酪氨酸酶抑制及激活作用动力学的分析教学讲义

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·118·2017年第13期文章编号：2095－6835（2017）13－0118－02酪氨酸酶结构功能分析及其抑制物的设计熊东彦，李志远，黄丹，慕昕，刘桢（东北农业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150030）摘要：黑色素生成与酪氨酸酶相关。

在保证健康的前提下，为了适当抑制黑色素生成，美白皮肤，我们使用生物信息学方法研究了酪氨酸酶的性质，并针对其性质设计了抑制分子。

利用遗传算法得到了不同物种的酪氨酸酶系统进化树，发现东非狒狒、猕猴等的酪氨酸酶与人类的具有较高的相似度。

在PDB数据库中预测到人类酪氨酸酶与巨大芽孢杆菌酪氨酸酶在空间结构上具有最大相似度。

N端与C端分别有1个β-折叠，N端与C端之间有多个α-螺旋。

由此发现，Zn2+和Cl-能够有效降低酪氨酸酶的活性。

黑色素合成受信号通路调控，JNK通路可以通过阻止cAMP应答元件结合蛋白来抑制酪氨酸酶的合成。

雌激素为黑色素合成的“第一信使”，其作用通过ER途径介导，由此寻找到抑制其活性的分子，比如埃克替尼、阿帕替尼。

关键词：酪氨酸酶；生物信息学；抑制分子；系统进化树中图分类号：S917.4文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.13.118黑色素是一种生物色素，能保护生物体免受紫外线伤害，过多的黑色素沉积易引发黑色素瘤。

黑色素合成受多个途径调控，其中，由酪氨酸酶参与的合成途径是黑色素合成的重要途径之一。

酪氨酸酶是一种氧化还原酶，广泛存在于各生物中，与生物体合成色素直接相关。

目前，酪氨酸酶在医疗美容方面的应用发展迅速。

随着生活水平的提高，人们对美的享受也越来越讲究，美白剂的开发随之成为化妆品行业关注的焦点之一。

目前，市场上的美白剂主要有熊果苷、曲酸等，文献表明这些物质均具有较好的美白功效，但这些物质具有一定的皮肤刺激性，或稳定性较差。

熟地黄提取液对酪氨酸酶的抑制作用研究一、仪器和药品：仪器：分光光度计、微量移液器（1ml）、电子天平、容量瓶（10ml、50ml、250ml）、回流装置一套、沸石、抽滤装置、旋转蒸发仪、水浴恒温箱、烧杯和量筒若干。

药品：熟地黄粉末（约50g）、体积分数50%的乙醇（200ml）、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、L-酪氨酸、酪氨酸酶、去离子水若干。

二、实验方案：A、熟地黄有效成分的提取：1、干燥熟地黄粉末10.0 g + 体积分数50%的乙醇100mL，室温浸泡24 h。

2、烧瓶+沸石+上述浸泡液，回流提取3 h，冷却后抽滤取滤液。

残渣再次加50%乙醇100mL 回流提取3 h，冷却抽滤取滤液，合并两次滤液。

（回流温度约80℃。

）3、将滤液置于旋转蒸发仪上60-65℃浓缩回收溶剂，得膏状提取物。

4、称取适量膏状提取物+去离子水配置成1 mg/mL 溶液备用。

B、磷酸缓冲溶液（PBS）的配制：1、称取磷酸氢二钠13.3984 g，加去离子水溶解，转移至250mL 容量瓶中定容得a液；另称取磷酸二氢钠6.9011 g，加去离子水溶解，转移至250mL容量瓶中定容得b液。

