ABSTRAIT

La tyrosinase est une enzyme importante dans le contrôle de la formation de mélanine dans les mélanosomes et joue un rôle clé dans la pigmentation des cheveux et de la peau. L'expression ou l'activation anormale de la tyrosinase est associée à plusieurs maladies telles que l'albinisme, le vitiligo, le mélanome et la maladie de Parkinson. Un dépôt excessif de mélanine pourrait provoquer des maladies telles que des taches de rousseur et des taches brunes dans le corps humain, et il est également étroitement lié au brunissement des fruits et légumes et à la mue des insectes. Détecter et inhiber l'activité de la tyrosinase est d'une valeur extraordinaire dans le progrès du diagnostic et du traitement de ces maladies. Par conséquent, de nombreuses sondes de détection optique sélective et de petits inhibiteurs moléculaires ont été développés et ont apporté des contributions significatives à la recherche fondamentale et clinique sur ces maladies. Dans cet article, la détection et l'inhibition de la tyrosinase et son application dans les produits de blanchiment sont passées en revue, avec un accent particulier sur le développement de sondes fluorescentes et d'inhibiteurs. Espérons que cette revue aidera à concevoir des sondes et des inhibiteurs de tyrosinase plus efficaces et plus sensibles, ainsi qu'à faire la lumière sur de nouveaux traitements pour des maladies telles que le mélanome.

Selon des études pertinentes,cistancheest une herbe commune qui est connue comme "l'herbe miracle qui prolonge la vie". Son composant principal estcistanoside, qui a divers effets tels queantioxydant,anti-inflammatoire, etpromotion de la fonction immunitaire. Le mécanisme entre cistanche etpeaublanchimentréside dans l'effet antioxydant des glycosides de cistanche. La mélanine de la peau humaine est produite par l'oxydation de la tyrosine catalysée partyrosinase, et la réaction d'oxydation nécessite la participation d'oxygène, de sorte que les radicaux sans oxygène dans le corps deviennent un facteur importantaffectant mélanineproduction. Cistanche contient du cistanoside, qui est un antioxydant et peut réduire la génération de radicaux libres dans le corps, ainsiinhibantmélanineproduction.

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1. Introduction

La tyrosinase (EC 1.14.18.1 ; catéchol oxydase ; polyphénol oxydase [1] ou diphénolase) est considérée comme l'enzyme contenant du cuivre la plus importante dans la formation de la mélanine. La tyrosinase peut catalyser l'hydroxylation et l'oxydation subséquente de l'unité monophénol en orthoquinone sous l'action de l'oxygène moléculaire. On le trouve dans les mélanosomes, site de synthèse, de stockage et de transport de la mélanine. Les valeurs de pH des mélanosomes légèrement et sévèrement mélanisés sont respectivement d'environ 4,5 et 3. Le pH optimal pour l'activité tyrosinase est de 6,8 [2]. Raper [3] et Mason [4] ont été les premiers à clarifier les voies de biosynthèse de la formation de mélanine dans divers organismes, qui ont été récemment embellies par Schallreuter et al. [5] et Cooksey et al. (Fig. 1) [6].

La tyrosinase est largement présente dans les plantes, les animaux et les micro-organismes. Compte tenu de l'implication de la tyrosinase dans la pathogenèse du mélanome, le suivi et la régulation pharmacologique de son activité aideront au diagnostic et au traitement de la maladie [7]. Des sondes ont été développées pour détecter spécifiquement l'activité de la tyrosinase dans des environnements physiologiques. Des inhibiteurs capables de rendre la tyrosinase inactive ont également été développés, et certains d'entre eux ont été utilisés en clinique pour traiter des maladies. Par exemple, l'acide kojique et l'arbutine [8], en tant qu'inhibiteurs spécifiques de la tyrosinase, ont été cliniquement utilisés comme produits de blanchiment. Avec les progrès de la découverte de médicaments, un nombre croissant de composés efficaces capables de détecter/inhiber l'activité de la tyrosinase ont été conçus et synthétisés récemment. Cela faciliterait grandement les progrès du diagnostic et du traitement des maladies résultant d'une production aberrante de mélanine. Dans cette revue, nous discuterons des progrès réalisés dans le développement de sondes et d'inhibiteurs à base de petites molécules pour l'activité de la tyrosinase endogène. Espérons que cela nous aidera à en savoir plus sur la tyrosinase et à trouver des composés plus fonctionnels ciblant/régulant la tyrosinase.

