1.3.3. Các ch t c ch c a enzyme tyrosinase
Ch t c ch ki u c nh tranh: Các h p ch t c ch c nh tranh s liên k t v i enzyme tyrosinase vƠ ng n c n enzyme này liên k t v i c ch t. đơy, các ch t c ch vƠ c ch t lo i tr l n nhau, th ng là b i chúng c nh tranh cho cùng m t v trí. Các ch t c ch c nh tranh dùng làm tr ng da th ng s là m t h p ch t h u c có
liên k t tơm đ ng Cu c a enzyme tyrosinase ho c m t d n xu t t chính c ch t đó
[34].
Ch t c ch không c nh tranh: Ch t c ch ch bám vào ph c h p enzyme - c
ch t (E – S), s n ph m P không đ c t o thành (Hình 1.8) [34].
Ch t c ch h n h p: Ch t c ch này v a liên k t v i m t enzyme tyrosinase v a liên k t v i ph c h p enzyme - c ch t. Ph n l n các lo i h n h p này có th liên k t cân b ng cho m i lo i enzyme khác nhau và ho t đ ng đ c l p [34].
Ch t c ch cân b ng: Là m t tr ng h p đ c bi t c a ch t c ch h n h p khi liên k t c a chúng v i enzyme tyrosinase và enzyme ch t n n có th liên k t cân b ng gi ng nh nhau (K2 = K4) (Hình 1.8) [34].
11 K2 K4 Không c nh tranh K1 1. E + S ES E + P + + I I EI ESI H n h p hay cân b ng (K2 = K4) Hình 1.8. C ch làm tr ng da
Trong đóμ E, S, I, vƠ P l n l t lƠ enzyme, c ch t, ch t c ch , và s n ph m
t ng ng; ES là ph c h p enzyme - c ch t, EI và ESI l n l t là ph c h p enzyme - ch t c ch và enzyme - c ch t - ch t c ch .
1.3.4. nhăh ng c aăqătrìnhăkhángăoxyăhóaăđ n q trình c ch enzyme tyrosinase
Các d ng oxy ho t đ ng (reactive oxygen species - ROS) bao g m các g c t do và m t s phân t đ c bi t mà trong c u trúc có ch a nguyên t oxy có kh n ng
tham gia ph n ng oxy hóa kh m nh [35]. ROS là s n ph m chuy n hóa t nhiên c a quá trình trao đ i ch t trong c th vƠ đóng vai trị quan tr ng trong ho t đ ng t bào, cân b ng n i môi. Tuy nhiên, qua th i gian b tác đ ng b i các y u t bên ngoài (tia UV, ti p xúc v i nhi t đ cao…) hay y u t bên trong (c ng th ng, n i ti t t …), l ng ROS có th hình thƠnh v t quá kh n ng ki m soát c a h th ng ch ng oxy hóa c a c th d n đ n tình tr ng stress oxy hóa [36].
Nhi u nghiên c u khoa h c đư ch ng minh s gia t ng stress oxy hóa có nh
h ng đ n quá trình hình thành s c t melanin trong da. Trong đó, g c hydroxyl (OH)
đ c t o ra thông qua ph n ng monophenolase chuy n tyrosine thành L-Dopa v i xúc tác enzyme tyrosinase [37]. ơy lƠ g c có ho t đ ng m nh nh t trong các ROS và gây nhi u th ng t n cho t bào [38]. S có m t c a g c hydroxyl này tham gia
K3 C nh tranh
12
vào hàng lo t các quá trình oxy hóa L-Dopa thành Dopaquinone, sau cùng là hình thành h c t melanin [30].
Kháng oxy hóa đóng vai trò quan tr ng vƠ lƠ b c đ u tiên ng n ch n quá trình hình thành h c s c t melanin. Nhi u nghiên c u đư ch ng minh g c t do NO có kh
n ng kích ho t enzyme tyrosinase, xúc tác quá trình t ng h p các dihydroxyphenylalanin (L-Dopa) t các acid amin tyrosine [39]. Ngoài ra, g c t do superoxide (H2O2) kích ho t enzyme phenylalanine hydroxylase (PAH) đ s n xu t ra các L-tyrosine [40].
Do đó, b ng cách s d ng các h p ch t có kh n ng kháng oxy hóa trong các
loài th c v t nh polyphenol, flavonoid… s có tác d ng c ch vƠ ng n ch n g c t do hydroxyl thông quan ph n ng enzyme tyrosinase v i ch t n n tyrosine và L- Dopa.
1.4. Các h p ch t có kh n ngă c ch enzyme tyrosinase
Y u t chính quy t đnh s c t da lƠ hƠm l ng melanin có trên da và enzyme tyrosinase là m t phân t quan tr ng tham gia vào quá trình hình thành các s c t melanin [41]. Vì th , c ch enzyme tyrosinase có th giúp đi u tr , h n ch các r i lo n liên quan đ n v n đ t ng s c t . Hi n nay, vi c nghiên c u tìm ki m các h p ch t có tác d ng c ch enzyme nƠy có Ủ ngh a l n trong y h c và m ph m.