2、分别移取a、b两溶液各50mL至250mL容量瓶中，加去离子水定容，即得pH=6.8的磷酸缓冲溶液。

C、L-酪氨酸溶液和酪氨酸酶溶液的配制：1、称取L-酪氨酸25.6 g，用PBS缓冲液定容于50mL容量瓶中，即得L-酪氨酸溶液。

2、称取酪氨酸酶0.3502 g，用PBS缓冲液定容于10mL容量瓶中，即得酪氨酸酶溶液。

（冰水浴中操作、保存。

）D、酪氨酸酶活力的测定：（分光光度法测A475）用微量移液器分别按表一剂量准确移取a、b、c、d四组样液，置于37℃水浴中恒温10 min后，各加入0.40mL酪氨酸酶溶液，混匀，37℃温育反应10 min，迅速移入比色皿中，测得在475nm处的吸光度A a、A b、A c、A d ，然后按下面的公式计算熟地提取液对酪氨酸酶的抑制率：抑制率=[1-（A d-A c）/（A b-A a）]×100%其中：a：既无底物也无提取物的待测液；b：有底物但无提取物的待测液；c：无底物但有提取物的待测液；d：既有底物也有提取物的待测液。

探究影响酪氨酸酶活性的因素及其应用学校：辅仁高级中学指导教师：沈唯军一、教材分析自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关，教材在阐述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其本质的基础上，通过本课的探究性实验，来探索影响酶活性的条件，培养学生建立科学的思维方法和研究精神。

二、教学目标：1、知识目标：学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。

2、能力目标：学会用数学建模和准确的语言阐明实验探究的结果，概述温度和pH对酶活性的影响。

3、情感态度价值观：体验科学探究过程，领悟科学探究方法，体现团队合作精神。

三、教学重点和难点：教学重点1、学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。

2、学会用数学建模和准确的语言阐明实验探究的结果。

3、学会在实践中运用相关实验结论教学难点：确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。

四、学情分析:学生通过前期的酶学实验已经有了一定实验操作能力和控制变量的意识。

在此基础上指导学生完成实验的设计和实施是可行的。

因为H2O2受温度影响也会分解，而淀粉遇酸也会发生水解。

所以建议用α—淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，而用过氧化氢酶来探究pH对酶活性的影响。

原实验设计难度较大，且需要准备大量的实验试剂和材料，而本实验采用采用是常见且廉价的实验材料蘑菇（含有酪氨酸酶），并且它们在实验设定的温度和pH中都相对稳定，不需要进行替换。

3、人教版课本“酶所需的作用条件实验的设计”是定性的实验，本实验通过对黑化程度的量化，实现了更精确的定量实验方式。

学生可以运用数学知识进行建模，通过自身来探索酶活性伴随温度﹑pH的变化趋势。

做到既关注知识结论，更关注知识的发生和发展过程，突出学生学习的主体地位。

L—半胱氨酸对酪氨酸酶的抑制酪氨酸酶催化动力学作者：方庆秋来源：《科技资讯》2015年第18期摘要：L-半胱氨酸对酪氨酸酶活性有抑制作用，随着L-半胱氨酸浓度的增加而酶活不断受到抑制，并且延滞时间也相应延长。

相对稳态酶活力则随着L-半胱氨酸浓度的增大而下降。

同时，对酪氨酸酶催化反应的影响及作用动力学机理进行了研究，分析延滞时间产生的根本原因，提出了酪氨酸酶的单酚酶将醌转化为多巴黑色素的非酶反应偶联的反应机理，研究其对酪氨酸酶催化反应的影响及作用动力学机理，为酪氨酸酶抑制剂的设计提供分子模板。

关键词：酪氨酸酶 L-半胱氨酸单酚酶二酚酶抑制动力学中图分类号：Q356.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0116-02酪氨酸酶是合成黑色素的关键酶，是白癜风免疫的重要抗原。

