酪氨酸羟化酶作用原理

酪氨酸酶(EC 1.14.18.1,Tyrosinase)是一种含铜的金属酶,广泛分布于微生物、动植物及人体中[1]. 在植物中,酪氨酸酶一般称为多酚氧化酶;在昆虫中,则称为酚氧化酶;在微生物和人体中,才称为酪氨酸酶.酪氨酸酶主要参与两个反应过程:催化L-酪氨酸羟基化转变为L-多巴和氧化L-多巴形成多巴醌,多巴醌经一系列反应后,形成黑色素.酪氨酸酶在生物体中具有重要的生理功能.同时,它也与人体雀斑、褐斑等黑色素过度沉积等疾病的发生有关,并与昆虫的蜕皮和果蔬的褐化有很大关系[2].自从发现了人黑色素细胞可以以L-3,4-二羟基丙氨酸(L-多巴)为底物合成黑色素,这个反应成为酪氨酸酶活性和定位检测的基础.在之后的研究中,酪氨酸酶成为第一个用亲和色谱纯化的酶,酪氨酸酶也是最早发现能将酶分子内部氧原子参入到有机物中的酶;并为酶自杀性失活提供了早期实例.现今,人们已经从微生物、植物及多种动物中提取并纯化了酪氨酸酶.目前,对酪氨酸酶的研究主要集中在酶的分离纯化、催化机制、活性调控以及酪氨酸酶基因及其在生物体内的生理作用等方面,在结构方面,其三维结构仍未得到.鉴于此,对编码酪氨酸酶基因的结构、表达及其调控,酪氨酸酶的合成和运输的研究也在不断发展.酪氨酸酶的理化性质高等脊椎动物、低等脊椎动物和原核生物的酪氨酸酶的理化性质不同.由表1可以看到,从Strepto- myces antibioticus的272个氨基酸到Homo sapiens的529个氨基酸,不同生物中的酪氨酸酶氨基酸数目差异很大.虽然它们在生物体内具有相似的生理功能,但它们的理化性质却有不同程度的差异性.酪氨酸酶在同工酶的研究也占有非常重要的地位,是生物体内具有同工酶的一大类酶.据研究,哺乳动物、原核动物、真菌的酪氨酸酶一般为单聚体或二聚体;而昆虫、两栖类的酪氨酸酶一般为二聚体、四聚体或五聚体等多聚体.3 酪氨酸酶的活性中心结构酪氨酸酶的活性中心是由两个含铜离子位点构成.在催化过程中,双核铜离子位点以3种形态存在,分别是氧化态(Eoxy)、还原态(Emet)和脱氧态(Edeoxy). 研究表明与酪氨酸酶结合的双核铜离子活性中心与在血蓝蛋白中发现的活性中心非常相似[16,17].由X射线吸收光谱(XANES, X-Ray Absorption Near Edge Structure)分析,酪氨酸酶和血蓝蛋白含铜活性中心主要的构象变化基本相同,铜离子位点的几何构型是可变的.血蓝蛋白氧化态结晶学和延伸X射线吸收结构光谱(EXAFS, Edge X-ray Absorption Fine Struc-ture)的研究结果表明[18],Cu-Cu键长约为0.35 nm,每个二价铜离子构型为正四棱锥状,受到两个强的赤道面配位原子的调控和一个相对较弱的轴向NHis配基的调控,形成5个配位键(结构可见图1).其电子构象为3d9.即与蛋白上的组氨酸残基上的氮原子形成3个配位键,外源氧分子作为过氧化物与铜离子形成两个配位键占据了铜离子的两个赤道面位置,并可作为两个铜离子之间的桥联配体.所以Eoxy活性中心可以写成Cu(I) -O2-Cu(I),但通常更适合用过氧化态Cu(II) -O2-Cu(II)表示[16].过氧化物的电子结构对于Eoxy的生物功能很重要.由于受强的R*受体作用,过氧化物带有较少的负电荷,而P电子受体与过氧化物的R*轨道上的电子作用,大大的削弱了氧氧键,使图1 酪氨酸酶活性中心的双核铜中心结构Fig.1 The structure of the active center containing Cu of ty- rosinase之容易断裂.酪氨酸酶被认为是血蓝蛋白的祖先蛋白,因为酪氨酸酶在非常原始的生物体中也有发现.Eoxy的结构比血蓝蛋白的结构更紊乱,因此酪氨酸酶相对于血蓝蛋白存在更多构象不同的底物与其活性中心结合.还原态酪氨酸酶与氧-铜离子态的酶相似,都含有两个四角形的反磁铜离子,不同的是,桥联配体是氢氧化物而不是过氧化物.每个亚铜离子电子构象为3d10,分别与两个吲哚上的氮原子形成两个键长为0.19 nm的配位键,与第三个吲哚上的氮原子形成键长为0.27nm的配位键,环绕Cu-Cu轴形成近似C3V的对称结构.当加入过氧化物,酶从Emet变为Eoxy;当缺少过氧化物时,酶由Eoxy变为Emet.纯化后得到的酶是由\85%的Emet和[15%的Eoxy组成的混合物.半亚铜离子态酪氨酸酶含有一个2价铜离子和一个1价铜离子.2价铜离子含有未配对的电子,由电子顺磁共振分析,未配对的电子占据一个dx2 -y2轨道.根#732#厦门大学学报(自然科学版) 2006年据两个铜离子之间电子离域的电子顺磁共振和可见光谱特征,证明在两个铜离子之间同样有桥连配体的存在.通过对铜离子态血蓝蛋白的研究表明:Edeoxy的活性中心由两个一价铜离子组成.1938年Kubowitz证明了这种酶形态的存在.图2 酪氨酸酶催化生成黑色素过程Fig.2 The process of the melanin biosynthesis catalyzed by tyrosinase。