2. Structure de la tyrosinase

Le site actif de la tyrosinase présente une structure centrale de cuivre à double cœur composée de deux ions de cuivre (Fig. 2), qui se lient aux résidus d'histidine dans la protéine. Les deux centres d'ions cuivre sont reliés par un pont de coordination endogène. La tyrosine et d'autres substances sont complexées avec l'enzyme, par la liaison entre le centre actif de l'enzyme et le groupe hydroxyle. Dans le processus de réaction catalytique de la mélanine, le site catalytique est classé en trois formes : l'état d'oxydation (Eoxy), l'état de réduction (Emet) et l'état de désoxygénation (Edeoxy), la différence réside dans la structure du centre actif de l'ion cuivre binucléaire. (Fig. 2).

L'époxy est composé de deux atomes de cuivre (II) carrés; chaque atome est composé de deux équateurs forts et le ligand est un NH axial plus faible [9]. La molécule d'oxygène exogène lie et relie les deux centres de cuivre sous la forme de peroxydes. La longueur de la liaison CueCu est d'environ 0.35 nm. La combinaison de molécules d'oxygène conduit à la formation de la structure (m-h2:h2 -peroxo) [10], de sorte que le centre actif Eoxy peut être écrit comme [Cu(II)eO2eCu(II)]. La structure électronique des peroxydes joue un rôle crucial dans les fonctions biologiques d'Eoxy. En raison de la forte action de l'accepteur s *, le peroxyde a une charge moins négative, tandis que l'accepteur d'électrons p interagit avec les électrons de l'orbitale s * du peroxyde, ce qui affaiblit considérablement la force de la liaison oxygène-oxygène, rendant le noyau du centre actif de la tyrosinase facilement cassable [9]. La mettyrosinase (Emet) est similaire à Eoxy et contient également deux atomes de cuivre (II) tétragonaux couplés par un pont endogène. La différence est que le ligand de pontage entre les ions cuivre est l'hydroxyde au lieu du peroxyde [2]. En termes de propriétés oxydantes, Emet et Eoxy sont également légèrement différents. Emet n'est pas capable d'oxyder les composés monophénoliques. En l'absence de substrats, Emet existe comme forme principale dans les organismes. La désoxytyrosinase (Edeoxy), similaire à la désoxyhémocyanine, a une structure symétrique [(Cu(I)eCu(I)]. Il n'y a pas de ligand de pontage tel que le peroxyde ou l'hydroxyde entre le cuivre binucléaire ; ainsi l'hydroxyde dans l'eau est un ligand de pontage essentiel.

3. Mécanisme d'action de la tyrosinase

Bien que les chercheurs aient mené des études approfondies sur la tyrosinase et ses protéines apparentées, le mécanisme de sa réaction catalytique est encore controversé. Par exemple, l'activité catalytique au même site actif de la tyrosinase est différente. Le centre catalytique de la tyrosinase contient un centre de cuivre binucléaire, nommé respectivement Cu(A) et Cu(B). Chaque ion cuivre du centre actif est coordonné avec trois résidus histidine différents. Il existe une grande différence entre l'activité mycophénolate et l'activité diphénolase, et la tyrosinase réduite a une phase de latence lorsqu'elle réagit avec le monophénol. Ce sont des sujets importants qui doivent être continuellement explorés et étudiés [11].

La réaction entre la tyrosinase et les substrats apparentés se fait principalement par la formation d'une liaison de coordination efficace entre le groupe hydroxyle sur le substrat et le centre actif de la tyrosinase. Olivares et al. [12] ont proposé que Eoxy et des substrats appropriés chez les mammifères déclenchent l'activité mycophénolate et l'activité diphénolase. Au cours de l'activité mycophénolate, les monophénols (L-Tyrosine) sont oxydés pour former des o-quinones (o-dopaquinone), un précurseur important de la mélanine, et de l'Edeoxy. Au cours de l'activité diphénolase, Eoxy et Emet peuvent également oxyder les o-diphénols (L-DOPA) pour produire de l'o-dopaquinone [13]. Ce mécanisme est généralement accepté par les chercheurs car il peut refléter le plus fidèlement les caractéristiques cinétiques de la tyrosinase, dans laquelle l'étape limitant la production de mélanine est le cycle du monophénol [14].

