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酪氨酸酶(EC1.14.18.1)是一种含铜离子的金属酶,在色素合成方面具有重要的生理功能。广泛存在于微生物、动植物及人体中。酪氨酸酶的抑制剂在医药、美容以及农业具有潜在的应用价值。本课题选择天麻素作为研究对象,通过酶抑制动力学研究了天麻素对酪氨酸酶的抑制作用,通过分子动力学模拟出天麻素和酪氨酸酶的相互作用位点。以及天麻素对鼠黑色素表皮细胞(HEM)的形态、细胞增殖率、细胞凋亡率、酪氨酸酶活性及黑色素生成量的影响。结合体外细胞学观察,研究天麻素对氧化损伤细胞的保护作用。研究内容与结果如下:1.采用分光光度计法建立酪氨酸酶抑制剂反应体系。确定在室温(25oC)下,以2mM的左旋多巴为底物,酶的最终浓度是6.65μg/ml反应体系。结果表明:天麻素对酪氨酸酶活性的抑制存在剂量依赖性,当抑制率达到50%时,天麻素的半抑制浓度(IC50)为69.37±9.22mM;天麻素对酪氨酸酶的抑制作用表现为混合型抑制,抑制常数Ki=123.8±20.2mM。2.同源模拟法模拟酪氨酸酶三维空间结构。使用AutoDock Vina程序预测了天麻素和酪氨酸酶之间有17个对接集群,计算出天麻素和酪氨酸酶的结合能。预测了天麻素与酪氨酸酶的对接位点,并检测结构的稳定性。结果表明:天麻素和酪氨酸酶的结合能为-6.3千卡/摩尔;天麻素直接作用于酪氨酸酶活性位点,通过自身羟基抑制酪氨酸酶活性。3.倒置显微镜观察天麻素对HEM细胞形态的影响;MTT比色法和PI染色测定天麻素对HEM细胞增值率和凋亡率的影响;L-多巴氧化法测定天麻素对HEM细胞酪氨酸酶活力的影响;氢氧化钠裂解法测定天麻素对HEM细胞黑色素生成量的影响。结果表明:天麻素对HEM细胞酪氨酸酶有抑制作用,且呈浓度性依赖;药物作用72h后细胞黑色素生成显著减少;同时天麻素对细胞毒性很小,在0-32mM浓度范围内,天麻素对细胞形态、增值率、凋亡率基本无影响。4.光镜实验比较各组细胞形态学的变化;台盼蓝拒染法检测细胞存活率;MTT实验比较各组细胞增殖活力的改变; PI染色测定细胞凋亡率,酶生化法测定胞浆内丙二醛(MDA)含量和总抗氧化能力(T-AOC)。结果表明:500mmol/L的H2O2处理下,天麻素在250-750μg/ml浓度范围内可以提高HEM细胞的活性,降低了细胞凋亡率,胞浆中MDA含量下降,T-AOC含量提高;因此,天麻素在低浓度范围内对氧化损伤的细胞具有一定保护作用。