酪氨酸酶概念：酪氨酸酶(EC 1．14．18．1)是一种含铜的氧化还原酶，它与生物体合成色素直接相关．（长的黑有很大的一部分原因在自己）在人体中，它与色素障碍性疾病及恶性黑色素肿瘤的发生与治疗有关（酪氨酸酶的分布与动物的生理功能息息相关，不同动物的酪氨酸酶在体内分布的部位不同．多数昆虫在正常生理状态下，酪氨酸酶以酶原的形式存在，不同类型的酪氨酸酶存在于昆虫的特定部位，以完成特定的生理功能．美洲蜚蠊存在于血红细胞内，而麻蝇则仅存在于血浆中，并且在表皮中主要以活化形式的酪氨酸酶存在．昆虫酪氨酸酶除参与黑色素的形成外还是唯一参与角质硬化的酶．昆虫高度硬化的角质能阻断微生物和异物的入侵，并为柔软的元脊椎动物身体提供了保护．在节肢动物中，酪氨酸酶还参与其他两种重要的生理过程——防御反应和伤口愈合．哺乳动物酪氨酸酶催化产生的黑色素被分泌进入到表皮和毛发的角质细胞中，使体表着色，从而起保护皮肤和眼睛、抵御紫外线的辐射和防止内部组织过热等作用．哺乳动物酪氨酸酶常见于黑素细胞中，黑素细胞是存在于皮肤，发囊和眼睛中并产生色素的高度特异性的细胞[1“]．酪氨酸酶功能减退或缺失时，即会影响黑色素代谢，从而发生疾病如白癫疯和白化病．动物与人的常染色体隐性疾病也与酪氨酸酶的缺失或活性下降有关．）作用机制：酪氨酸酶主要参与两个反应过程：催化L．酪氨酸羟基化转变为L-多巴和氧化L-多巴形成多巴醌，多巴醌经一系列反应后，形成黑色素，与人体雀斑、褐斑等黑色素过度沉积等疾病的发生有关，并与昆虫的蜕皮（蝉蜕可以入药）和（苹果）果蔬的褐化有很大关系（黑色素生物合成过程可大体分为两个阶段，第一阶段是由酪氨酸酶催化酪氨酸被羟化反应形成L_3，4一二羟基丙氨酸(L_多巴)(单酚酶活性)，并进步将L_多巴氧化生成多巴醌(二酚酶活性)。