3.1. Mécanisme de l'activité mycophénolate

Lors de la synthèse de la mélanine, la fonction principale de l'enzyme est d'oxyder les substrats monophénoliques en o-quinone par Eoxy. Ce processus est une caractéristique importante qui distingue la tyrosinase des autres oxydoréductases telles que la catéchol oxydase. Au cours du cycle du monophénol (Fig. 2), l'atome d'oxygène du phénol déprotoné est coordonné avec l'ion cuivre du centre actif de la tyrosinase oxydée pour former le complexe mycophénolate Eoxy (EoxyM), puis le phénol est ortho-électrophiliquement substitué à la diphénolase Emet complexe (EmetD). EmetD subit un processus de clivage pour générer directement de l'o-quinone et de l'edeoxy. Edeoxy se combine directement avec les molécules d'oxygène pour reformer Eoxy. C'est le processus cyclique de l'activité mycophénolate. Ce processus ne se termine pas tant que la réaction du substrat n'est pas terminée. Dans le processus de réaction du cycle du monophénol, si l'Emet à l'état naturel rencontre un substrat de monophénol, il subira une réaction d'oxydation extrêmement lente et entravera le déroulement normal de la réaction du monophénol. Par conséquent, cette période est appelée « période de latence » car Emet lui-même ne peut pas lier les molécules d'oxygène [12].

3.2. Mécanisme de l'activité diphénolase

4. Fonction de la tyrosinase

La tyrosinase fait partie de la famille du cuivre de type 3 et existe dans le processus précoce de formation de la mélanine. Il participe principalement aux deux processus réactionnels suivants [17] : (1) hydroxylation de la L-tyrosine en L-DOPA ; (2) oxydation de la L-DOPA pour former de la dopaquinone. La dopaquinone finira par former de la mélanine par une série de réactions. Les deux autres membres de la famille du cuivre de type 3 sont la catéchol oxydase et l'hémocyanine. La catéchol oxydase ne présente qu'une activité diphénolase et l'hémocyanine se trouve sur la lymphe de nombreux mollusques et arthropodes porteurs d'oxygène. Bien que les centres actifs des protéines de la famille du cuivre de type 3 soient conservés en termes de structure totale et de capacité à connecter les molécules d'oxygène, leurs activités enzymatiques potentielles sont légèrement distinctes en raison de la variabilité de l'attachement du substrat au centre enzymatique ou de l'incontrôlabilité que le substrat peut atteindre.

En plus de participer au processus de production de mélanine, la tyrosinase a également d'autres fonctions physiologiques importantes. Chez les éponges, les plantes et certains invertébrés, la tyrosinase est principalement impliquée dans le processus de cicatrisation des plaies et la réponse immunitaire primaire [18]. Chez les arthropodes, la tyrosinase peut favoriser le processus de durcissement de la couche cornée des animaux après la mue. La tyrosinase bactérienne peut être sécrétée dans le sol et participer au processus de couplage aléatoire de différents composés aromatiques pour former l'humus. Et, il a été découvert que la tyrosinase peut également être un antidote potentiel pour les substances toxiques du benzène [13,19]. De plus, il joue un rôle indispensable dans la destruction des plantes parasites contre les bactéries symbiotiques phénoliques, la production de pigments naturels et la synthèse d'antibiotiques d'acides aminés tels que la lincomycine. Le point commun de ces effets est indissociable de la tyrosinase utilisant des réactions redox avec des molécules d'oxygène [11].

