เชิงนามธรรม

การสร้างเมลาโนเจเนซิสเป็นกระบวนการสังเคราะห์เมลานิน ซึ่งมีหน้าที่หลักในการสร้างเม็ดสีของผิวหนัง ดวงตา และเส้นผมของมนุษย์ แม้ว่าปฏิกิริยาเคมีและตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์จำนวนมากจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างเมลาโนเจเนซิส แต่เอนไซม์ เช่น ไทโรซิเนสและโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไทโรซิเนส-1 (TRP-1) และ TRP-2 มีบทบาทสำคัญในเมลานิน สังเคราะห์. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไทโรซิเนสเป็นเอนไซม์สำคัญ ซึ่งกระตุ้นขั้นตอนการสังเคราะห์เมลานินในอัตราที่จำกัด และการลดการควบคุมของไทโรซิเนสเป็นวิธีการที่โดดเด่นที่สุดสำหรับการพัฒนาสารยับยั้งการสร้างเมลาโนเจเนซิส ดังนั้นจึงมีการพัฒนาสารยับยั้งจำนวนมากที่กำหนดเป้าหมายไทโรซิเนสในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การทบทวนมุ่งเน้นไปที่การค้นพบล่าสุดของสารยับยั้งไทโรซิเนสที่เกี่ยวข้องโดยตรงในการยับยั้งกิจกรรมและการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาไทโรซิเนสจากทุกแหล่ง รวมถึงวิธีการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ การตรวจคัดกรองเสมือนจริง และการศึกษาการเทียบท่าระดับโมเลกุลตามโครงสร้าง

จากการศึกษาที่เกี่ยวข้องพบว่า cistanche เป็นสมุนไพรทั่วไปที่รู้จักกันในชื่อ "สมุนไพรมหัศจรรย์ที่ช่วยยืดอายุ" ส่วนประกอบหลักของมันคือ cistanoside ซึ่งมีฤทธิ์ต่างๆ เช่น ต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ และส่งเสริมการทำงานของภูมิคุ้มกัน กลไกระหว่าง cistanche กับการทำให้ผิวขาวขึ้นนั้นอยู่ที่ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของ cistanche glycosides เมลานินในผิวหนังของมนุษย์ผลิตโดยปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของไทโรซีนที่เร่งปฏิกิริยาโดยไทโรซิเนส และปฏิกิริยาออกซิเดชั่นต้องอาศัยออกซิเจน ดังนั้นอนุมูลอิสระในร่างกายจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการผลิตเมลานิน Cistanche ประกอบด้วย cistanoside ซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระและสามารถลดการสร้างอนุมูลอิสระในร่างกายได้ จึงไปยับยั้งการสร้างเมลานิน

คลิกที่วิธีใช้ Cistanche

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:

david.deng@wecistanche.com วอทแอพ:86 13632399501

คำสำคัญ

ไทโรซิเนสของมนุษย์ สารยับยั้ง; โรคพาร์กินสัน; ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างกับกิจกรรม สารทำให้ผิวขาว

การแนะนำ

ประมาณว่าประมาณร้อยละ 15 ของประชากรโลกลงทุนในสารปรับผิวขาวโดยที่เอเชียครองตลาด1 นักวิเคราะห์อุตสาหกรรมระดับโลก (GIA) คาดการณ์ว่าตลาดสากลสำหรับผลิตภัณฑ์ปรับผิวขาวจะมีมูลค่าถึง 2.3 หมื่นล้านดอลลาร์ภายในปี 2563 โดยได้แรงหนุนจากตลาดใหม่ในเอเชีย โดยเฉพาะอินเดีย ญี่ปุ่น และจีน2 ตามรายงานของ SIRONA biochem1 มีการใช้เงินประมาณ 1.3 หมื่นล้านดอลลาร์ไปกับผลิตภัณฑ์ดูแลผิวและเครื่องสำอางในเอเชียแปซิฟิก ในอินเดียเพียงแห่งเดียว มีการประมาณว่าในปี 2553 มีการใช้จ่ายถึง 432 ล้านดอลลาร์ไปกับครีมปรับสีผิวและสารบำรุงผิว การสำรวจเมื่อเร็วๆ นี้พบว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของผู้ชายอินเดียใช้ครีมเพื่อความเป็นธรรม และจำนวนผู้บริโภคเพิ่มขึ้น 18 เปอร์เซ็นต์ต่อปี1 กลไกระดับโมเลกุลของสารปรับสีผิวเหล่านี้คือการลดเมลานินซึ่งเป็นแหล่งที่มาหลักของสีผิว

