酪氨酸酶是調節人體黑色素合成的主要因素

黑素細胞合成黑色素的過程主要發生在黑素小體中，以酪氨酸為底物，在TYR（酪氨酸酶）的作用下合成黑色素。在合成黑色素的過程中，黑色素代謝與TYR活性兩個方面是調節黑色素的主要因素。今天我們主要來了解 酪氨酸酶是如何扮演調節黑色素這一重要角色的。

黑色素的合成必須有3種物質參與：合成黑素的主要原料酪氨酸、催化酪氨酸轉變為黑素的主要限速酶TYR和參與此催化過程的氧元素。

TYR是黑素合成的關鍵酶，它是一種含銅的金屬氧化還原酶，每個亞基含有2個金屬銅離子，2個銅離子分別與蛋白質分子中的組氨酸相結合，另有一個內源橋基將2個銅離子聯繫在一起，構成TYR催化氧化反應的活性中心。

在黑色素的合成過程中，有3種形式的TYR參與催化反應，分別是氧化態、還原態、脫氧態，三者的區別在於雙核銅離子活性中心的結構不同。

長期以來，人們都認為TYR的催化劑和底物只有L-DOPA，並沒有L-酪氨酸，但現有研究證實，作為反應底物的L-酪氨酸和作為催化劑的L-DOPA在TYR上均有結合位點。

TYR位於黑素小體的膜上，催化L-酪氨酸變成L-DOPA，為黑素合成過程中的限速步驟。酶從細胞核轉運至黑素小體中，當銅離子被氧化以後會導致酶失活，隨後可被L-DOPA、抗壞血酸等給電子體所激活。基於此，該酶可利用超氧陰離子作為黑素合成的底物。

酪氨酸羥化酶I鄰近TYR，同樣位於黑素小體膜上，催化L-酪氨酸轉換為L-DOPA，促進TYR的激活。

在細胞質中，苯丙氨酸羥化酶催化L-苯基丙氨酸轉換為L-酪氨酸，也有著促進TYR激活的作用。

因此，上述3種酶決定了黑素合成的起始步驟。TRP-1 和TRP-2同樣位於黑素小體膜上，是黑素細胞和惡性黑色素瘤細胞中含量最豐富的一種糖蛋白，兩個蛋白的具體功能至今仍不明確。目前認為，TRP-1可能在激活和穩定TYR、黑素小體的合成和增加真黑素、褐黑素的比例等過程中發揮作用。TRP-1 突變可引起膚色變淺，能與磷酸化的TYR形成複合體，從而可能對TYR的激活和穩定起作用，抑製TRP-1 的表達會引起黑色素提的結構異常。TRP-2 則類似於一個變異異構酶，與TYR相似，需要一個金屬離子激活，只是TRP-2 需要鋅離子激活。

真黑素和褐黑素均來源於共同前體多巴醌，多巴醌是由常見氨基酸L-酪氨酸經由TYR氧化生成的產物，且多巴醌在黑素形成的初期階段就已形成。

多巴醌具有高活性，並且在缺乏硫氰基化合物時在分子內部添加氨基酸組，從而產生環多巴。環多巴和多巴醌之間發生氧化還原交換，從而產生了多巴色素、橘紅色中間產物和多巴，這一步反應在黑素形成過程中提供了多巴的來源。多巴色素則重新排列形成了DHI（大部分）和DHICA（小部分），這兩種物質被進一步氧化和聚合形成了真黑素。

關於褐黑素的形成過程，則是由於硫氰基化合物的介入，特異性地導致多巴上鏈接了硫醇（半胱氨醯多巴），其中5-S半脫氨酸多巴為主要的同分異構體，接著對硫醇進一步氧化，形成了褐黑素。近期研究發現，在黑色素生成過程中存在3個階段，初始階段為半胱氨酸多巴的形成，（在半胱氨酸或者谷胱甘肽存在的條件下，多巴醌轉變成半胱氨醯多巴。）第二階段為半胱氨醯多巴進一步氧化形成褐黑素，最後一個階段為真黑素的形成。

多巴色素互變異構酶催化多巴色素的互變異構化，形成了DHICA，而該酶的催化活性與TRP-2有關。某些二價金屬離子也可促進多巴色素的互變異構化，形成DHICA。DHI的氧化聚合則可以被TYR所催化。最近有研究指出，DHI也可被多巴醌有效的催化。在老鼠體內，TRP-1 可以氧化DHICA，但是人類的TRP-1 則沒有這種功能。取而代之的是，與TYR也可氧化DHICA。這些TRP極大地影響了真黑素形成的水量和品質，包括DHI和DHICA的比例和聚合度。

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