5. Maladies liées à la tyrosinase

La distribution de la tyrosinase est étroitement liée aux fonctions physiologiques des plantes et des animaux. On pense généralement que les couleurs des plumes, des cheveux, des yeux, de l'épiderme des insectes, des graines et d'autres pigments sont le résultat de la tyrosinase [10]. La tyrosinase a des fonctions variables mais importantes dans différents organismes. Chez la plupart des insectes dans des conditions physiologiques normales, la tyrosinase existe sous la forme du zymogène, et différents types de tyrosinase existent dans des parties spécifiques des insectes pour remplir des fonctions physiologiques spécifiques [20]. En plus de participer à la production de mélanine, la tyrosinase d'insecte est la seule enzyme impliquée dans la kératose. La kératine durcie par les insectes peut bloquer l'invasion des micro-organismes et des corps étrangers et protéger le corps mou des invertébrés. Chez les arthropodes, la tyrosinase participe également à deux autres processus physiologiques importants, à savoir la réponse de défense et la cicatrisation des plaies. La mélanine produite par la tyrosinase chez les mammifères est sécrétée dans les kératinocytes de l'épiderme et des cheveux, décolorant la surface du corps, protégeant ainsi la peau et les yeux, résistant aux rayons ultraviolets et empêchant les tissus internes de surchauffer [10]. La tyrosinase trouvée chez les mammifères est couramment découverte dans les mélanocytes, qui sont des cellules hautement spécifiques qui existent dans la peau, les follicules pileux et les yeux pour produire des pigments [4,21]. Lorsque la fonction de la tyrosinase est réduite ou absente, elle affecte le métabolisme de la mélanine et provoque des maladies telles que l'épilepsie et l'albinisme. Les maladies autosomiques récessives chez les animaux et les humains sont également liées à la perte de tyrosinase ou à une activité réduite [22].

6. Sondes de tyrosinase

Les sondes sont des substances qui reconnaissent spécifiquement la cible et libèrent des signaux détectables qui reflètent la présence et l'activité de la cible. La méthode colorimétrique traditionnelle pour l'analyse de la tyrosinase a été limitée en raison de sa faible sensibilité [23]. Dans un premier temps, plusieurs autres méthodes de détection basées sur l'électrochimie et les nanoparticules d'or ont été rapportées par le groupe de Willner [24e27], ce qui non seulement augmente la versatilité de la détection mais met également à jour considérablement la colorimétrie en termes de sensibilité. Une stratégie fluorescente a également été introduite pour concevoir des sondes de tyrosinase hautement sensibles, comme le montre la figure 3. Des points quantiques initialement développés et des sondes fluorescentes polymères conjuguées peuvent être appliqués pour surveiller l'activité de la tyrosinase [28]. Néanmoins, les sondes fluorescentes à petites molécules sont particulièrement attrayantes en raison de leurs avantages particuliers tels que la sensibilité, la spécificité et la compatibilité. En 2008, l'équipe de Zhu a synthétisé un nouvel oligo (phénylènevinylène) (Pr1) soluble dans l'eau en tant que fluorophore FL contenant une ogive à tyrosine (WH) comme sonde fluorescente pour la tyrosinase. Il a été démontré que Pr1 est adapté pour détecter l'activité de la tyrosinase jusqu'à présent dans une solution tampon aqueuse même en gel d'agarose [29]. Premièrement, une sonde fluorescente proche infrarouge (NIR) à base de cyanine (Pr2) a été utilisée pour surveiller l'activité de la tyrosinase en 2010 par Ma et al. [30]. Le changement de couleur significatif avant et après la réaction a pu être détecté à l'œil nu. Cependant, ces sondes montrent également un mode d'arrêt provoqué par la fraction quinone générée par l'oxydation catalysée par la tyrosinase. Pour une utilisation fonctionnelle, cependant, la meilleure approche consiste à mettre en œuvre un bioessai en mode de mise en marche en raison de sa sensibilité et de sa plus grande aptitude à la bioimagerie de la tyrosinase dans les systèmes vivants. En 2010, Kim et al. [31] ont proposé une sonde fluorogène d'activation basée sur BODIPY pour détecter l'activité de la tyrosinase endogène dans les cellules de mélanome vivantes (Pr3, Fig. 4). Sur la base de recherches antérieures sur la tyrosinase appliquée pour éliminer les groupes protecteurs des amines [32], Yan et al. [33] ont préparé des sondes de tyrosinase, Pr4 et Pr5, dans lesquelles un groupe phénol et un groupe naphtylamine étaient connectés par une liaison urée en 2012. Fait important, Pr4 était la première sonde fluorogène à deux photons conçue pour détecter l'activité de la tyrosinase. dans un tampon aqueux et des cellules vivantes. En 2013, Wang et al. [34] ont montré que la sonde fluorescente à base de NBD-NH2-(Pr6 et Pr7) contenant des fractions phénol (WH) peut être utilisée pour détecter l'activité de la tyrosinase et dépister les inhibiteurs potentiels de la tyrosinase avec un "turn-on" stratégie. Cependant, il n'y a pas d'expérience biologique liée à l'imagerie cellulaire dans ce travail. En 2016, Li et ses collègues ont conçu un groupe de nouvelles sondes basées sur 7- amino-4-(trifluorométhyl)-coumarine en tant que fluorophore FL et les ont synthétisées, Pr8-11, avec des distances variables entre FL fluorophore et phénols. Pr9 s'est avéré être une sonde fluorogène hautement sensible et sélective pour l'imagerie des cellules de mélanome vivantes [35]. En 2018, l'équipe de Wu a été la première à utiliser une sonde fluorescente FL (Pr12) pour diagnostiquer le mélanome précoce dans des modèles de souris rongeurs (Figs. 4 et 5A). La sonde peut être activée par oxydation médiée par la tyrosinase, puis hydrolyser les liaisons urée pour produire un signal de fluorescence. En même temps, il peut également surveiller le niveau de tyrosinase endogène dans les cellules vivantes et le poisson zèbre de manière sensible et sélective (Fig. 5 B/C) [36].