เมลานินมีหน้าที่หลักในการสร้างเม็ดสีของผิวหนัง ดวงตา และผิวหนังของมนุษย์ ซึ่งผลิตจากเมลาโนไซต์ผิวหนังชั้นนอกในอัตราส่วนประมาณ 1:36 กับเคอราติโนไซต์พื้นฐาน3 ในการตอบสนองต่อรังสีอัลตราไวโอเลตบี (UVB) เมลาโนไซต์จะสังเคราะห์เมลานินผ่านกระบวนการที่เรียกว่าเมลาโนเจเนซิส เมลานินที่สังเคราะห์ขึ้นในเมลาโนโซมจะถูกส่งไปยังเคราติโนไซต์ที่อยู่ใกล้เคียงในผิวหนังชั้นนอก4 ภายใต้สภาวะปกติทางสรีรวิทยา การสร้างเม็ดสีมีผลดีต่อการปกป้องภาพถ่ายของผิวหนังมนุษย์จากการบาดเจ็บจากรังสียูวีที่เป็นอันตราย และมีบทบาทวิวัฒนาการที่สำคัญในการพรางตัวและการเลียนแบบสัตว์5 อย่างไรก็ตาม การผลิตเมลานินที่มากเกินไปทำให้เกิดปัญหาทางผิวหนัง เช่น กระ, ฝ้าแดด (จุดแห่งวัย) และฝ้า6–9 รวมถึงมะเร็ง10 และเมลาโนเดอร์มาหลังการอักเสบ11 นอกจากนี้ การฉายรังสี UV อย่างต่อเนื่องอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายของ DNA การกลายพันธุ์ของยีน การพัฒนาของมะเร็ง และความบกพร่องของระบบภูมิคุ้มกันหรือการเสื่อมสภาพของแสง12

ระเบียบของเมลาโนเจเนซิส

Melanogenesis เป็นเส้นทางที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของเอนไซม์และปฏิกิริยาเคมีที่เร่งปฏิกิริยา เซลล์เมลาโนไซต์ผลิตเมลานิน 2 ชนิด ได้แก่ ยูเมลานิน (สีน้ำตาล-ดำ) และฟีโอเมลานิน (สีแดง-เหลือง) ที่เกิดจากการรวมตัวของซีสเตอีนหรือกลูตาไธโอน (รูปที่ 1) 13–15

กระบวนการสร้างเมลาโนเจเนซิสเริ่มต้นขึ้นด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันของ L-tyrosine ไปเป็น dopaquinone (DQ) โดยเอนไซม์หลัก tyrosinase (TYR) ควิโนนที่ได้จะทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์ยูเมลานินและฟีโอเมลานิน16,17 การก่อตัวของ DQ เป็นขั้นตอนที่จำกัดอัตราในการสังเคราะห์เมลานิน เนื่องจากส่วนที่เหลือของลำดับปฏิกิริยาสามารถดำเนินต่อไปได้เองตามธรรมชาติที่ค่า pH ทางสรีรวิทยาที่ 17 หลังจากการก่อตัวของ DQ กระบวนการนี้จะผ่านวัฏจักรภายในโมเลกุลเพื่อผลิตอินโดลีนและลิวโคโดปาโครม (ไซโคลโดปา) . การแลกเปลี่ยนรีดอกซ์ระหว่างลิวโคโดปาโครมและ DQ ก่อให้เกิดโดปาโครมและ L-3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลอะลานีน (L-DOPA) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำหรับ TYR และถูกออกซิไดซ์เป็น DQ อีกครั้งโดยเอนไซม์ โดพาโครมจะค่อยๆ สลายตัวเพื่อให้ไดไฮดรอกซีอินโดล (DHI) และไดไฮดรอกซีอินโดล-2-คาร์บอกซิลิกแอซิด (DHICA) กระบวนการหลังถูกเร่งปฏิกิริยาโดย TRP-2 ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ dopachrome tautomerase (DCT) ในที่สุดไดไฮดรอกซีอินโดล (DHI และ DHICA) เหล่านี้จะถูกออกซิไดซ์เป็นยูเมลานิน เชื่อว่า TRP-1 กระตุ้นปฏิกิริยาออกซิเดชันของ DHICA ไปเป็นยูเมลานิน ควบคู่ไปกับ DQ จะถูกแปลงเป็น 5-S-cysteinyldopa หรือ glutothionyldopa เมื่อมีซิสเทอีนหรือกลูตาไธโอน ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่ตามมาทำให้เกิดสารตัวกลางเบนโซไทอาซีนและในที่สุดก็ผลิตฟีโอเมลานิน แม้ว่าเอนไซม์ 3 ​​ชนิด ได้แก่ TYR, TRP-1 และ TRP-2 จะเกี่ยวข้องกับวิถีการสร้างเมลาโนเจเนซิส แต่ไทโรไซเนสก็มีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับเมลาโนเจเนซิส

ไทโรซิเนสและบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์เมลานิน

ไทโรซิเนส (โมโนฟีนอลหรือโอไดฟีนอล, ออกซิเจนออกซิโดรีดักเตส, EC 1.14.18.1, syn. โพลีฟีนอลออกซิเดส) ไกลโคโปรตีนที่มีทองแดงเป็นส่วนประกอบของเมมเบรนชนิดมัลติฟังก์ชั่น-3 อยู่ในเยื่อหุ้มของเมลาโนโซม18 ไทโรซิเนสผลิตโดยเซลล์เมลาโนไซต์เท่านั้น หลังจากการผลิตและการประมวลผลที่ตามมาใน endoplasmic reticulum และ Golgi จะถูกส่งต่อไปยังเมลาโนโซม ซึ่งเม็ดสีเมลานินจะถูกสังเคราะห์ จากมุมมองของโครงสร้าง ไอออนทองแดงสองตัวถูกล้อมรอบด้วยสารตกค้างฮิสทิดีนสามตัวที่มีหน้าที่ในการเร่งปฏิกิริยาของไทโรซิเนส (รูปที่ 2) 19. ไซต์ที่ใช้งานมีสามสถานะ; oxy, met และ deoxy ก่อตัวขึ้นในการก่อตัวของเม็ดสี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ที่ไซต์ที่ใช้งานอยู่ ไอออนทองแดงสองตัวทำปฏิกิริยากับไดอ็อกซิเจนเพื่อสร้างสารเคมีตัวกลางที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งมีส่วนร่วมโดยตรงในการไฮดรอกซิเลชันของโมโนฟีนอลไปเป็นไดฟีนอล (กิจกรรมของไมโคฟีโนเลต) และในการออกซิเดชันของโอไดฟีนอลไปเป็นโอควิโนน (กิจกรรมของไดฟีนอล )20,21. ไทโรซิเนสยังกระตุ้นกระบวนการผลิตนิวโรเมลานิน ซึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของโดปามีนจะสร้างโดปาควิโนน อย่างไรก็ตาม การผลิตโดปาควิโนนมากเกินไปส่งผลให้เซลล์ประสาทเสียหายและเซลล์ตาย สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าไทโรซิเนสอาจมีบทบาทสำคัญในการสร้างนิวโรเมลานินในสมองของมนุษย์และมีส่วนรับผิดชอบต่อการเสื่อมของระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับโรคพาร์กินสันและโรคฮันติงตัน ไทโรซิเนสยังเชื่อมโยงกับการเกิดสีน้ำตาลของผักและผลไม้ในระหว่างกระบวนการหลังการเก็บเกี่ยวและการจัดการ ซึ่งนำไปสู่การย่อยสลายอย่างรวดเร็ว27–29 การประยุกต์ใช้ไทโรซิเนสได้ขยายออกไปอีกในกระบวนการลอกคราบของแมลง ดังนั้น การควบคุมการสังเคราะห์เมลานินโดยการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสจึงเป็นแรงจูงใจที่สำคัญสำหรับนักวิจัยในบริบทของการป้องกันการเกิดเม็ดสีมากเกินไป

สารยับยั้งไทโรซิเนส

เนื่องจากไทโรซิเนสเป็นเอนไซม์ที่สำคัญในการสังเคราะห์เมลานินผ่านการสร้างเมลาโนเจเนซิส จึงกลายเป็นเป้าหมายที่โดดเด่นและประสบความสำเร็จมากที่สุดสำหรับสารยับยั้งเมลาโนเจเนซิสที่ยับยั้งกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของไทโรซิเนสโดยตรง เครื่องสำอางหรือสารปรับสีผิวส่วนใหญ่ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดคือสารยับยั้งไทโรซิเนส ข้อเท็จจริงที่ว่าสารยับยั้งที่กำหนดเป้าหมายไทโรซิเนสอาจยับยั้งการสร้างเมลาโนเจเนซิสในเซลล์อย่างเฉพาะเจาะจงโดยไม่มีผลข้างเคียง เนื่องจากไทโรซิเนสถูกผลิตโดยเมลาโนไซต์เท่านั้น สารยับยั้งไทโรซิเนสหลายชนิด เช่น ไฮโดรควิโนน (HQ)31–34, อาร์บูติน, กรดโคจิก35–37, กรดอะเซลาอิก38,39, กรดแอล-แอสคอร์บิก40–42, กรดเอลลาจิก43–45, กรดทราเนซามิก46–48 ถูกนำมาใช้เป็นสารทำให้ผิวขาว โดยมีข้อด้อยบางประการ (รูปที่ 3)

HQ อาจก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ต่อเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและเชื่อมโยงกับอาการไม่พึงประสงค์หลายอย่างรวมถึงผิวหนังอักเสบจากการสัมผัส การระคายเคือง ผื่นแดงชั่วคราว การเผาไหม้ ความรู้สึกแสบร้อน เม็ดเลือดขาว จุดเกาลัดบนเล็บ ภาวะขาดสีและ ochronosis49–52 อาร์บูติน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของไฮโดรควิโนน เป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่ช่วยลดหรือยับยั้งการสังเคราะห์เมลานินโดยการยับยั้งไทโรซิเนส อย่างไรก็ตาม อาร์บูตินในรูปแบบธรรมชาตินั้นไม่เสถียรทางเคมีและสามารถปลดปล่อยไฮโดรควิโนนซึ่งถูกเร่งปฏิกิริยาให้เป็นสารเบนซีนที่มีความเป็นพิษต่อไขกระดูก53 การใช้กรดโคจิกในเครื่องสำอางถูกจำกัด เนื่องจากเป็นสารก่อมะเร็งและความไม่เสถียรระหว่างการเก็บรักษา54 กรดแอล-แอสคอร์บิกไวต่อความร้อนและสลายตัวได้ง่าย 55 กรดเอลลาจิกไม่ละลายน้ำและดังนั้นจึงมีการดูดซึมได้ไม่ดี56 และสำหรับกรดทราเนซามิก ทางเดินของเมลาโนจีนิกยังคงไม่แน่นอน 47 ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างมากในการพัฒนาสารยับยั้งไทโรซิเนสใหม่ด้วยยา- เช่นคุณสมบัติ

