Sắc tố là một trong những đặc điểm kiểu hình rõ nhất trong tư nhiên. Trong tế bào động vật hoặc thực vật, một sắc tố được định nghĩa là chất tạo màu do chúng tán xạ và hấp thụ các bước sóng ánh sáng khác nhau, trong đó có melanin. Melanin được tiết ra bởi các tế bào sắc tố phân bố ở phía dưới lớp biểu bì. Vai trò của melanin là bảo vệ da khỏi các tác hại của tia tử ngoại, đặc biệt là tia cực tím. Các tế bào sắc tố ở động vật có vú có thế sản xuất ra hai loại melanin là eumelanin và pheomelanin. Eumelanin có màu từ nâu đến đen, không tan trong hầu hết các dung môi, liên kết chặt chẽ với protein thông qua các liên kết đồng hóa trị [50, 51]. Pheomelanin có màu từ vàng đến đỏ, có bộ khung được tạo bởi các tiểu đơn vị là benzothiazin và cũng liên kết chặt chẽ với protein
17
thông qua liên kết đồng hóa trị. Tỷ lệ về số lượng và mật độ của hai sắc tố này quyết định màu của da, tóc và mắt.
Cơ chế hình thành sắc tố melanin được thể hiện qua hình 1.7:
Hình 1. 7: Cơ chế hình thành sắc tố melanin
Tổng hợp sắc tố melanin được bắt đầu bởi quá trình oxi hóa chất nền tyrosine thành dopaquinon với sự tham gia xúc tác của tyrosinase. Dopaquinon thu được sẽ đóng vai trò là chất nền để tổng hợp eumelanin và pheomelanin. Sau khi hình thành, dopaquinon sẽ trải qua biến đổi nội phân tử để tạo ra leukodopachrome. Kết quả của quá trình oxi hóa khử leukodopachrom và dopaquinon là dopachrom và L-3,4- dihydroxyphenylalanine (L-DOPA). L-DOPA cũng là tác chất để tyrosinase oxi hóa thành dopaquinon. Dopachrom dần phân hủy để tạo ra dihydroxyindole (DHI) và dihydroxyindole-2-carboxylicacid (DHICA). DHI bị oxi hóa dưới sự xúc tác của tyrosinase hình thành indole-5,6-quinon (IQ). Cuối cùng, DHICA được xúc tác bởi TRP- 2, được gọi là dopachrom tautomerase (DCT), cùng với IQ bị oxi hóa thành eumelanin.
18
Bên cạnh đó, dopaquinon được chuyển đổi thành 5-S-cysteinyldopa hoặc glutothionyldopa với sự tham gia của cysteine hoặc glutathione. Quá trình oxy hóa sau đó tạo ra các chất trung gian benzothiazine và cuối cùng tạo ra pheomelanin [52].
Tyrosinase tham gia vào quá trình đầu của việc hình thành sắc tố da melanin, sắc tố gây tối màu [53-55]. Chính vì thế mà các chất dùng để ức chế tyrosinase được sử dụng rộng rãi trong việc điều trị các bệnh về sắc tố da và trong mỹ phẩm như một yếu tố làm trắng da.