En 2016, le groupe de Ma [37] a développé une nouvelle sonde fluorogène nommée Mela-TYR (Pr13, Fig. 4) pour cibler les mélanosomes afin de détecter l'activité de la tyrosinase. Pr13 a été conçu en incorporant du phtalimide avec de la morpholine et de l'urée dérivée de 4-amino-phénol. La sonde montre une réponse d'activation très sensible et sélective à la tyrosinase par une réaction d'oxydation-clivage. Les sondes de fluorescence décrites ci-dessus contenaient principalement un groupe 4-hydroxyphényle comme groupement de reconnaissance (WH) et présentaient une réponse de fluorescence parallèle à plusieurs espèces réactives de l'oxygène (ROS) et à la tyrosinase, ainsi interférées par les ROS. Le groupe de Ma a découvert une nouvelle fraction de reconnaissance de la tyrosinase, 3-hydroxy benzyloxy (WH), qui a montré divers mécanismes de réaction pour la tyrosinase et les ROS [38]. Une sonde de fluorescence NIR (Pr14, Fig. 4) a été développée en installant 3- hydroxy benzyloxy dans un fluorophore NIR (HXPI), et a montré une réponse off-on hautement spécifique à la tyrosinase au lieu de ROS, surmontant ainsi l'interférence. La présence du groupe hydroxy 3- facilite l'hydroxylation par la tyrosinase à la position vacante 4- mais pas par ROS, et l'intermédiaire subirait une élimination spontanée du réarrangement 1,6-, libérant un fluorophore libre. La spécificité élevée de la sonde développée a été prouvée par imagerie et détection de l'activité tyrosinase endogène dans les cellules vivantes et les poissons zèbres, et la spécificité élevée de la sonde a été vérifiée par un test immuno-enzymatique (Figs. 4 et 6). Le groupe de Ma a ensuite développé une autre sonde fluorogène activée (Pr15, Fig. 4) basée sur la résorufine incorporée avec un groupe 3-hydroxyphényle [39]. Il a été utilisé pour détecter et imager l'activité de la tyrosinase endogène dans une variété de cellules vivantes. Inspirés par la conception ci-dessus, Zhang et ses collègues [40] ont proposé une sonde de tyrosinase fluorogène (Pr16, Fig. 4) avec de la résorufine comme fluorophore, et l'ester de pinacol d'acide m-tolyl boronique (WH) comme nouvelle reconnaissance de la tyrosinase. moitié. La sonde a montré une sélectivité élevée pour la tyrosinase par rapport à d'autres substances biologiques, y compris les ROS. Cependant, il a été gravement perturbé par H2O2. En 2019, Hu et al. [41] ont rapporté une nouvelle sonde fluorogène à haute sélectivité chimique basée sur la fluorescéine (Pr17, Fig. 4), qui peut suivre la tyrosinase in vitro et in vivo, et réaliser la détection chimiosélective élevée de la tyrosinase. De plus, la sonde a réagi dans une solution aqueuse et a présenté une amélioration de la fluorescence de plus de 24 fois en présence de tyrosinase. De plus, Pr17 a montré d'excellentes caractéristiques de membrane cellulaire et de perméabilité tissulaire, ce qui a contribué à son succès dans le suivi de l'activité de la tyrosinase endogène dans des cellules vivantes aidées distinctes et des modèles de poisson zèbre. Le groupe de Ding a construit une nouvelle sonde de fluorescence NIR soluble dans l'eau (Pr18, Fig. 4) qui peut reconnaître spécifiquement la tyrosinase, qui est très stable à la température et au pH physiologiques et peut détecter avec précision la tyrosinase dans les systèmes biologiques sans être dérangée par des entités omniprésentes. Il peut être utilisé pour l'imagerie de la tyrosinase dans les cellules vivantes, le poisson zèbre et les modèles de souris xénogéniques [42].