สารยับยั้งไทโรซิเนสของเห็ด

Chalcones และสารยับยั้งฟลาวาโนน

ในการศึกษาอื่น chalcones 2a–2d ที่แยกได้จาก Morus australis ได้รับการประเมินสำหรับการยับยั้งการทำงานของเห็ดไทโรซิเนสโดยใช้ L-tyrosine เป็นสารตั้งต้น 58 ผลการวิจัยพบว่าอนุพันธ์ของ chalcone ทั้งสี่เป็นสารยับยั้งที่มีศักยภาพสูงสำหรับ tyrosinase เมื่อเปรียบเทียบกับสารประกอบมาตรฐาน อาร์บูติน (รูปที่ 5(a), 2a–2d) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารประกอบ 2a คือ 700-การยับยั้งที่มีศักยภาพเท่าเมื่อเทียบกับอาร์บูติน การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและกิจกรรม (SAR) แสดงให้เห็นว่าการสร้าง resorcinol ที่ทั้งวงแหวน A และวงแหวน B อาจเป็นสาเหตุของการยับยั้งไทโรซิเนสที่รุนแรง นอกจากนี้ การแทนที่ที่ตำแหน่ง 30 ตำแหน่งของวงแหวน A มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มศักยภาพในการยับยั้ง ตัวอย่างเช่น สารแทนที่ steric ขนาดใหญ่ที่วงแหวน A บน 2c ลดศักยภาพลงเมื่อเทียบกับ 2a ที่ไม่ถูกแทนที่ ซึ่งเป็นเพราะความสามารถในการคีเลตที่มีต่อไอออนทองแดง สิ่งที่น่าสนใจคือสารประกอบ 2d แสดงฤทธิ์ยับยั้งที่แรงกว่า 2a และ 2c ซึ่งบ่งชี้ว่า 4- หมู่ไฮดรอกซี-1-เพนทีนที่ตำแหน่ง 30 -ของ 2d มีส่วนรับผิดชอบในการเพิ่มประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ผลของ chalcones ต่อการสังเคราะห์เมลานินได้รับการทดสอบในเซลล์เมลาโนมาของหนูที่สร้างเมลานิน B16 และสารประกอบ 2a, 2b และ 2d ถูกยับยั้งอย่างมากโดยมีความเป็นพิษต่อเซลล์เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

เมื่อเร็ว ๆ นี้ Radhakrishnan et al. รายงานห้องสมุดของ aza chalcones และ59 ผลการยับยั้งไทโรซิเนสของเห็ดโดยใช้ L-DOPA เป็นสารตั้งต้น ในบรรดาสารประกอบที่ตรวจสอบในการศึกษา สารประกอบ 3a และ 3b สองชนิด สารก่อกำเนิด (การลดคาร์บอนิล) ของไพริดิล อะซาชาลโคนพบว่าเป็นสารยับยั้งเอนไซม์ที่มีศักยภาพมากกว่ากรดโคจิก (IC50¼27.30 ลิโมลาร์) (รูปที่ 5(a), 3a–3b ). นอกจากนี้ การวิเคราะห์จลนพลศาสตร์ระบุว่าทั้ง 3a และ 3b เป็นตัวยับยั้งการแข่งขันที่มีค่า Ki เท่ากับ 2.62 และ 8.10 lM ตามลำดับ การวิเคราะห์โครงสร้างและหน้าที่แสดงให้เห็นว่าอะตอมของไนโตรเจนในโครงกระดูกไพริดีนของสารยับยั้งอาจมีความซับซ้อนด้วยไอออนของทองแดงที่อยู่ในไทโรซิเนสแอคทีฟไซต์ กลุ่มวิจัยเดียวกันได้รายงานชุด chalcone อีกชุดหนึ่งที่มีการทำงานของ oxime เป็นตัวยับยั้งการสร้างไทโรซิเนสและเมลานินในเซลล์มะเร็งผิวหนังชนิดบี 16 60 สารประกอบ 2 ชนิด (4a: IC50¼4.77 lM และ 4b: IC5057.89 lM) แสดงฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ tyro sinase ที่มีศักยภาพ กิจกรรม (รูปที่ 5(a), 4a–4b) กว่ากรดโคจิก (IC50522.25 lM) การศึกษาเกี่ยวกับจลนพลศาสตร์เผยให้เห็นสารยับยั้งการแข่งขันที่มีค่า Ki 5.25 และ 8.33 lM ในฮอร์โมน a-melanocyte-stimulating (a-MSH) ที่เหนี่ยวนำให้เกิดเซลล์มะเร็งผิวหนังชนิด B16 สารประกอบ 4a และ 4b ทั้งสองนี้ยับยั้งการสร้างเม็ดสีเมลานินและไทโรซิเนสโดยไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ ในแง่ของการวิเคราะห์ SAR พบว่าการมีอยู่ของออร์โธ-เมทอกซีที่มีองค์ประกอบแทนพาราไนโตร (วงแหวน B) มีหน้าที่ในการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสที่มีศักยภาพ (4a) นอกจากนี้ วงแหวนอะมิโนพาราไดเมทิลที่บริจาคอิเล็กตรอน (วงแหวน B) แสดงการยับยั้งที่มีศักยภาพมากที่สุดเป็นอันดับสอง (4b)

