티로시네이스

3. 구조

티로시네이스는 다양한 식물, 동물, 곰팡이 종에서 분리되어 연구되었다. 서로 다른 종의 티로시네이스는 구조, 조직 분포, 세포 내 위치 등에서 차이를 보인다.^[5] 모든 종에서 공통적인 티로시네이스 단백질 구조는 발견되지 않았다.^[6] 식물, 동물, 곰팡이 조직에서 발견되는 효소는 1차 구조, 크기, 당화 패턴, 활성화 특성 등에서 서로 다른 경우가 많다. 그러나 모든 티로시네이스는 활성 부위에 이핵, 3형 구리 중심을 공통으로 가지며, 두 개의 구리 원자는 각각 세 개의 히스티딘 잔기와 배위 결합을 한다.

3. 1. 식물

3. 2. 포유류

3. 3. 세균

3. 4. 균류

4. 유전자 조절

티로시네이스 유전자는 미소안구증 관련 전사 인자(MITF)에 의해 조절된다.^[13][14]

5. 멜라닌 합성 경로

미소안구증 관련 전사 인자 (MITF)에 의해 티로시네이스 유전자가 조절된다.^[13][14]

모노페놀 모노옥시게나제 유전자의 돌연변이는 17,000명 중 1명꼴로 발생하는 유전병으로, 모노페놀 모노옥시게나제가 기능하지 않아 제1형 눈피부백색증을 유발한다.^[36]

모노페놀 모노옥시게나제는 산소 분자를 사용하여 티로신이나 도파와 같은 페놀류를 산화시킨다. 반응 후에는 목적물과 물이 생성된다.

6. 진화

7. 임상적 중요성

티로시나아제 유전자 돌연변이는 티로시나아제 생성 장애를 일으켜 유전 질환인 제1형 눈피부백색증을 유발하며, 이는 2만 명 중 1명에게 영향을 미친다.^[16] 멜라닌 생성 과정에서 티로시나아제 활성이 제어되지 않으면 멜라닌 합성이 증가한다.^[17] 모노페놀 모노옥시게나제 유전자의 돌연변이는 17,000명 중 1명꼴로 발생하는 유전병으로, 이 돌연변이로 인해 모노페놀 모노옥시게나제가 기능하지 않아 제1형 눈피부백색증을 유발한다.^[36]

7. 1. 티로시나아제 억제제

• 아젤라산
• 4-부틸레조르시놀
• 하이드로퀴논
• ''L''-아스코르브산 (비타민 C)
• 트라넥삼산

8. 유전학

알비노증은 흔하지만, 동물의 티로시나제 유전자 돌연변이에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 그 중 하나는 물소(''Bubalus bubalis'')에 대한 연구였다. 야생형 물소의 티로시나제 mRNA 서열은 1,958 염기쌍(bp)이며, 1,593 bp 길이의 오픈 리딩 프레임(ORF)을 가지고 있는데, 이는 530개의 아미노산을 번역한다. 한편, 알비노 물소(GenBank JN_887463)의 티로시나제 유전자는 뉴클레오티드 1431번의 점 돌연변이로 인해 477번 위치에서 잘려나가는데, 이로 인해 트립토판(TGG)이 종결 코돈(TGA)으로 변환되어 짧고 비활성적인 티로시나제 유전자가 생성된다.^[20] 다른 알비노들은 잘림 없이 티로시나제를 비활성화시키는 것으로 보이는 점 돌연변이를 가지고 있다.

9. 응용

티로시네이스는 식품, 화장품, 곤충학, 생체 재료 등 다양한 분야에서 응용된다.

식품 산업에서는 과일과 채소의 갈변 현상을 막기 위해 티로시네이스 억제제를 사용한다. 코직산, 트로폴론, 쿠마린, 바닐산, 바닐린 등이 억제제로 쓰인다.^{[28][29][30][31]}

화장품 산업에서는 피부 미백을 위해 티로시네이스 억제제를 사용한다. 멜라닌 생성을 억제하여 과색소 침착을 줄이는 새로운 미백제 개발에 활용된다.^[32]

곤충학에서는 곤충의 방어 기작에 중요한 역할을 하는 티로시네이스를 억제하는 살충제 개발에 응용된다.^[27]

생체 재료 분야에서는 티로시네이스를 이용하여 홍합 접착 단백질에서 영감을 얻은 고분자를 생성한다. 티로신 잔기를 도파퀴논으로 산화시켜 시스테인의 티올과 결합시키는 방식으로, 접착력이 높은 고분자를 만들 수 있다.^[34][35]

9. 1. 식품 산업

9. 2. 화장품 산업

9. 3. 곤충학

9. 4. 생체 재료

참조

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_[2] 논문 Human tyrosinase gene, mapped to chromosome 11 (q14----q21), defines second region of homology with mouse chromosome 7 1988-07
_[3] 논문 Mammalin tyrosinase. Stoichiometry and measurement of reaction products 1980-02
_[4] 논문 Crystallographic evidence that the dinuclear copper center of tyrosinase is flexible during catalysis
_[5] 논문 Polyphenol oxidases in plants and fungi: going places? A review 2006-11
_[6] 논문 Tyrosinases from crustaceans form hexamers 2003-04
_[7] 논문 Polyphenol oxidases in plants and fungi: going places? A review 2006-11
_[8] 논문 Isolation and sequence of a cDNA clone for human tyrosinase that maps at the mouse c-albino locus 1987-11
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_[19] 논문 Skin whitening agents: medicinal chemistry perspective of tyrosinase inhibitors 2017-12
_[20] 논문 A nonsense mutation in the tyrosinase gene causes albinism in water buffalo 2012-07-20
_[21] 논문 Spontaneous tyrosinase mutations identified in albinos of three wild frog species 2018-02-10
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_[29] 논문 Tyrosinase inhibition: general and applied aspects 2002-08
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_[33] 간행물 Discovery of new depigmenting compounds and their efficacy to treat hyperpigmentation: Evidence from in vitro study 2019
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