Sidhu et al. a conçu et synthétisé une sonde fluorescente ratiométrique (Pr19, Fig. 4) à base de naphtalimide. Pr19 a une sélectivité et une sensibilité élevées pour la tyrosinase, et la limite de détection (LOD) est assez basse [43]. Le décalage du spectre d'excitation ou d'émission se produit après que la sonde est combinée avec des réactifs. Il peut être enregistré en utilisant le rapport de l'intensité de fluorescence mesurée à deux longueurs d'onde différentes, ce que l'on appelle la mesure du rapport. Les sondes fluorescentes ratiométriques basées sur ce principe montrent leur sensibilité et leur sélectivité et peuvent être utilisées pour l'étude de la fonction enzymatique dans les systèmes vivants [44]. L'équipe de Guo a proposé une nouvelle sonde fluorescente NIR ratiométrique et d'activation (Pr20, Fig. 4) pour la détection en temps réel de l'activité tyrosinase endogène. Ces caractéristiques particulières de la Pr20, combinées à une cytotoxicité rare, des caractères photophysiques supérieurs et une perméabilité de la membrane cellulaire, la rendent idéale pour la détection quantitative de l'activité tyrosinase endogène [45]. Les dérivés de cyanine, en tant que colorants fluorescents NIR typiques, peuvent être agrégés de manière contrôlée dans des solutions aqueuses et présentent ainsi de nombreuses propriétés spectrales significativement différentes. L'atome de chlore au centre du squelette cyanine est facilement remplacé par d'autres groupes fonctionnels. Sur la base de cette fonction, Zhang et al. [46] ont développé une nouvelle sonde fluorescente à base de cyanine (Pr21, Fig. 4) pour la détection par fluorescence ratiométrique de l'activité tyrosinase (Fig. 7). La détermination du rapport a obtenu un bon rapport signal sur bruit et la valeur LOD de l'activité de la tyrosinase était de 0,02 U/mL. De plus, Pr21 a été utilisé avec succès pour imager l'activité de la tyrosinase endogène dans les cellules B16 et la distinguer qualitativement des autres cellules cancéreuses/normales en l'absence de tyrosinase (Fig. 7).

7. Inhibiteurs de la tyrosinase

Les inhibiteurs sont généralement divisés en inhibiteurs réversibles et inhibiteurs irréversibles selon que les inhibiteurs interagissant avec les enzymes provoquent une inactivation permanente de l'enzyme. La caractéristique d'inhibition de la tyrosinase est une inhibition réversible. Pour l'inhibition caractérisée par une inhibition réversible, la combinaison de l'inhibiteur et de l'enzyme est un processus d'équilibre dynamique réversible [47e49]. L'augmentation de la concentration de l'inhibiteur entraînera une diminution de l'activité enzymatique, mais l'inhibiteur inhibe uniquement l'activité enzymatique au lieu d'inactiver l'enzyme de manière permanente. Lorsque la concentration d'inhibiteur diminue, l'activité de la tyrosinase augmente. Pendant ce temps, l'inhibition irréversible sera l'inactivation permanente de la tyrosinase. Selon les différents sites et modes d'interaction des inhibiteurs de la tyrosinase avec l'enzyme, ils peuvent être divisés en quatre formes : liaison compétitive, non compétitive, mixte et lente.