ในการศึกษาอื่น มีการรายงานชุดใหม่ของ 2,3-dihydro-1H-inden-1-1 อนุพันธ์ที่มีลักษณะเหมือน chalcone61 สองตัวในนั้น 5a และ 5b ถูกระบุว่ามีศักยภาพ ตัวยับยั้งการทำงานของไดฟีโนเลสของไทโรซิเนสที่มีค่า IC50 เท่ากับ 12.3 และ 8.2 แอลโมลาร์ (รูปที่ 5(a)) การสำรวจกลไกเพิ่มเติมพบว่าทั้งสารยับยั้ง 5a และ 5b สามารถผันกลับได้และแข่งขันได้

วังและคณะ dihydrochalcone ที่แยกได้ (รูปที่ 5 (a), 6a – 6c) และ flavanones (รูปที่ 5 (b), 7a – 7c) จาก Flemingia philippinensis และตรวจสอบกิจกรรมการยับยั้งของพวกมันใน tyrosinase62 ผลการวิจัยพบว่าพวกมันยับยั้งการทำงานของไมโคฟีโนเลต (IC50¼1.01 ถึง 18.4 lM) และไดฟีนอล (IC50¼5.22 ถึง 84.1 lM) ของไทโรซิเนส โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไดไฮโดรชาลโคน (6c) ยับยั้งทั้งกิจกรรมของไมโคฟีโนเลตและไดฟีนอลของไทโรซิเนสอย่างมีประสิทธิผลด้วยค่า IC50 ที่ 1.28 และ 5.22 ลิโมลาร์ ตามลำดับ การวิเคราะห์ SAR นั้นน่าสนใจมากเพราะเภสัชไม่เกี่ยวข้องกับการยับยั้งไทโรซิเนส และไม่มีมาตรฐานคีโตน a,b-ไม่อิ่มตัว ซึ่งมีอยู่ในสารยับยั้งส่วนใหญ่ ในกรณีของฟลาวาโนน สารประกอบที่มีกลุ่ม resorcinol (7a) สามารถแข่งขันได้และยับยั้ง mycophenolate (IC50¼1.79 lM) และ diphenols (IC50¼7.48 lM) ของ tyrosinase อย่างมีนัยสำคัญ

ในการค้นหาสารยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสชนิดใหม่ พบว่าสารสกัดจาก Camylotropis hirtella แสดงฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส63 หลังจากการทำให้บริสุทธิ์และแยกสารประกอบสิบสี่ชนิดได้สำเร็จ สารประกอบสี่ชนิด (รูปที่ 5(b), 8a–8d) แสดงกิจกรรมการยับยั้งที่มีศักยภาพต่อไทโรซิเนส พบสารประกอบที่มีศักยภาพมากที่สุดคือ neorauflavane 8c ที่แสดงค่า IC50 ที่ 30 และ 500 นาโนโมลาร์ เทียบกับกิจกรรมของโมโนฟีโนเลสและไดฟีโนเลสของไทโรซิเนส นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับกรดโคจิก (13.2 ล.โมลาร์) พบว่า 8c 400-มีฤทธิ์ต้านการทำงานของไมโคฟีโนเลตของไทโรซิเนสมากกว่าหลายเท่า สารประกอบที่มีศักยภาพมากที่สุดเป็นอันดับสองคือไอโซฟลาโวน 8a ที่ผ่านกระบวนการเจอรานิเลตซึ่งยับยั้งไมโคฟีโนเลตและไดฟีนอลด้วยค่า IC50 2.9 และ 128.2 ลิโมลาร์ ตามลำดับ และถูกระบุว่าเป็นตัวยับยั้งแบบแข่งขันและผันกลับได้ นอกจากนี้ สารประกอบ 8a และ 8c ยังลดปริมาณเมลานินในเซลล์เมลาโนมา B16 ที่เกิดจาก a-MHS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ส่งผลต่อความมีชีวิตของเซลล์ จากมุมมองของโครงสร้าง การลดลงของ geranyl side chain ช่วยเพิ่มกิจกรรมการยับยั้งไทโรซิเนส

อะนาล็อกของ Resveratrol

Resveratrol (3,5,40 -trihydroxy-trans-stilbene, 9) ซึ่งเป็นสารสติลเบนอยด์ที่กระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ เช่น ในองุ่น แสดงฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสของเห็ดผ่านกลไกการยับยั้งชนิด Kcat (สารตั้งต้นการฆ่าตัวตาย)64 การวิเคราะห์ในหลอดทดลองในเซลล์เมลาโนมาชนิดบี 16 ของหนูบี 16 ที่กระตุ้นด้วย a-MSH นั้น เรสเวอราทรอลยับยั้งการผลิตเมลานินของเซลล์ผ่านการยับยั้งโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเมลาโนเจเนซิส เช่น ไทโรซิเนส, TRP-1, TRP-2 และการถอดรหัสที่เกี่ยวข้องกับไมโครพาทาลเมีย การแสดงออกของปัจจัย (MITF)65 โดยไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์สูงถึง 200 lM.64 ผลการยับยั้งของ resveratrol ได้รับการยืนยันในแบบจำลองในร่างกายโดยใช้หนูตะเภาสีน้ำตาลฉายรังสี UVB ในการศึกษานี้ การรักษา resveratrol ด้วยผิวหนังหลังที่ฉายรังสี UVB ของหนูตะเภาช่วยลดรอยดำทางสายตา

