8. Applicazione della tirosinasi

Come importante risorsa biologica, la tirosinasi ha una vasta gamma di usi nel campo dell'ingegneria ambientale e molte importanti funzioni fisiologiche nel corpo. Inoltre, in combinazione con l'immobilizzazione [75], i biosensori e altre tecnologie, l'uso della tirosinasi per l'ossidazione catalitica, il trattamento delle acque reflue industriali e il rilevamento di composti è gradualmente diventato un punto focale della ricerca nei campi della protezione ambientale e del rilevamento biologico .

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Secondo studi pertinenti,cistancheè un'erba comune conosciuta come "l'erba miracolosa che prolunga la vita". Il suo componente principale èCistanoside, che ha vari effetti comeantiossidante, antinfiammatorio, Epromozione della funzione immunitaria. Il meccanismo tra cistanche epelle sbiancamentorisiede nell'effetto antiossidante della cistancheglicosidi. La melanina nella pelle umana è prodotta dall'ossidazione della tirosina catalizzata datirosinasie la reazione di ossidazione richiede la partecipazione dell'ossigeno, quindi i radicali liberi dell'ossigeno nel corpo diventano un fattore importante che influenza la produzione di melanina. Cistanche contiene cistanoside, che è un antiossidante e può quindi ridurre la generazione di radicali liberi nel corpoinibendo la produzione di melanina.

8.1. Protezione ambientale

Tyrosinase can catalyze the oxidation of mono phenolic compounds. Wada et al. [76] revealed that the rate of tyrosinase removal of substituted phenols in aqueous solutions follows the order of catechol > cresol>p-clorofenolo > fenolo > pmetossifenolo. La tirosinasi può rimuovere non solo i fenoli ma anche varie sostanze organiche come le ammine organiche, che alla fine formano un precipitato e possono essere facilmente lavorate. Pertanto, la tirosinasi nei microrganismi può essere utilizzata in campi di ingegneria ambientale come fabbriche e ospedali per degradare e trattare le acque reflue contenenti fenolo e ammina [77]. Con la continua esplorazione del processo di trattamento, le condizioni di reazione sono state gradualmente ottimizzate. Yamada et al. hanno scoperto che la combinazione di tirosinasi e chitosano ha un effetto migliore sulla rimozione dei composti fenolici nelle acque reflue artificiali. La tirosinasi catalizza l'ossidazione dei composti fenolici in derivati ​​​​del chinone, che vengono successivamente chemisorbiti sulla membrana del chitosano. Alcuni fenoli alchil-sostituiti, come p-metilfenolo, p-propilfenolo, p-butilfenolo e p-clorofenolo, hanno tassi di rimozione fino al 93% [78]. Se il gruppo amminico della tirosinasi fosse fissato sulla resina a scambio cationico, potrebbe rimuovere completamente il fenolo dopo 2 ore con attività appena indebolita per 10 cicli di riutilizzo [71]. Fissata su alluminosilicato di sodio modificato (NaA) e alluminosilicato di calcio (CaA), la tirosinasi può anche essere utilizzata più volte senza alcuna diminuzione dell'attività [79]. Inoltre, il complesso formato da nanomateriali e polifenolossidasi può ridurre efficacemente gli svantaggi degli enzimi tradizionali nel trattamento delle acque reflue [80].

8.2. Rilevamento biologico

Il biosensore, come tecnologia emergente per il rilevamento biologico, è un dispositivo analitico che immobilizza enzimi, DNA, anticorpi, cellule, ecc. come sostanze di riconoscimento molecolare su un conduttore e converte i cambiamenti chimici o termici, ecc. in segnali elettrici. È ampiamente utilizzato in settori come l'industria alimentare, l'ingegneria ambientale, l'ingegneria della fermentazione e la medicina, a causa della sua sensibilità, specificità, tracciabilità, rapidità e precisione. Wu et al. [81] hanno rilevato rapidamente il bisfenolo A utilizzando grafene su scala nanometrica come biosensore di base della tirosinasi. Yang et al. [82] hanno sviluppato un nuovo biosensore di tirosina basato su un film composito di nichel rivestito di carbonio chitosano, che è stato utilizzato per rilevare il catecolo a causa delle caratteristiche di stabilità rapida, riutilizzabile e buona. Jiang et al. [83] utilizzando la tecnologia di assemblaggio strato per strato, ha creato un reattore di tirosinasi capillare immobilizzato per lo screening degli inibitori della tirosinasi. Singh et al. [84] hanno proposto un biosensore a fibre ottiche basato sulla risonanza plasmonica di superficie per rilevare i composti fenolici in soluzioni acquose.

9. Conclusione

Poiché la tirosinasi è coinvolta nel processo di doratura degli alimenti e nei disturbi della depigmentazione negli esseri umani, i ricercatori hanno ampiamente studiato sonde e inibitori specifici. Composti efficaci in fonti naturali come le piante hanno il potenziale per inibire la tirosinasi. L'utilizzo di sonde per rilevare il meccanismo dell'attività della tirosinasi fornisce un mezzo efficace per studiare il meccanismo dell'attività della tirosinasi e lo screening degli inibitori della tirosinasi. Tuttavia, le sonde attualmente sviluppate devono essere ottimizzate a causa della scarsa biocompatibilità e stabilità. Questo articolo riassume molti inibitori naturali, semisintetici e sintetici e discute gli effetti inibitori di questi composti sull'attività della tirosinasi. Sulla base della revisione, nonostante l'ampia varietà di inibitori naturali, l'unità fenolica è ancora una parte importante di molti inibitori della tirosinasi. Scaffold adatti sono stati progettati da molti ricercatori sulla base di quelle strutture di composti naturali, ma gli inibitori di nuova concezione necessitano di maggiori sforzi in futuro. Con lo sviluppo della biologia chimica, sempre più sonde e inibitori hanno migliori caratteristiche biologiche, che promuoveranno la nostra ricerca sulla tirosinasi.

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