeśli chodzi o obecność i rolę tyrozynazy w organizmie człowieka, jest to aminokwas wchodzący w skład białek. Występuje także w stanie wolnym. Jest przekształcany w dwa hormony: tyroksynę i adrenalinę.

Najważniejszą funkcją tyrozynazy jest to, że bierze udział w procesie melanogenezy. To wieloetapowy proces utleniania i polimeryzacji, który prowadzi do powstawania w melanocytach barwników skóry, tak zwanych melanin.

Melaniny to barwniki azotowe nadające zabarwienie skórze, tęczówce oka i włosom. Wyróżnia się dwa rodzaje melanin. To:

• eumelanina – brązowoczarny barwnik odpowiedzialny za ochronę skóry przed szkodliwym wpływem promieniowania słonecznego. Istotą jego aktywności jest pochłanianie promieniowania UVA i UVB oraz neutralizowanie wolnych rodników,
• feomelanina – czerwonożółty pigment, która nie wykazuje właściwości ochronnych.

Jak i gdzie powstaje melanina?

Melaniny są syntetyzowane z udziałem tyrozynazy i magazynowane wewnątrz melanosomów znajdujących się w melanocycie. Proces ich wytwarzania odbywa się w komórkach melanocytów, znajdujących się w warstwie podstawnej naskórka. Substrat reakcji stanowi tyrozyna. Enzymami katalizującymi te przemiany są:

• tyrozynaza,
• izoforma I hydroksylazy tyrozynowej (tyrosine hydroxylase isoform I, THI),
• białko pokrewne tyrozynazie 1 (tyrosinase related protein 1, TRP1),
• białko pokrewne tyrozynazie 2 (tyrosinase related protein 2, TRP2) zwane też tautomerazą DOPAchromu (DOPAchrome tautomerase, DCT).

Melanogeneza jest wieloetapowym procesem rozpoczynającym się przekształceniem aminokwasu L-tyrozyny do DOPAchinonu. Ten wykazuje dużą reaktywność, może polimeryzować, tworząc melaninę, warunkującą zabarwienie skóry i włosów.

Tyrozynaza to kluczowy enzym procesu melanogenezy, odpowiedzialny za hydroksylację tyrozyny do lewoskrętnej formy aminokwasu dopaminy (L-DOPA) oraz oksydacyjne przekształcenie L-DOPA do dopachinonu. W procesie wytwarzania barwnika melaniny biorą udział trzy różne typy tyrozynazy:

• oksytyrozynaza,
• mettyrozynaza,
• deoksytyrozynaza.

Oksytyrozynaza i mettyrozynaza w swojej cząsteczce posiadają atomy miedzi Cu(II). Deoksytyrozynaza w centrum aktywnym ma dwa atomy miedzi Cu(I).

Zakłócenia procesu syntezy melaniny mogą skutkować zarówno hiperpigmentacją, jak i hipopigmentacją skóry. Jest to związane z:

• funkcjonowaniem melanocytów (nadreaktywność melanocytów, zwiększenie ich liczby),
• nadmiernym magazynowaniem (zmniejszenie rozkładu melaniny przez keratynocyty i makrofagi).

Najpopularniejsze przebarwienia barwnikowe to piegi, plamy soczewicowate i melazma. Ponieważ zmiany pigmentacyjne skóry są związane ze wzmożoną produkcja barwników z grupy melanin i podwyższoną aktywnością tyrozynazy, jego hamowanie jest elementem zarówno profilaktyki, jak i leczenia (niwelowania) przebarwień skórnych.

Tyrozynaza w kosmetologii

W profilaktyce przebarwień oraz ich rozjaśnianiu, najistotniejszym jest wstrzymanie (tak kompleksowe, jak lub miejscowe) aktywności tyrozynazy. Oznacza to, że najskuteczniejszym sposobem walki z przebarwieniami są zwykle inhibitory tyrozynazy, czyli składniki blokujące aktywację enzymu pobudzającego melanocyty do produkcji melaniny.

Do najpopularniejszych inhibitorów tyrozynazy zalicza się niacynamid, witaminę C, ekstrakt z lukrecji, resweratrol, arbutynę, kwas azelainowy i kwas kojowy.