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีรายงานชุดของ azo-resveratrol (13a–13e และ 13 g) และ azo-oxyresveratrol (13f) (รูปที่ 6) 69 ในบรรดาสารประกอบเหล่านี้ 13a และ 13b แสดงกิจกรรมการยับยั้งไทโรซิเนสสูง 56.25 เปอร์เซ็นต์และ 72.75 เปอร์เซ็นต์ที่ 50 ลิโมลาร์ ตามลำดับ 69. พบว่า4-ไฮดรอกซีฟีนิลมอยอิตีมีความจำเป็นต่อการยับยั้งที่สูงขึ้น และ 35-ไดไฮดรอกซีฟีนิลหรือ 35-อนุพันธ์ของไดเมทอกซีฟีนิลแสดงการยับยั้งไทโรซิเนสที่ดีกว่า 2 5-อนุพันธ์ของไดเมทอกซีฟีนิล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การแนะนำหมู่ไฮดรอกซิลหรือเมทอกซีเข้าไปใน 4-ไฮดรอกซีฟีนิล มอยอิตีลดลงหรือลดการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสของเห็ดลงอย่างมาก ในบรรดาสารประกอบเอโซที่สังเคราะห์ขึ้น เอโซ-เรสเวอราทรอล (13b) เป็นสารยับยั้งไทโรซิเนสของเห็ดที่มีศักยภาพมากที่สุดโดยมีค่า IC50 ที่ 36.28 ลิโมลาร์ ผลลัพธ์บ่งชี้ว่า azo-resveratrol ที่มีค่า Log p-value สูงอาจดีกว่า resveratrol สำหรับการพัฒนาสารทำให้ผิวขาวและยาทางเภสัชกรรมในการรักษารอยดำ

อนุพันธ์คูมาริน

คูมารินเป็นกลุ่มสารประกอบเบนโซไพโรนที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติและสังเคราะห์ที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาต่างกัน70 ในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ คูมารินเพียงไม่กี่ตัวที่พิสูจน์แล้วว่าสามารถยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสของเห็ด ซึ่งรวมถึงเอสคูเลตินและอัมเบลลิเฟอโรนที่มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสที่แรงกว่า71,72 ในความพยายามอย่างต่อเนื่อง Matos และคณะได้แสดงชุดของสารประกอบลูกผสมคูมาริน-เรสเวอราทรอล 3-ฟีนิลคูมารินที่มีหมู่แทนที่ไฮดรอกซิลหรืออัลคอกซีและโบรโมที่ตำแหน่งต่างๆ ในนั่งร้าน73 (รูปที่ 7) ในบรรดาอนุกรม สารประกอบที่มีอะตอมโบรโมและหมู่ไฮดรอกซิลสองหมู่ใน3-ฟีนิลคูมารินมอยอิตี (14) ถูกระบุว่าเป็นตัวยับยั้งที่ดีที่สุดโดยมีค่า IC50 ที่ 215 ลิโมลาร์ สารประกอบนี้เป็นตัวยับยั้งไทโรซิเนสที่ไม่สามารถแข่งขันได้ โดยมีค่า Ki เท่ากับ 0.189 mM

ในการศึกษาอื่น มีรายงานชุดของ umbelliferone analogs สำหรับผลยับยั้งไทโรซิเนสของเห็ด74 อย่างจำเพาะ สารประกอบ 15a และ 15b ซึ่งมี 3,4-ไดไฮดรอกซีและ 3,4,5-ไดไฮดรอกซีฟีนิลสแคฟโฟลด์แสดงฤทธิ์ยับยั้งที่มีศักยภาพมากกว่าที่ต้านการออกฤทธิ์ของเห็ดไทโรซิเนส (รูปที่ 7) อัสธานาและคณะ แสดงชุดของไฮดรอกซีคูมาริน (16a–16d) 75 (รูปที่ 7) การศึกษา SAR ชี้ให้เห็นว่าตำแหน่งของสารทดแทนไฮดรอกซิลบนคูมารินมีบทบาทในการยับยั้งเอนไซม์ สารประกอบที่มีอะโรมาติกไฮดรอกซิเลต 6-ไฮดรอกซีคูมาริน (16c) และ 7-ไฮดรอกซีคูมาริน (16d) พบว่าเป็นสารตั้งต้นที่อ่อนแอของเอนไซม์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 7-ไฮดรอกซีคูมารินยับยั้งความเข้มข้นของโดปาโครมอย่างมากในช่วง 0.3 - 0.9 มิลลิโมลาร์ ที่ความเข้มข้นสูงสุด 7-ไฮดรอกซีคูมาริน การยับยั้งสูงถึง 88 เปอร์เซ็นต์ ผู้เขียนพบว่าปรากฏการณ์นี้เกิดจากการยับยั้งการเปลี่ยน L-tyrosine โดยเฉพาะ ในทางกลับกัน สารประกอบที่มีไพโรนไฮดรอกซีเลต 3-ไฮดรอกซีคูมาริน (16a) และ 4-ไฮดรอกซีคูมาริน (16b) ไม่ใช่ซับสเตรตของไทโรซิเนส พบว่า 3-hydroxycoumarin (16a) ยับยั้งไทโรซิเนส แต่ไม่ใช่สารประกอบที่มี 4-hydroxycoumarin (16b) ซึ่งบ่งชี้ว่าวงแหวนไพโรนไม่สามารถถูกไฮดรอกซิเลตโดยไทโรซิเนสได้