最近发现的白癜风患者血清中的酪氨酸酶抗体和白癜风密切相关。

可以使皮肤颜色通过抑制酪氨酸酶的活性，以防止皮肤黑色素的形成，即皮肤脱色剂。

将某些酪氨酸酶抑制剂应用于美白化妆品。

因此，寻找有效的和人体有无不良反应的酪氨酸酶抑制剂已成为医药和化妆品行业的研究和发展趋势。

该文以L-半胱氨酸作为效应物，研究其对酪氨酸酶催化反应的影响及作用动力学机理，为酪氨酸酶抑制剂的分子设计的实际应用提供依据。

1 实验方法1.1 酪氨酸酶活力测定酪氨酸酶单酚酶活力测定：1.5mmol/LL-酪氨酸为底物，在pH 6.8的磷酸盐缓冲液中，30℃恒温10分钟，加入不同浓度的L-半胱氨酸溶液和酶溶液，在475nm波长下测定吸光度OD值。

酪氨酸酶二酚酶活力测定：1.0 mmol/LL-DOPA为底物，在pH 6.8的磷酸盐缓冲液中，30℃恒温10分钟，加入不同浓度的L-半胱氨酸溶液和酪氨酸酶溶液，在475nm波长下测定吸光度OD值。

2 结果与讨论2.1 L-半胱氨酸对酪氨酸酶单酚酶的影响图1可知，随着体系中L-半胱氨酸浓度的增加，抑制单酚酶酶活的能力不断增加。

激活剂及抑制剂对酶活性的影响酶是一种催化化学反应的生物催化剂。

它可以降低化学反应的活化能，因此可以加速化学反应。

酶在许多生化过程中起着至关重要的作用。

因此，了解酶催化反应的机制以及如何改变酶的活性是非常重要的。

在这篇文章中，我们将讨论激活剂和抑制剂如何影响酶的活性。

激活剂激活剂是一种可以提高酶活性的分子。

它可以通过与酶结合来改变酶的构象，并增强酶的活性。

激活剂通常与酶的活性部位结合，并通过改变酶的构象来影响酶的功能。

激活剂对酶的作用可以是可逆的或不可逆的。

一些激活剂可以增加酶催化反应的速率常数（kcat）。

这意味着，反应的速率可以增加，而反应所需的物质量可以减少。

激活剂可以作用于酶本身或作用于底物。

例如，ATP（三磷酸腺苷）就是一种常见的激活剂，它可以作用于许多酶，并提高它们的活性。

ATP可以通过与酶活性部位结合来影响酶的构象，从而增强酶的催化活性。

抑制剂抑制剂是一种可以减低酶活性的分子。

它可以通过与酶结合来阻碍酶的功能。

抑制剂通常与酶的活性部位结合，并通过改变酶的构象来影响酶的功能。

抑制剂对酶的作用可以是可逆的或不可逆的。

抑制剂可以分为两类：竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂。

竞争性抑制剂可以与底物竞争结合酶的活性部位，并阻止底物结合酶。

这可以减慢酶催化反应的速率。

例如，苯丙氨酸羧化酶具有两个基本底物，苯丙氨酸和乙酰辅酶A。

竞争性抑制剂可以与酶的活性部位结合，并阻止苯丙氨酸结合酶，从而减慢反应的速率。

另一方面，非竞争性抑制剂不结合酶的活性部位，而是结合在其他部位上。

这可能会影响酶的构象，从而降低酶的活性。

例如，草酸可以作为异柠檬酸脱氢酶的非竞争性抑制剂。

草酸的结构与该酶的辅酶结合部分相似，因此可以结合在辅酶-酶复合物上，从而降低酶的活性。

激活剂和抑制剂是可以影响酶活性的分子。

激活剂可以通过改变酶的构象来增强酶的催化活性，而抑制剂通过改变酶的构象来减慢酶的催化活性。

竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂是两种不同类型的抑制剂，它们对酶的构象影响是不同的。

平菇栽培及平菇中酪氨酸酶活力抑制的动力学研究陈骏颖冯学军罗子皓吴江维焦元红杨裕启（湖北理工学院化学与化工学院湖北·黄石435003）摘要本实验前期对平菇进行栽培，中期对平菇中酪氨酸酶提取和纯化，后期对得到的氨酸酶进行活性抑制的动力学研究。