这两步反应都是由酪氨酸酶催化的，酪氨酸酶在这里显示了独特的双重催化功能．第二阶段从多巴醌(DOPAqui—non)为原料从两个不同途径分别生成真黑素和褪黑素的过程．真黑素生成，多巴醌经多聚化反应等一系列反应生成无色多巴色素，极不稳定的无色多巴色素被另一分子多巴醌氧化为多巴色素，多巴色素经异构、脱羧生成5，6一二羟基吲哚(DHI)，5，6一二羟基吲哚(DHI)由酪氨酸酶催化氧化为真黑色素的前体吲哚一5，6一醌(IndQu)；褪黑素生成，多巴醌(DOPAquinon)与半胱氨酸(Cys)反应生成产生5-Cys一多巴及5-Cys一多巴醌，然后成环、脱羧变成苯肼噻嗪的衍生物，最后形成褪黑素．在第二阶段，只有少数几步反应由酪氨酸酶、异构酶或金属离子催化，大部分反应都是自发的，因此酪氨酸酶是整个黑色素生成反应的限速酶，第一阶段的两步反应是限速步骤．）活性中心：酪氨酸酶的活性中心是由两个含铜离子位点构成．在催化过程中，双核铜离子位点以3种形态存在，分别是氧化态、还原态和脱氧态．研究表明与酪氨酸酶结合的双核铜离子活性中心与在血蓝蛋白中发现的活性中心非常相似、白化病概念：白化病是由黑色素合成相关基因突变导致黑色素沉着减少或缺失引起的一类遗传性疾病的总称。

酪氨酸酶的催化作用[原理]酪氨酸酶是一种以铜为辅基的结合蛋白酶，这种氧化酶可直接作用于底物多巴生成多巴醌，然后经过一系列的反应，最终生成黑色素。

在多巴转变为多巴醌的反应中，酪氨酸酶使多巴中的氢原子的两个电子传递给分子氧，使后者转变为氧离子，游离在溶液中的两个质子与氧离子化合生成水。

其催化的主要反应及电子传递过程如下：酪氨酸是甲状腺素、肾上腺素和黑色素的前体。

人类皮肤、毛发和眼睛虹膜的黑色素是酪氨酸在酪氨酸羟化酶催化作用下生成了3,4-二羟苯丙氨酸（简称多巴，DOPA ），后者在酪氨酸酶的作用下生成多巴醌，而后经过一系列中间反应，最后聚合成黑色素。

白化病（albunism ）是一种表现为皮肤、毛发和虹膜变白，因为缺乏酪氨酸酶而不能合成黑色素的先天性代谢缺陷性疾病。

酪氨酸酶也广泛分布于植物界，例如新鲜蘑菇、马铃薯（外层含量尤多）和谷物等。

[试剂]1．酪氨酸溶液 0.1g 酪氨酸溶于100ml 0.1%碳酸钠溶液中。

2．马铃薯抽提液 切碎马铃薯约6g 置于研钵中，加少量净砂，研成匀浆，再加蒸馏水l0ml 充分研磨；最后通过棉花过滤，即可获得含有酪氨酸酶的马铃薯抽提液。

3．煮沸过的马铃薯滤液 取2ml 试剂2于试管内，在酒精灯上加热至沸以破坏酶的活性。

4．液体石蜡[主要器材]研钵、恒温水浴箱CHCOOH NH 2 酪氨酸 2[操作步骤]取试管3支按表10进行操作表10试剂（滴） 1 2 3煮沸过的马铃薯液20 ——马铃薯抽提液—20 20酪氨酸液20 20 20充分混匀各管液体石蜡—— 5置35℃~40℃水浴约30分钟，观察并记录各管颜色，试解释所得的结果。

[注意事项]1．煮沸马铃薯液时，小心勿使液体溅出。

2．加液体石蜡时宜斜执试管，沿管壁缓缓加入，不要产生气泡；加入的液体石蜡必需完全覆盖液面，以隔绝空气。

一、NAD (辅酶I)是尼克酰胺(脱氢酶)的辅酶，参与TAC的第一个辅酶1、结构：其化学本质是尼克酰胺腺嘌吟二核苷酸，其前体是维生素尼克酰胺，过去称为“维生素PP”，现有人称为维生素B3。