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ชุดของกรดฟอสโฟนิกไดอะไมด์ได้รับการคัดเลือกสำหรับกิจกรรมการยับยั้งไทโรซิเนส76 ผลการวิจัยพบว่าองค์ประกอบแทนที่ของ C-5 และสเตอริโอเคมีของศูนย์สเตอริโอเจนิกสองแห่ง (C-5 และอะตอมของฟอสฟอรัส) มีความสำคัญต่อการยับยั้งไทโรซิเนส (17a–17d) ไดแอสเทอรีโอเมอร์ที่มีฟีนิลที่ไม่ได้ถูกแทนที่ไม่แสดงฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส (17a และ 17a0 ) ในทางตรงกันข้าม สารประกอบที่มีฟีนิลที่ถูกแทนที่แสดงผลต่างๆ ต่อกิจกรรมของเอนไซม์ไทโรซิเนส ตัวอย่างเช่น สารประกอบ 17b ที่มี p-คลอโรฟีนิล (การยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส 80.65 เปอร์เซ็นต์) ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสในระดับปานกลาง แต่ไดแอสเตรีโอเมอร์ 17b0 16 ของมัน การยับยั้งไทโรซิเนส 0.5 เปอร์เซ็นต์) ไม่ทำงาน ในอีกกรณีหนึ่ง 17c (ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส 58.54 เปอร์เซ็นต์) และ 17c0 ที่มี p-เมทิลฟีนิล (ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส 61.80 เปอร์เซ็นต์) แสดงการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสที่ดี สารประกอบ 17d ซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วน 2-ไพริดินิล (การยับยั้งไทโรซิเนส 97.40 เปอร์เซ็นต์) พบว่าเป็นตัวยับยั้งไทโรซิเนสที่มีศักยภาพมากที่สุดในการศึกษาข้างต้น

สารยับยั้งที่มีฟังก์ชัน b-phenyl-a,b-unsaturated carbonyl

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีรายงานว่าอนุพันธ์ benzylidene hydantoin 18a, benzylidene pyrrolidine dione 18b และ benzylidene thiazolidine-2,4-dione 18c (รูปที่ 8(a)) เป็นสารยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสที่มีศักยภาพและการใช้ ในร่างกาย ศึกษาสารประกอบ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นสารปรับผิวขาวที่มีประสิทธิภาพ77–80 พวกเขาแสดงกิจกรรมการยับยั้งที่แข็งแกร่งกว่ากรดโคจิกและอาร์บูติน สารประกอบ 18a ได้รับการออกแบบโดยเลียนแบบโครงสร้างทางเคมีของ L-tyrosine และ L-DOPA ซึ่งเป็นซับสเตรตของ tyrosinase การศึกษา SAR เปิดเผยว่าเอไมด์ NH ที่ตำแหน่ง 1-ของไฮแดนโทอิน 18a สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับกรดอะมิโนที่ตำแหน่งที่ทำงานอยู่ของไทโรซิเนส นอกจากนี้ หมู่อิมิโดของ 18a เลียนแบบหมู่กรดคาร์บอกซิลิกของสารตั้งต้น จากภูมิหลังนี้ Kim et al. เมื่อเร็วๆ นี้ได้ทำการสังเคราะห์และประเมินชุดของ 5-(ไฮดรอกซิลหรืออัลคอกซีแทนเบนซิลิดีน)ไทโอไฮแดนโทอินแอนะล็อกที่มี b-phenyl-a,b-unsaturated carbonyl scaffolds81 ในหมู่พวกเขา สารประกอบสามชนิด 19a–19c แสดงกิจกรรมการยับยั้งสูง มากกว่ากรดโคจิกหรือเรสเวอราทรอล (ภาพที่ 8(ก)) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 2,4-dihydroxybenzylidene-2-thiohydantoin 19c (IC50¼1.07 lM) พบว่าเป็นตัวยับยั้งที่ดีที่สุดของการศึกษานี้ นอกจากนี้ 19c ยับยั้งกิจกรรมไทโรซิเนสของเซลล์ในเซลล์ B16 โดยไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ที่มีนัยสำคัญใดๆ

ในความต่อเนื่อง (E)-2-เบนโซอิล-3-(ฟีนิลที่ถูกแทนที่)อะคริโลไนไทรล์ (สารอะนาล็อก BPA) ที่มีโครงสร้างเชิงเส้น b-phenyl-a,b-คาร์บอนิลไม่อิ่มตัวถูกสังเคราะห์และประเมินว่าเป็นสารยับยั้งไทโรซิเนสที่มีศักยภาพ82 ในหมู่พวกเขา สารประกอบสามชนิด 20a–20c ยับยั้งกิจกรรมไทโรซิเนสของเห็ดได้อย่างมีประสิทธิภาพ (รูปที่ 8(a)) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารประกอบ 20c ยับยั้งการสังเคราะห์เมลานินอย่างมีนัยสำคัญและยับยั้งกิจกรรมไทโรซิเนสภายในเซลล์ในเซลล์ B16 โดยไม่ส่งผลต่อความมีชีวิตของเซลล์ การวิเคราะห์ SAR เปิดเผยว่าสารประกอบออกฤทธิ์ทั้งหมดมี 4-หมู่ไฮดรอกซีบนวงแหวนฟีนิล และการแทนที่ของ Br ที่ตำแหน่ง 3-หรือ 3 และ 5-ตำแหน่งพบว่าเกี่ยวข้องกับไทโรซิเนสที่มีศักยภาพ กิจกรรมยับยั้ง