用紫外分光光度计检测不同pH、温度、抑制剂下酶活力，实验结果表明：pH值为6.8，温度为30℃时，平菇中酪氨酸酶催化活力最大，其中0.3mmol/L的L-半胱氨酸对酪氨酸酶有较好的活力抑制作用，且L-半胱氨酸对酪氨酸酶的抑制类型为不可逆竞争性。

关键词平菇酪氨酸酶褐变催化活力抑制作用动力学中图分类号：Q939文献标识码：A平菇是一种可食用的植物门侧耳真菌。

平菇栽培有着可观的经济效益，但由于平菇组织细胞中含有大量水，平菇表面保水能力又较弱，室温下采摘后若不经过处理，平菇菇体1-2天便会大量失水，菌盖收缩，菌体发生明显褐变。

催化平菇发生褐变的酶是酪氨酸酶（PPO）。

本此实验选用平菇作为PPO 的来源，用邻苯二酚做底物来研究酪氨酸酶在不同pH值、温度时的表现出的催化活性情况，以及加入乙酸、柠檬酸、L-半胱氨酸、NaCl等不同的抑制剂的抑制效果，以及平菇中酪氨酸酶对L-半胱氨酸的抑制类型，从而为平菇后期的处理和保存提供理论指导，具有积极的实践指导价值。

1主要仪器与药品立式压力灭菌锅（LDZX-50KAS）；UV-1800紫外分光光度计（日本岛津有限公司）；BS224S电子天平；（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；UB-7酸度计（北京丹佛仪器有限公司）；DF-101B集热式恒温磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限公司）；QY-1000A移液器（北京青云卓立精密仪器有限公司）；氯化钠（AR.国药集团化学试剂有限公司）；L-半胱氨酸（AR.上海谷研生物科技有限公司）；邻苯二酚；磷酸氢二钠；磷酸二氢钠；冰乙酸（AR.天津市天力化学试剂有限公司）；柠檬酸（AR.北京康普汇科技有限公司）。

酪氨酸激酶家族的激活机制及调控因子分析酪氨酸激酶家族（Tyrosine kinase family）是一类广泛存在于多种生物体中的蛋白质激酶。

其特点是可以将ATP的γ-磷酸酯与酪氨酸残基的羟基形成磷酸酯键，从而引发复杂的信号转导反应。

激酶家族在细胞增殖、分化、运动、凋亡等过程中起着重要的作用，与多种疾病的发生发展密切相关。

因此，研究酪氨酸激酶家族的激活机制及调节因子，对深入了解细胞信号转导途径、发掘新型药物靶点有着重要意义。

一、激酶活性的调控机制酪氨酸激酶家族激酶活性受到多种因素的调控，主要包括底物结合、自磷酸化、异源性激酶调节、蛋白激酶磷酸化等。

1、底物结合底物结合是酪氨酸激酶家族结构上的独特性质，很多激酶需要底物的结合才能正常发挥其催化作用。

典型的例子是EGFR（表皮生长因子受体）。

EGFR的活性位点由底物C端肽段和激酶的N端肽段共同组成，当EGF与EGFR结合时，使得激酶N端肽段与底物C端肽段相互作用，从而激活EGFR的催化活性，引发下游多种信号转导反应。

