Tirozinaza - Patologia si Structura

Tirozinaza

Introducere

Enzimele sunt utilizate in practica de mii de ani,inainte ca natura si rolul lor in reactii sa fie intelese.Un exemplu in acest sens este obtinerea branzeturilor cu ajutorul stomacului de vitel.Utilizarea acestui procedeu este atat de vechi incat data descoperirii lui a fost uitata.In orient preparatele enzimatice brute,obtinute din fungi ce se formau pe suprafata orezului alimentar,erau folosite de multe sute de ani in conservarea,condimentarea si modificarea de consistenta a diferitelor produse alimentare.

Enzimele au fost denumite prima data cu termenul de "fermenti",in 1897,cand Buchner,prin distrugerea peretilor celulelor de drojdie obtine un mojarat care catalizeaza fermentatia alcoolica si a demonstrat pentru prima oara ca enzimele pot functiona independent de celule.In prezent se cunosc aproximativ 3200 de enzime diferite care s-au obtinut in stare pura,sau sub forma de preparate cu diferite grade de puritate aproximativ 1000-1500.

Enzimele sunt prezente in toate organismele vii si se gasesc in toate tipurile de celule animale,in fluidele corporale(sange,limfa,lichid cefalorahidian,lichid intestinal),in unele secretii specifice pentru diferite organe(stomac,pancreas,rinichi),la plante si in toate virusurile si microorganismele care populeaza diferite zone ale Pamantului.La plantele si la animalele superioare,enzimele se gasesc in toate celulele vii ale acestora,insa distributia lor variaza dupa natura tesutului din care fac parte celulele.

Exista mai multe tipuri de enzim cum ar fi:enzime de fermentatie,enzime amilolitice,enzime celulozolitice,enzime proteolitice,enzime pectinolitice si enzime lipolitice.

Tirozinaza

Tirozinaza sau polifenol oxidaza,cu simbol:TYR,este o enzima care catalizeaza oxidarea fenolilor,cum ar fi tirozina si este raspandita in plante si animale.

Tirozinaza,cu codul 1.14.18.1,este o enzima care contine cupru prezent in tesutul plantelor si al animalelor si care catalizeaza productia de melanina si alti pigmenti de la tirozina prin oxidare,cum ar fi inegrirea unui cartof taiat sau curatat,expus la aer.

Gena tirozinazei se gaseste pe cromozomul 11q14-21.Aminoacidul cheie este tirozina sau hidroxifenilalanina,care e convertita la nivelul melanosomilor in DOPA(dihidroxifenilalanina)si apoi oxidata la DOPA-quinona.

Tirozinaza sau polifenol oxidaza:

OH

Patologia Tirozinazei:

Cand o persoana are o gena mutanta de tirozinaza,aceea pesoana sufera de albinism. albinismul este o boala ereditara,pe care o persoana la 17.000, din Statele Unite o are.

Albinismul se intalneste si la oameni dar si la animale,in special la vite.Efectele acestei boli sunt acelea ca pigmentatia din par,piele se pierde,iar ochii animalelor devin roz,deranjandu-i,astfel ajung sa nu se mai foloseasca de ei.

Structura Tirozinazei:

Tirozinaza a fost izolata si studiata dintr-o varietate larga de plante,animale si specii de fungi.S-a sugerat ca nu exista o structura asemanatoare a tirozinazei la toate speciile.

Enzimele gasite in tesuturile plantelor,animalelor si fungilor,difera frecvent de structura primara,ca marime,tiparul de glicozidaze si caracteristicile de activare.Toate tirozinazele au in comun un centru de Cu binuclear,intre pozitia activa.2 atomi de cupru sunt coordinati cu 3 reziduri de histidina.

Tirozinaza e o enzima "cheie" in sinteza melaninei in celulele pigmentate ale vertebratelor.Reglarea,reglementarea acesteia in produsele agricole si in cele cosmetice este foarte importanta.

Asadar,inhibarea reactiei enzimatice va fi un proces valoros de investigat.

Reactii chimice ale tirozinazei:

Tirozinaza duce la bun sfarsit oxidarea fenolilor um ar fi tirozina,utilizand O2.

In prezenta catechinei sau pirocatechinei,se formeaza:

Tirozina ca model al rolului calreticulinei:

Dupa tratamentul celulelor de melanom,desi corect transportata in melanosom tirozinaza este inactiva.

Tirozinaza nu se pliaza gresit in prezenta N-glicanilor gluconati,atat cat sa fie retinuta in reticulul endoplasmatic sidegradata.Mai mult,ea e corect transportata in melanosomi.In ciuda localizarii corecte ea nu are activitate catalitica in celulele tractate si celulele nu realizeaza melanogeneza,fiind deficitare in pigment.

S-a demonstrat ca tirozinaza este corect incorporata in melanosom in maniera omoloaga cu tirozina netratata.

S-a dovedit ca absenta N-glicanilor de tip complex,nu este responsabila pentru mentinerea tirozinazei in forma activa.In absenta inhibarii procesarii N-glicanilor,tirozinaza are nevoie de aproximativ trei ore pentru a se plia corect.

Concluzii:

Obtinerea de linii stabile care exprima tirozinaza prezinta numeroase avantaje.In primul rand "TYR"este folosita ca model in diferite studii legate de plierea proteinelor,de glicozilare si procesarea glicanilor in studiul melanoamelor.

Se pot obtine linii celulare care exprima tirozinaza cu diferite mutatii si in acest mod se poate studi felul in care mutatiile afecteaza functiile enzimei.

Bibliografie:

1.Mayer,AM(2006)-Polyphenol oxidases in plants and fungi

2.Jaenicke,E and Decker,H(2003)-Tyrosinases from  crustaceans form hexamers

3.Matoba Y,Kumagi,T(2006)-Crystallographic evidence that the dinuclear copper center of tyrosinases is flexible during catalysis