(1)NAD参与糖、脂肪、蛋白质、核酸和能量代谢中的大量氧化还原反应，达数百种，是最普遍的氧化还原酶的辅酶(2)所有细胞都需要NAD、NADP2、NAD的功能：NAD+/NADH存在于一切细胞中，是最普遍的氧化还原酶的辅酶。

参于糖、脂肪、蛋白质和能量形成的代谢。

NAD+/NADH参与分解代谢NADP+/NADPH参于合成代谢。

从能量代谢看，NAD+/NADH能迅速促进能量形成代谢，细胞内NADH增加，能量即刻增加；有氧条件能促进有氧化代谢，无氧条件下，促进酵解产生大量能量；一种强的抗氧化剂，可清除自由基，而自由基是导致细胞膜损伤和细胞功能障碍的重要因素。

促进肾上腺素Dopamine和神经递质的合成。

促进细胞的调控和DNA修复，修复遗传损伤NDP-d NDP反应一定需NADP+/NADP和谷胱苷肽参与。

增强白细胞的功能，增强免疫反应免疫缺损，自身免疫病和类风湿关节炎等的疾病的效果。

从能量角度，NAD+/NADH有提高人体功能，体力劳动学习的效率，促进大脑清醒和注意力集中。

3、NAD的药理作用(1)最有效的能量形成促进剂(促进有氧代谢和无氧代谢)(2)提高体力、体育运动成绩和学习效率(3)促进大脑清醒(alertness)和集中注意力(4)促进细胞DNA修复和遗传损伤修复(5)一种强的抗氧化剂，清除自由基，自由基破坏，细胞的完整性，与肝病、心肌损伤、Alzheimer病、Parkinson氏病和自身免疫病相关联(6)NADH促进肾上腺素、Dopamine等神经递质的合成，激活酪氨酸羟化酶，促进Dopamine 合成。

FDA证明它能够治疗慢性疲劳综合症和免疫功能失调综合症，调节和增强白细胞功能、增强免疫作用4、1998年，美国FDA报告NADH作为一种营养补充剂，却有辅助治疗慢性疲劳综合症CFS Chronic fatigue syndrom)和免疫失调综合症(Immne disfunction syndrom)这是 FDA 支持的一个营养剂治疗作用的研究。

⽣化简答题（附答案）1.简述脂类的消化与吸收。

2.何谓酮体？酮体是如何⽣成及氧化利⽤的？3.为什么吃糖多了⼈体会发胖（写出主要反应过程）？脂肪能转变成葡萄糖吗？为什么？4.简述脂肪肝的成因。

5.写出胆固醇合成的基本原料及关键酶？胆固醇在体内可的转变成哪些物质？6.脂蛋⽩分为⼏类？各种脂蛋⽩的主要功⽤？7.写出⽢油的代谢途径？8.简述饥饿或糖尿病患者，出现酮症的原因？9．试⽐较⽣物氧化与体外物质氧化的异同。

10．试述影响氧化磷酸化的诸因素及其作⽤机制。

11．试述体内的能量⽣成、贮存和利⽤12．试从蛋⽩质营养价值⾓度分析⼩⼉偏⾷的害处。

13．参与蛋⽩质消化的酶有哪些？各⾃作⽤？14．从蛋⽩质、氨基酸代谢⾓度分析严重肝功能障碍时肝昏迷的成因。

15．⾷物蛋⽩质消化产物是如何吸收的？16．简述体内氨基酸代谢状况。

17．1分⼦天冬氨酸在肝脏彻底氧化分解⽣成⽔、⼆氧化碳和尿素可净⽣成多少分⼦ATP？简述代谢过程。

18．简述苯丙氨酸和酪氨酸在体内的分解代谢过程及常见的代谢疾病。

19．简述甲硫氨酸的主要代谢过程及意义。

20．简述⾕胱⽢肽在体内的⽣理功⽤。

21．简述维⽣素B6在氨基酸代谢中的作⽤。

22．讨论核苷酸在体内的主要⽣理功能23.简述物质代谢的特点？24.试述丙氨酸转变为脂肪的主要途径？25．核苷、核苷酸、核酸三者在分⼦结构上的关系是怎样的？26．参与DNA复制的酶在原核⽣物和真核⽣物有何异同？27．复制的起始过程如何解链？引发体是怎样⽣成的？28．解释遗传相对保守性及其变异性的⽣物学意义和分⼦基础。