2、自磷酸化自磷酸化是酪氨酸激酶家族另一个特殊的调控机制。

多说明氨酸激酶家族的自磷酸化是其激活的必要条件之一，也可以反映其催化活性的强度。

自磷酸化通常是异源性激酶介导的。

以Src激酶为例，当Src与一些具有招募活性的受体结合时，会激活另一种激酶Lyn，在激酶的自磷酸化位点上将Src磷酸化，从而引发Src的活化。

3、异源性激酶调节异源性激酶调节是酪氨酸激酶家族调节最为广泛的方式，目前已知的激酶调节因子大部分都属于其中。

异源性激酶包括蛋白酪氨酸激酶、丝裂原活化激酶等，它们与酪氨酸激酶家族的激酶结构相似、或与激酶发生交集，通过多种方式调控激酶的催化活性和下游信号传导。

比如，Lyn激酶可以磷酸化Bcr-Abl蛋白，降低其替代激酶抵抗Imatinib的能力，抑制淋巴瘤、慢性粒细胞白血病的发展。

4、蛋白激酶磷酸化蛋白激酶磷酸化是调控酪氨酸激酶家族的另一个重要机制。

酪氨酸酶高考知识点高考是每个学生进入大学的关键时刻，对于理科生而言，化学是其中一个必考科目。

在化学中，酪氨酸酶是高考中的一个重要知识点。

在本文中，我们将深入探讨酪氨酸酶的相关概念、作用和应用。

一、酪氨酸酶的概念和结构酪氨酸酶是一种氧化酶，它的作用是催化酚类化合物的氧化反应。

酪氨酸酶的结构主要由两个亚基组成：α亚基和β亚基。

其中，α亚基是酶的催化部位，而β亚基则负责酶的稳定性和催化效率。

二、酪氨酸酶的作用机制酪氨酸酶的催化作用主要通过四个步骤来完成。

首先，酪氨酸通过与酶的α亚基形成氢键作用，进而定位于酶的活性中心。

接下来，在酶的活性中心中，氧分子结合到酪氨酸的羟基上，形成酚的过渡态。

然后，酚的过渡态通过质子转移反应形成氧化酚。

最后，在酶的反应活性中心中，氧化酚与β亚基形成氢键作用，从而释放产物。

三、酪氨酸酶的应用酪氨酸酶在生物医学领域有着广泛的应用。

首先，酪氨酸酶可以用于检测乳制品中的酪氨酸含量。

通过测量酪氨酸酶催化反应的速率，可以推测出乳制品的质量和纯度。

其次，酪氨酸酶在生化研究中被广泛用于分析和测定蛋白质的含量。

通过测量蛋白质样品与酪氨酸酶的反应速率，可以获得蛋白质的相对含量。

此外，酪氨酸酶还可以用于生物防治和酶工程等领域。

四、酪氨酸酶与健康酪氨酸酶在人体中也起着重要的作用。

例如，酪氨酸酶可以催化酪氨酸的氧化反应，从而产生酚类物质。

这些酚类物质对人体具有抗菌、抗炎和抗氧化等多种保健作用。

此外，酪氨酸酶还参与体内代谢过程，维持身体健康平衡。

综上所述，酪氨酸酶是高考化学中的一个重要知识点。

通过了解酪氨酸酶的概念、结构、作用和应用，可以帮助学生更好地掌握相关知识，为高考化学科目的备考打下坚实的基础。

同时，了解酪氨酸酶在生物医学领域的应用和与健康的关系，也有助于学生对这一知识点的兴趣和理解。

因此，在复习化学知识的过程中，学生们应该重点关注酪氨酸酶这一重要的高考知识点。

酪氨酸酶的提取及其酶促反应动力学研究一、实验目的1.认识生物体中酶的存在和催化作用，了解生物体系中在酶促反应的特点，认识一些生物化学过程的特殊性。

2.掌握生物活性物质的提取和保存方法，了解研究催化反应特别是生物化学体系中催化过程的基本思想和方法。

二、实验原理酶（enzyme）是由生物细胞合成的、对特定底物（substrate）起高效催化作用的蛋白质，是生物催化剂。

生物体内所有的化学反应几乎都是在酶的催化作用下进行的。

只要有生命活动的地方就有酶的作用，生命不能离开酶的存在。

在酶的催化下，机体内物质的新陈代谢有条不紊地进行着；同时又在许多因素的影响下，酶对代谢发挥着巧妙的调节作用。

生物体的许多疾病与酶的异常密切相关；许多药物也可通过对酶的作用来达到治疗的目的。

随着酶学研究的深入，必将对人类社会产生深远影响和作出巨大贡献。

酶的化学本质是蛋白质。

结构上，同样具有一、二、三级结构，有些酶还具有四级结构。

分子的化学组成上，有单纯酶和结合酶之分。

单纯酶分子是仅由蛋白质构成的酶，不含其他物质，如脲酶、活化蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等等。