Les flavonoïdes sont un ensemble de composés composés de deux cycles benzéniques reliés par une chaîne à trois carbones. Étant donné que les groupes de chaînes latérales hydroxyle, méthoxy et glycoside se trouvent dans les cycles benzéniques, l'arrangement peut être subdivisé en flavonols, chalcones, dihydroflavones et oranges (Fig. 8) [56]. Les flavonoïdes sont largement distribués dans les feuilles, les graines, les peaux et les adeptes des plantes, et les chercheurs ont vérifié plus de 4000 flavonoïdes. Pour certaines plantes, les flavonoïdes et leurs dérivés ont une protection contre les rayons UV, les agents pathogènes et les herbivores [57]. L'analyse de la structure de l'extrait de racine de réglisse montre que la capacité inhibitrice de la tyrosinase de la néo glycyrrhizine, de la glycyrrhizine, de l'isoliquiritigénine et de la glycyrrhizine est liée à leur lipophilie. Parmi eux, l'inhibition du monophénol est plus efficace que celle du diphénol, indiquant qu'il s'agit d'une réaction limitant la vitesse dans la première étape de la réaction d'oxydation [58].

Certaines flavones contenant une structure {{0}}hydroxy-4-cétone peuvent inhiber de manière compétitive l'activité enzymatique en chélatant le cuivre au site actif de la tyrosinase, entraînant l'inactivation irréversible de la tyrosinase. Après avoir chélaté la tyrosinase, la molécule perd théoriquement sa structure plane et se déforme. Les inhibiteurs compétitifs ont généralement une structure parallèle au substrat, de sorte que la molécule pénètre facilement dans le site actif de la tyrosinase et empêche l'entrée de la L-DOPA [59,60]. Jeong et al. extrait deux flavonols des feuilles de Zanthoxylum piperitum. Les flavonols peuvent inhiber l'activité tyrosinase des champignons, qui est une inhibition compétitive, mais ils ne peuvent pas inhiber la production de mélanine de Streptomyces bikiniensis. Plus tard, il a été découvert que le composé flavonoïde isolé de la Philippine Formosa peut également inhiber la tyrosinase, et l'effet inhibiteur est meilleur que celui de l'acide kojique [62]. Liang et al. ont découvert que le pigment jaune de carthame peut également inhiber l'activité de la tyrosinase des champignons, avec une valeur de concentration inhibitrice demi-maximale (CI50) de 1,01 mg/mL. Cette relation d'inhibition semble être dose-dépendante [63]. La (2R, 3R)-(þ)-purpurine extraite de Shuiliao inhibe 70 % de l'activité de la tyrosinase et la concentration est de 0,50 mM. La capacité inhibitrice est meilleure que celle de l'acide kojique et de l'arbutine [64].

7,8,40 -la trihydroxyflavone est un dérivé flavonoïde qui inhibe l'activité de la tyrosinase diphénolase de manière non compétitive avec une valeur IC50 de 10.31 ± 0,41 mM et un Ki de 9,50 ± 0,40 mM. Le mécanisme d'action de ce composé avec la tyrosinase est un mécanisme statique et montre un seul site de liaison avec une constante de liaison de (7,05 ± 1,20) × 104 M-1 à 298 K. Les paramètres thermodynamiques montrent que le processus de liaison est lié aux liaisons hydrogène et aux forces de van der Waals [51].