29．什么是点突变、框移突变，其后果如何？30.简述遗传密码的基本特点。

31.蛋⽩质⽣物合成体系包括哪些物质，各起什么作⽤。

32．简述原核⽣物基因转录调节的特点。

阻遏蛋⽩与阻遏机制的普遍性。

33．简述真核⽣物基因组结构特点。

34．同⼀⽣物体不同的组织细胞的基因组成和表达是否相同？为什么？35．简述重组DNA技术中⽬的基因的获取来源和途径。

酪氨酸羟化酶是催化儿茶酚胺神经递质合成的限速酶，在交感神经节和交感神经的去甲肾上腺素能神经元中大量表达酪氨酸羟化酶是催化儿茶酚胺神经递质合成的限速酶，在交感神经节和交感神经的去甲肾上腺素能神经元中大量表达。

学术术语来源---神经干细胞移植治疗帕金森病的有效性与安全性文章亮点：1 实验成功地从人胎脑中分离和培养了神经干细胞，其表达神经前体细胞标志物Nestin，免疫荧光检测可见酪氨酸羟化酶阳性细胞。

2 随访发现神经干细胞移植能有效控制帕金森病病理进程、改善患者的神经功能，无明显并发症。

关键词：干细胞；干细胞移植；神经干细胞；帕金森病；神经系统疾病；细胞移植；酪氨酸羟化酶；巢蛋白；日常生活活动能力；扩增；有效性；安全性；干细胞图片文章摘要背景：目前临床应用扩增的神经干细胞治疗神经系统疾病仍在探索阶段。

目的：探讨神经干细胞移植治疗帕金森病的有效性以及安全性。

方法：取12周人胚胎脑组织体外培养扩增，计数5×106-2×107制作成混悬液4-6 mL，通过腰穿、颈动脉注射途径植入30例帕金森病患者体内，1次/周，共3次。

移植前后进行统一帕金森病评定量表(UPDRS)、修正Hoehn-Yahr分级量表、帕金森病Schwab & England日常活动分级量表评分。

移植前后检测和评估血尿常规、肝功、肾功、不良反应。

结果与结论：12周龄胚胎培养的神经干细胞可在体外稳定扩增，并且具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。

通过随访发现神经干细胞移植能有效控制帕金森病病理进程、恢复受损脑功能，改善患者的神经功能，无明显并发症。

可见应用体外长期扩增的人类神经干细胞移植治疗帕金森病是可行和有效的。

苯丙氨酸pal路径
苯丙氨酸（Phenylalanine）是一种氨基酸，它是蛋白质合成的重要组成部分之一。

苯丙氨酸的代谢途径可以分为两种，即正常代谢途径和异常代谢途径。

正常代谢途径：
苯丙氨酸通过酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase）催化作用下，转变为酪氨酸（Tyrosine）。

随后，酪氨酸进一步转化为多巴胺（Dopamine）、去甲肾上腺素（Norepinephrine）和肾上腺素（Epinephrine），这些是重要的神经递质和激素。

异常代谢途径：
苯丙氨酸代谢异常会导致苯丙酮尿症（Phenylketonuria，PKU），这是一种遗传性疾病。

患者体内缺乏苯丙氨酸氢化酶（phenylalanine hydroxylase）酶活性，导致苯丙氨酸不能正常代谢。

未经处理的PKU患者血液中苯丙氨酸水平过高，会对中枢神经系统产生严重毒性影响。

治疗方法：
PKU的治疗方法是限制患者的苯丙氨酸摄入量，通常需要进行低苯丙氨酸饮食，并补充其他必要的氨基酸和营养素。

此外，新生儿PKU筛查是很重要的，早期发现并进行治疗可以预防智力发育的损害。

医生和营养师会根据患者的具体情况进行个体化的治疗方案。

1.简述脂类的消化与吸收。

2.何谓酮体酮体是如何生成及氧化利用的3.为什么吃糖多了人体会发胖（写出主要反应过程）脂肪能转变成葡萄糖吗为什么4.简述脂肪肝的成因。

5.写出胆固醇合成的基本原料及关键酶胆固醇在体内可的转变成哪些物质6.脂蛋白分为几类各种脂蛋白的主要功用7.写出甘油的代谢途径8.简述饥饿或糖尿病患者，出现酮症的原因9．试比较生物氧化与体外物质氧化的异同。