结合酶分子是由蛋白质分子和非蛋白质部分组成，前者称为酶蛋白（apoenzyme），后者称辅助因子（cofactor）。

辅助因子是金属离子或有机小分子。

酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称全酶（holoenzyme），酶蛋白和辅助因子各自独立存在时，均无催化活性，只有全酶才有催化活性。

在酶促反应中酶蛋白决定着反应的专一性和效率，而辅助因子则决定着反应的种类和性质。

辅助因子按其与酶蛋白结合的紧密程度和作用特点，一般分为辅酶（coenzyme）和辅基（prosthetic group）。

辅酶是指辅助因子与酶蛋白结合松弛，没有固定的组成比，往往可用透析或超滤法除去，在反应中作为底物接受质子或基团后离开酶蛋白，参加另一酶促反应并将所携带的质子或基团转移出去，或者相反。

而辅基是指与酶蛋白结合比较紧密，与酶蛋白有一定的组成比，不能通过透析或超滤法除去，在反应中辅基不能离开酶蛋白。

综合实验辅导教材酪氨酸酸酶的提取及催化活性的研究一、实验目的认识生物体中酶的存在和催化作用，了解从土豆中提取酶的方法和研究酶活性的一般方法，学会用现代分析手段研究催化反应，特别是生物化学体系中催化过程的基本思路和方法。

二、实验原理许多复杂的有机物合成与分解反应需要在高温、高强酸碱或减压等苛刻条件下才能进行，而在生物体内，即使在十分温和的条件下，如常温、常压和近中性溶液中，许多复杂的化学反应却能顺利进行，其根本原因就是由于生物酶的存在。

生物酶是一种生物催化剂，按照它的组成，可分为两类，一类是简单蛋白质，其活性取决于它的结构，如脲酶、淀粉酶等；第二类的结合蛋白质酶，它需要加入某些非蛋白质组分（称为辅助因子）后，才能表现出酶的活性。

酶蛋白质与辅助因子结合形成的复合物称为全酶。

例如酪氨酸酶是以铜离子为辅助因子的全酶。

通常反被酶作用的物质称为该酶的底物，一种酶催化特定的一个或一类底物的反应，具有很高的选择性和灵敏度，因而引起广大分析工作者的重视和兴趣。

酶已作为一种分析试剂得到应用。

特别是有生化、医学方面有很高的应用价值。

例如生命物质和流体中的特殊有机成分，用其他方法测定有困难，用酶法分析却有其独到之处。

本实验从土豆中提取酪氨酸酶，并测定其催化活性。

当土豆、苹果、香焦等的受损面接触空气后会产生深棕色的现象是人们都见过的，这是这类物质含有酪氨酸和酪氨酸酶，酶存在于物质内部，当暴露在空气中后，在氧气的参与下，会发生一系列反应。

以下是主要的反应过程。

由于多巴转变成多巴红的反应速率较快，再转到下一步产物速率则慢得多，故可选择多巴转变为多巴红的反应速率的测定来判断催化反应的活性。

因多巴红具有特殊的颜色，故可用分光光度法测定，在不同的时刻测定某特定波长下的吸光度，用吸光度对时间作图，从所得的直线斜率求酶的活性。

酶的活性计算方法：一般定义在优化的条件下（包括pH 值、离子强度、温度等），25℃时在1min 内转化1μmol 底物所需要催化剂的量为活性单位。