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酪氨酸酶(EC 1.14.18.1)是黑色素合成反应中的唯一必需酶,在皮肤和头发中产生可见的颜色。过多的黑色素产生或不正常的分布会导致皮肤不规则的过度色素沉着。为了开发改善或预防色素沉着障碍(如黄褐斑和老年斑)的治疗或预防药物,通常以破坏酪氨酸酶活性为目标。在食品工业中,酪氨酸酶是控制水果和蔬菜质量和经济效益的一种非常重要的酶,导致水果和蔬菜的酶促褐变,酪氨酸酶在昆虫的发育和防御功能中也起着重要作用。此外,酪氨酸酶抑制剂对于可用于预防或治疗色素沉着障碍的医药和化妆品已变得越来越重要。因此,开发高效低毒的酪氨酸酶抑制剂在治疗皮肤色素沉着,防止果蔬褐变及防治农业病虫害等方面有重要意义。多金属氧酸盐(POMs),简称多酸,由处于最高氧化态的金属原子与氧离子以最适的电荷密度与荷质比结合在一起,是过渡金属(主要是钒、钼和钨)与氧的负电荷聚集体。由于几乎其他任何元素都可以结合到多酸的框架结构中,这造就了多酸结构的巨大多样性。多酸结构的多变性使其在催化领域、材料科学和生物医药领域都有广泛的应用。各个领域关于多酸的研究表明其未来有希望成为一种新型的酶抑制剂。因此,本论文研究了Dawson型磷钼酸盐对酪氨酸酶的作用机制,并探讨了其对B16F10黑色素瘤细胞的生物学效应以及抗氧化能力。本文将为开发新型的酪氨酸酶抑制剂和果蔬保鲜剂的研制提供实验依据,扩展了多金属氧酸盐的应用领域。本论文的主要研究内容和结果如下:(1)合成了九种Dawson结构的磷钼酸:分别是P2Mo18,P2Mo17Co,P2Mo17Fe,P2Mo17Ni,P2Mo17V,P2Mo16V2,P2Mo15V3,P2Mo14V4和P2Mo13V5。采用UV、IR、XRD、NMR四种方法对以上化合物进行表征,确认所有多酸都具有Dawson型结构。(2)四种化合物均对酪氨酸酶有荧光猝灭作用,氢键和范德华力在二者结合过程中起主要作用。分子对接发现,多酸结合在酪氨酸酶的疏水空腔内并引起活性部位构象的改变,导致铜离子间距变大。这种复合物的稳定性主要是靠范德华力和氢键维持的,也有少量离子键和芳香基的作用。(3)在一定的浓度下,九种多酸均能抑制细胞内酪氨酸酶活性和黑色素生成量,其中P2Mo18,P2Mo17Co,P2Mo17Ni,P2Mo17V,P2Mo16V2,P2Mo15V3六种多酸在实验浓度范围内没有显示出细胞毒性。多酸能抑制体内黑色素的生成,这种作用与多酸对细胞内酪氨酸酶的抑制活性存在一定关联,但对酶活性和黑色素生成量的抑制并不完全成正比。综合多酸的细胞毒性以及对细胞内酪氨酸酶活性和黑色素含量的影响,P2Mo17Ni,P2Mo17V对细胞的生物学效应最好。(4)所有多酸化合物都具有抗氧化能力,并且在一定的浓度范围内存在剂量依赖趋势。其中P2Mo17Ni,P2Mo16V2,P2Mo15V3是优良的抗氧化剂,对DPPH和ABTS两种自由基都有良好的清除效果,在未来有开发为黑色素合成抑制剂的潜力。