10．试述影响氧化磷酸化的诸因素及其作用机制。

11．试述体内的能量生成、贮存和利用12．试从蛋白质营养价值角度分析小儿偏食的害处。

13．参与蛋白质消化的酶有哪些各自作用14．从蛋白质、氨基酸代谢角度分析严重肝功能障碍时肝昏迷的成因。

15．食物蛋白质消化产物是如何吸收的16．简述体内氨基酸代谢状况。

17．1分子天冬氨酸在肝脏彻底氧化分解生成水、二氧化碳和尿素可净生成多少分子ATP简述代谢过程。

18．简述苯丙氨酸和酪氨酸在体内的分解代谢过程及常见的代谢疾病。

19．简述甲硫氨酸的主要代谢过程及意义。

20．简述谷胱甘肽在体内的生理功用。

21．简述维生素B6在氨基酸代谢中的作用。

22．讨论核苷酸在体内的主要生理功能23.简述物质代谢的特点24.试述丙氨酸转变为脂肪的主要途径25．核苷、核苷酸、核酸三者在分子结构上的关系是怎样的26．参与DNA复制的酶在原核生物和真核生物有何异同27．复制的起始过程如何解链引发体是怎样生成的28．解释遗传相对保守性及其变异性的生物学意义和分子基础。

29．什么是点突变、框移突变，其后果如何30.简述遗传密码的基本特点。

31.蛋白质生物合成体系包括哪些物质，各起什么作用。

32．简述原核生物基因转录调节的特点。

阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。

33．简述真核生物基因组结构特点。

34．同一生物体不同的组织细胞的基因组成和表达是否相同为什么35．简述重组DNA技术中目的基因的获取来源和途径。

36．作为基因工程的载体必须具备哪些条件37．什么叫基因重组简述沙门氏菌是怎样逃避宿主免疫监视的38．简述类固醇激素的信息传递过程。

tph2序列-回复“TPH2序列”是指编码酪氨酸羟化酶2（tryptophan hydroxylase 2）的基因序列。

酪氨酸羟化酶2是一种重要的酶，在生物体内参与了5-羟色胺（serotonin）的合成。

5-羟色胺是一种神经递质，对调节情绪、睡眠、食欲等方面起到重要作用。

在本文中，我将详细介绍TPH2序列的结构、功能以及与心理健康之间的关系。

TPH2基因位于人类染色体12q21.1位置，其基因序列包含多个外显子（exon）和内含子（intron）。

该基因编码的酶负责将酪氨酸转化为5-羟色胺的前体物——5-羟色酸（5-hydroxytryptophan）。

TPH2序列中有一些单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP），这些变异可能会影响基因的表达水平以及酶的功能。

研究表明，TPH2序列的变异与心理健康之间存在一定的关联。

例如，一项针对欧洲人群的基因关联研究发现，TPH2基因的一个常见突变（rs4570625）与患抑郁症的风险增加有关。

具体来说，携带这种突变的个体在面临负性环境刺激时更容易出现心理健康问题。

此外，研究人员还发现酪氨酸羟化酶2在前额叶皮质和杏仁核等与情绪调节相关的脑区域表达较高，这进一步证明了TPH2序列与心理健康之间的关联。

除了影响心理健康外，TPH2序列的变异还与一些其他疾病的发生有关。

例如，一项研究发现，TPH2基因特定变异与自闭症谱系相关障碍有关。

研究人员还发现一些TPH2基因突变的个体在注意力缺陷/多动障碍（ADHD）的发病风险方面存在显著差异。

虽然TPH2序列与心理健康之间存在一定的关联，但是需要注意的是，基因仅仅是影响心理健康的一个因素，心理健康是一个多因素的综合结果，还与环境、社会、心理因素等密切相关。

因此，不能将TPH2序列作为单一的心理健康评估依据。

此外，尽管TPH2序列的研究成果对心理健康领域的进展具有重要意义，但目前仍然存在许多未知的问题。