Inibição da atividade da Tirosinase por análogos do ácido Kójico

A tirosinase é uma enzima chave para a biossíntese de melanina. É uma enzima “cobre-dependente” que pode existir em três estados intermediários: desoxi (Cu¹⁺ -Cu¹⁺), oxi (Cu ²⁺ - O² -Cu²⁺) e met (Cu²⁺) - Cu²⁺). Apresenta atividade bifuncional, pois oxida fenóis ou catecóis em seus o-difenóis correspondentes, sendo que o processo de oxidação de fenóis pode ser descrito por cinética de Michaelis-Menten. Distúrbios na tirosinase estão associados com hiperpigmentação e escurecimento enzimático de frutas e fungos. Assim a busca por substâncias de origem natural ou sintética capazes de regular o comportamento desta enzima é fator chave para o tratamento de tais desordens. Nesta perspectiva, no presente trabalho buscou-se analisar bioquimicamente a atividade anti-tirosinase de análogos do ácido kójico derivados de 4H- pironas (S-01, S-02, S-03 e S-04) e derivados de diidropirano [3, 2-b] cromenodionas (S-05, S-06, S-07 e S-08), quimicamente planejadas por modelagem molecular no LPDF, do ICEN da UFPA. A cinética das substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentaram inibição do tipo competitiva, semelhante ao padrão de inibição do ácido kójico, com valores de Ki de 145,0 ± 20,0 μM; 64,0 ± 10,0 μM; 4,0 ± 0,0 μM; 6,0 ± 0,0 μM; 9,0 ± 0,0 μM, respectivamente, e de 5,0 ± 0,0 μM para o ácido kójico, enquanto a substância S-01 apresentou uma inibição do tipo mista (Ki = 999,0 ± 150,0 μM). Já as substâncias S-03 e S-05 não apresentaram atividade inibitória. As substâncias testadas demonstraram alto grau de segurança tanto na integridade de membrana de eritrócitos em teste de hemólise, quanto na viabilidade em teste com MTT em culturas de fibroblasto MRC5, em cultura de células nervosas de retina de embrião de galinha e em melanoma B16F10. Assim, demonstrou-se que as substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentam atividade como potentes inibidores de tirosinase, podendo ser candidatos no tratamento de desordens de pigmentação.

ABSTRACT: Tyrosinase is an enzyme’s key for melanin biosynthesis. It is a "copper-dependent" enzyme which exhibits three intermediate states: deoxy (Cu¹⁺ -Cu¹⁺), oxi (Cu ²⁺ - O² -Cu²⁺) e met (Cu²⁺) - Cu²⁺). This enzyme has bifunctional activity since it can oxidize phenol or catechols in their corresponding o-diphenols. In addition, oxidation of phenols can be described by Michaelis-Menten kinetics. Hyperpigmentation disorders and enzymatic browning of fruit and fungi is associated with tyrosinase.Therefore the research for substances of natural or synthetic origin that could have an effective regulation on the behavior of this enzyme is a key factor of the treatment of such disorders. In this perspective, the present study consisted in analyze the biochemically anti-tyrosinase activity of kojic acid and its analogues derivatives from 4H-pyrones (S-01, S-02, S-03 and S-04) and derivatives from diidropirano [3, 2-b] cromenodionas (S-05, S-06, S-07 and S-08) chemically designed by molecular modeling in LPDF from ICEN UFPa. The kinetics of substances S-02, S-04, S-06, S-07 and S-08 showed competitive inhibition, similar to the pattern of inhibition of kojic acid with Ki values = 145,0 ± 20,0 μM; 64,0 ± 10,0 μM; 4,0 ± 0,0 μM; 6,0 ± 0,0 μM; 9,0 ± 0,0 μM, respectively, and 5,0 ± 0.0 μM for kojic acid, while S-01 had mixed type of inhibition (Ki = 999,0 ± 150,0 μM). Since the S-03 and S-05 substances showed no inhibitory activity. The substances tested demonstrated a high degree of safety both in the integrity of the erythrocyte membrane in the hemolysis test as in the test with MTT viability in cultures of MRC5 fibroblasts, culture of nerve cells from chicken embryo retina and B16F10 melanoma. Thus, it was demonstrated that S-02, S-04, S-06, S-07 and S-08 substances have potent activity as inhibitors of tyrosinase and may be candidates for the treatment of pigmentation disorders.