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Biological evaluation of Keggin-type polyoxometalates on tyrosinase: Kinetics and molecular modeling.
Chemical Biology & Drug Design ( IF 3.2 ) Pub Date : 2020-05-30 , DOI: 10.1111/cbdd.13734 Guoxiang Chi 1 , Lefang Xie 1 , Meijuan Zhao 1 , Li Wang 1 , Fang Wang 2 , Jian Li 1 , Aping Zheng 1
Chemical Biology & Drug Design ( IF 3.2 ) Pub Date : 2020-05-30 , DOI: 10.1111/cbdd.13734 Guoxiang Chi 1 , Lefang Xie 1 , Meijuan Zhao 1 , Li Wang 1 , Fang Wang 2 , Jian Li 1 , Aping Zheng 1
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Abnormal overexpression of tyrosinase activity can lead to the production of hyperpigmentation in human skin and enzymatic browning in fruits and vegetables. Herein, the inhibition and mechanism of the H3PMo12O40 and two transition metal‐substituted Keggin‐type polyoxometalates (Na7PMo11CoO40 and Na7PMo11ZnO40) on tyrosinase were studied by kinetics and molecular modeling. Kinetic studies indicated that all compounds had more potent inhibitory activities than standard arbutin, and H3PMo12O40 (IC50 = 0.443 ± 0.006 mm) is ~15‐fold stronger inhibition than arbutin. Additionally, all compounds inhibited tyrosinase in a reversible competitive manner. Intriguingly, molecular modeling elucidated that three compounds competitively bind to tyrosinase mainly through more interactions with Cu2+ ions and the amino acid residue capable of forming cation‐π and hydrogen bonding, forming a reversible non‐covalent complex. Molecular simulation study correlated well with the biological activity of three compounds in vitro. This work provided new insights into design and synthesis of polyoxometalates as tyrosinase inhibitors in the field of medicine, cosmetic, and food.
中文翻译：
Keggin 型多金属氧酸盐对酪氨酸酶的生物学评价：动力学和分子模型。
酪氨酸酶活性的异常过度表达可导致人体皮肤色素沉着过度和水果和蔬菜酶促褐变。在此，通过动力学和分子模型研究了 H 3 PMo 12 O 40和两种过渡金属取代的 Keggin 型多金属氧酸盐（Na 7 PMo 11 CoO 40和 Na 7 PMo 11 ZnO 40）对酪氨酸酶的抑制作用和机制。动力学研究表明，所有化合物都比标准熊果苷和 H 3 PMo 12 O 40 (IC 50 = 0.443 ± 0.006 m m ) 的抑制作用比熊果苷强约 15 倍。此外，所有化合物都以可逆的竞争方式抑制酪氨酸酶。有趣的是，分子模型阐明了三种化合物主要通过与 Cu 2+离子和能够形成阳离子-π 和氢键的氨基酸残基更多的相互作用与酪氨酸酶竞争结合，形成可逆的非共价复合物。分子模拟研究与三种化合物的体外生物活性相关性很好。这项工作为在医学、化妆品和食品领域作为酪氨酸酶抑制剂的多金属氧酸盐的设计和合成提供了新的见解。
更新日期：2020-05-30
中文翻译：
Keggin 型多金属氧酸盐对酪氨酸酶的生物学评价：动力学和分子模型。
酪氨酸酶活性的异常过度表达可导致人体皮肤色素沉着过度和水果和蔬菜酶促褐变。在此，通过动力学和分子模型研究了 H 3 PMo 12 O 40和两种过渡金属取代的 Keggin 型多金属氧酸盐（Na 7 PMo 11 CoO 40和 Na 7 PMo 11 ZnO 40）对酪氨酸酶的抑制作用和机制。动力学研究表明，所有化合物都比标准熊果苷和 H 3 PMo 12 O 40 (IC 50 = 0.443 ± 0.006 m m ) 的抑制作用比熊果苷强约 15 倍。此外，所有化合物都以可逆的竞争方式抑制酪氨酸酶。有趣的是，分子模型阐明了三种化合物主要通过与 Cu 2+离子和能够形成阳离子-π 和氢键的氨基酸残基更多的相互作用与酪氨酸酶竞争结合，形成可逆的非共价复合物。分子模拟研究与三种化合物的体外生物活性相关性很好。这项工作为在医学、化妆品和食品领域作为酪氨酸酶抑制剂的多金属氧酸盐的设计和合成提供了新的见解。
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