เมื่อเร็วๆ นี้ กลุ่มวิจัยเดียวกันยังคงสำรวจค่า SAR ของ 3-(substituted phenyl)acrylonitriles ดังนั้น อนุกรมของอนุพันธ์ของ (E)-2-ไซยาโน-3-(ฟีนิลที่ถูกแทนที่)อะคริลาไมด์ที่มีโครงสร้างเชิงเส้น b-ฟีนิล-a,b-คาร์บอนิลไม่อิ่มตัวแสดงฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสของเห็ด83 ในบรรดาสารประกอบ 21a และ 21b แสดงฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์เห็ดไทโรซิเนส (รูปที่ 8(a)) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารประกอบ 21a แสดงฤทธิ์ในการยับยั้งที่ดีเยี่ยม ในเซลล์ B16, 21a ยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์ไทโรซิเนสอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะที่ขึ้นกับขนาดยาโดยไม่มีผลต่อความเป็นพิษต่อเซลล์ จากมุมมองของโครงสร้าง โครงสร้างโครงร่าง b-phenyl-a,b-unsaturated carbonyl "เชิงเส้น" มีบทบาทสำคัญในการแสดงฤทธิ์ต่อต้านการสร้างเม็ดสีผิวผ่านการยับยั้งโดยตรงของเอนไซม์ไทโรซิเนส

0

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าซินนามาลดีไฮด์สามารถยับยั้งการเกิดออกซิเดชันของ L-DOPA โดยไทโรซิเนสของเห็ด84 เมื่อเร็วๆ นี้ Cui et al. รายงานชุดของอนุพันธ์ที่ถูกแทนที่ด้วย a ของอนุพันธ์ของซินนามาลดีไฮด์85 การศึกษา SAR แสดงให้เห็นว่าสารประกอบ a-bromocinnamaldehyde 22a, a-chlorocinnamaldehyde 22b และ a-methyl cinnamaldehyde 22c ลดทั้งกิจกรรมของ mycophenolate และ diphenolase บน tyrosinase (รูปที่ 8(a)) ค่า IC50 ของ 22a–22c คือ 0.075, {{20}}.140 และ 0.440 mM บน mycophenolate และ 0.049, 0.110 และ 0.450 มิลลิโมลาร์บนไดฟีนอล ตามลำดับ นอกจากนี้ มีข้อเสนอแนะว่าอนุพันธ์ของซินนามาลดีไฮด์ที่ถูกแทนที่ด้วย a นั้นมีศักยภาพมากกว่าเมื่อเทียบกับซินนามาลดีไฮด์

เมื่อเร็วๆ นี้ ไธโอ/บาร์บิทูเรตได้รับความสนใจในด้านของสารยับยั้งไทโรซิเนส86 เนื่องจากหน่วยโครงสร้างที่น่าดึงดูดใจของ b-phenyl-a,b-โครงร่างคาร์บอนิลที่ไม่อิ่มตัวซึ่งมีหน้าที่ในการยับยั้งไทโรซิเนส ในงานวรรณกรรม 5-เบนซีลิดีน (ไทโอ) บาร์บิทูเรตที่มีหมู่แทนที่ไฮดรอกซิลเพียงไม่กี่ตัวที่ 4-ตำแหน่งของวงแหวนฟีนิลมีกิจกรรมการยับยั้งที่ดีเยี่ยม ตัวอย่างเช่น 23a และ 23b ที่ถูกยับยั้งด้วยค่า IC50 ที่ 13.98 และ 14.49 แอลโมลาร์ ตามลำดับ87 (รูปที่ 8(b)) แรงบันดาลใจจากงานนี้ Chen et al. เพิ่งสำรวจ SAR ของ thio/barbiturates โดยเน้นตำแหน่งและจำนวนขององค์ประกอบย่อยของไฮดรอกซิลสำหรับอิทธิพลของกิจกรรมการยับยั้งไทโรซิเนส ดังนั้น ชุดของ 5-benzylidene(thio)barbiturates ที่ถูกแทนที่ด้วยไฮดรอกซีหรือเมทอกซีถูกรายงานสำหรับผลยับยั้งการทำงานของไดฟีนอลของเห็ดไทโรซิเนส88 ผลลัพธ์แสดงว่าสารประกอบ (23c–23 g) มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสที่มีศักยภาพเมื่อเปรียบเทียบกับกรดโคจิก (IC50=18.25 ล.โมลาร์) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารประกอบที่มี 3,4-หมู่แทนที่ไดไฮดรอกซี 23e ถูกระบุว่าเป็นตัวยับยั้งที่ดีที่สุดด้วยค่า IC50 ที่ 1.52 แอลโมลาร์ การศึกษา SAR เปิดเผยว่าบาร์บิทูเรตมีศักยภาพมากกว่าไทโอบาร์บิทูเรต และ 34-หมู่ไดไฮดรอกซิลบนวงแหวนฟีนิลช่วยปรับปรุงศักยภาพ นอกจากนี้ยังพบว่าสารยับยั้งเหล่านี้เป็นชนิดที่ผันกลับได้

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501