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）。