3,8-hydroxyquinoléine (In1, Fig. 9 [65]) séparée des mutilans subsidiaires de Scolopendra peut inhiber la production et l'oxydation de la mélanine dans les cellules Melan-a. In1 montre un effet antioxydant développé par la concentration et inhibe de manière significative l'activité de la tyrosinase de champignon par une inhibition non compétitive. Dans le même temps, In1 s'avère non cytotoxique dans l'étude, comme le montre le tableau 1 [65]. La fraction d'acétate d'éthyle de l'extrait de fleur de Nymphaea nuchal (NNFE) (100 mg/mL) peut réduire efficacement la production de mélanine et inhiber l'activité de la tyrosinase des champignons. Le mécanisme sous-jacent consiste à interférer avec les facteurs de transcription et les voies de signalisation universelles dans la synthèse de la mélanine [66]. La capsaïcine (In2, Fig. 9 [67]) et la dihydrocapsaïcine (In3, ​​Fig. 9) extraites du poivre peuvent inhiber l'activité de la tyrosinase. Le résultat montre que la valeur IC50 de In2 est 1,73 fois inférieure à celle de In3. La constante d'inhibition (Ki) soutient également l'activité inhibitrice de In3 (0,39 mM, Tableau 1) sur la tyrosinase est inférieure à celle de In2 (0,30 mM, Tableau 1) [67]. Il a été constaté que la caféine (In4, Fig. 9 [68]) extraite du pollen de camélia présente une forte activité inhibitrice vis-à-vis de la tyrosinase de champignon dans un modèle non compétitif, comme indiqué dans le tableau 1. In4 modifie le site de liaison de la L-tyrosine et le cycle conformation adjacente au centre actif en se liant à la tyrosinase. Les résultats expérimentaux montrent que In4 a un effet inhibiteur évident sur l'activité tyrosinase dans les cellules et la génération de mélanine des cellules de mélanome B16F10 est liée à la concentration [68]. L'acide caftarique (In5, Fig. 9) extrait du raisin peut inhiber de manière compétitive la tyrosinase, et la valeur IC50 (Tableau 1) est inférieure à celle des composés relationnels, les acides caféique et chlorogénique [47]. La phlorétine (In6, Fig. 9) peut se lier à la tyrosinase par un processus statique, ce qui provoque un changement de conformation de la tyrosinase, inhibant ainsi son activité. Dans le même temps, In6 a une forte capacité antioxydante et la capacité de réduire l'o-dopaquinone en LDOPA [48].

Les chercheurs ont évalué deux spiroacridines (AMTAC-01, In7, Fig. 9) et (AMTAC-02, In8, Fig. 9) comme inhibiteurs de la tyrosinase. Les résultats montrent que les dérivés de l'acridine interagissent fortement avec la tyrosinase de champignon. In8 est plus efficace pour inhiber l'activité enzymatique que In7, comme le montre le tableau 1, ce qui indique que le groupe méthoxy de In8 est fortement corrélé à l'activité inhibitrice [49]. Plusieurs 21 thiosemicarbazones halogénées (TSC) ont été synthétisées et étudiées. Il a été constaté que les TSC 6, 12 et 21 (In9/10/11, Fig. 9 [69]) présentent de puissantes propriétés inhibitrices avec différentes IC50, respectivement (tableau 1). Ils démontrent un mécanisme mutuellement réversible et compétitif pour inhiber la tyrosinase. Parmi les composés étudiés, les dérivés para-substitués de l'acétophénone des thiosemicarbazones ont la plus grande affinité pour l'enzyme [69]. La pénicilline V (In12, Fig. 9) est un antibiotique bactériolytique b-lactame. Des études ont montré que In12 peut inhiber l'activité des mycophénolates et des diphénolases. Des études d'extinction de fluorescence et d'amarrage moléculaire ont montré que In12 peut former une interaction statique près de la poche catalytique de l'enzyme, empêchant ainsi le transport du substrat vers le site actif et réduisant la plasticité du cuivre pour la catalyse [70]. Récemment, Raza et al. ont étudié le potentiel inhibiteur des N-(phényle substitué)-4-{(4-[(E)-3- phényl-2-propényl]-1-pipérazinyl) butanamides ( 5a-e) sur la tyrosinase. Tous les composés se sont avérés biologiquement actifs, 5b (In13, Fig. 9) présentant le potentiel inhibiteur le plus élevé [71]. Mahajan et al. conçu et synthétisé les quinazolinone ben amides 4a-h (In14e21, Fig. 9). Grâce à l'étude de l'effet inhibiteur des composés sur l'activité de la tyrosinase, il a été constaté que tous les composés présentent des valeurs IC50 inférieures à celles de l'acide kojique standard, comme indiqué dans le tableau 1 [72]. Shen et al. ont trouvé un nouvel inhibiteur de la tyrosinase, le peptide ECGYF (EF-5, In22) comme le montre la Fig. 9. La liaison entre In22 et la tyrosinase dépend principalement de la liaison hydrogène et des interactions hydrophobes, et l'effet d'inhibition de la tyrosinase est plus fort que celle de l'arbutine et du glutathion [73]. Lui et coll. isolé trois tamariscinols 1/2/3 (In23/24/25) et deux composés phénoliques 4 & 5 (In26 & 27) comme le montre la Fig. 9. Des expériences ont montré que tous les isolats ont des effets inhibiteurs sur la tyrosinase des champignons, In23 étant le la plus efficace (Tableau 1) [74].

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