1.4.1. Các h p ch t c ch tyrosinase có ngu n g c t nhiên
Polyphenol đ i di n cho m t nhóm đa d ng các h p ch t phenolic, chúng đ c phân b r ng rãi trong t nhiên. Polyphenol c ng lƠ m t trong các h p ch t c ch enzyme tyrosinase. Tùy vào v trí c a nhóm th trên các polyphenol đóng vai trò
quy t đ nh đ n kh n ng c ch enzyme tyrosinase.
Ngoài chi t xu t Citrus, các ch t chi t xu t t các loài thu c chi Morus đ c bi t đ n nh m t cơy giƠu polyphenol vƠ đ c s d ng r ng rưi nh m t tác nhân
đi u tr t nhiên không đ c h i, c ng có ti m n ng cao do có nhi u ch t c ch tyrosinase m nh đư đ c phân l p t các b ph n khác nhau c a cây. Mulberroside F (moracin M-6,3-di-O- -glucopyranoside) đ c phân l p t lá cây dâu t m có tác d ng c ch enzyme tyrosinase cao g p 4-5 l n kojic acid và th hi n kh n ng c ch nh h ng c a vi c hình thành melanin trong t bào melanoma [34].
13
Flavonoid là m t trong nh ng h p ch t t nhiên đi n hình có kh n ng c ch enzyme tyrosinase [42]. Nh ng h p ch t thu c h flavonoid có s l ng r t l n và là m t trong nh ng d n xu t c a polyphenol. Có h n 4000 flavonoid đ c chia thành 7 nhóm chính là flavone, flavonol, flavanone, flavanol, isoflavonoid, chalcone và catechine có trong các b ph n c a cơy nh r , thân, qu , lá… đư đ c phát hi n [43]. Các h p ch t flavonoid có kh n ng c ch m nh do trong c u trúc ch a nhóm resorcinol (là m t nhóm có ho t tính c ch enzyme tyrosinase m nh). Nh ng h p ch t này giúp ch ng l i b c x tia c c tím (UV), m m b nh. Ngồi ra, chúng cịn t o
mƠu xanh, đ đ c tr ng c a qu và r u vang [44].
Hình 1.9. Resorcinol
N m 2011, nhóm nghiên c u c a You-Lin Xue và c ng s đư phơn l p thành công m t s h p ch t thu c nhóm polyphenol nh quercetin, kaempferol... t lá c a cây Persimmon, Diospyros kaki. Nghiên c u c ng đư th c hi n các thí nghi m v ho t tính c ch enzyme tyrosinase c a các h p ch t trên và cho th y giá tr IC50 c a quercetin là 9.7 µM và IC50 c a kaempferol là 50.1 µM [45].
14
Hình 1.11. Kaempferol
Ngoài ra, nhi u aldehyde và các d n xu t khác c ng đ c phân l p vƠ xác đnh là có tác d ng c ch enzyme tyrosinase nh cinnamaldehyde (1), 2-hydroxy-4- methoxybenzaldehyde (2), anisaldehyde (3), cuminaldehyde (4), cumic acid (5) và benxaldehyde (6) [46-50]. C ch c ch c a chúng đ n t kh n ng t o thành base v i nhóm amino trong phân t c a enzyme b ng ph n ng sinh h c v i nhóm
nucleophilic (cho đi n t ) nh sulfhydryl, amino hay nhóm hydroxyl [47, 48].
(1) (2) (2) (4) (5) (6) Hình 1.12. M t s h p ch t thu c nhóm aldehyde
15
1.4.2. Các h p ch t c ch enzyme tyrosinase có ngu n g c t t ng h p
a) Hydroquinone
Hydroquinone (Hình 1.13) có nhi u trong trà, lúa mì, qu m ng, bia, cà phê và
đư đ c s d ng r ng rãi trong đi u tr t ng s c t [51, 52]. Hydroquinone c ch c nh tranh t ng h p melanin b ng cách liên k t c ng hóa tr v i histone, t ng tác
v i đ ng t i v trí ho t đ ng [53]. Các th nghi m in vitro và in vivo đư ch ng minh hi u qu đáng k c a hydroquinone trong vi c c ch s t ng tr ng nhóm t bào
melanin trong c th ng i. Hydroquinone có kh n ng lƠm gi m ho t đ ng c a enzyme tyrosinase xu ng 90%. Vì th , hydroquinone đ c s d ng đ đi u tr nám da trong m t th i gian dài.
Hình 1.13. Hydroquinone
Tuy nhiên, hydroquinone có th gơy ra t n h i v nh vi n cho melanosome vƠ melanocytes b i các g c t do semiquinoneđ ct o ra trong ph n ng enzyme [54].
Do các tác d ng ph , ch ng h n nh s m t s c t v nh vi n vƠ không đ ng b ngo i sinh do s d ng lơu dƠi, hydroquinone đư b c m trong h u h t các lo i m ph m. Bên
c nh đó, các d n xu t c a h p ch t nƠy nh arbutin, deoxyarbutin vƠ mequinol v n đ c s d ng trong ngƠnh công nghi p m ph m nh các ch t lƠm tr ng da [55, 56]. b) Ascorbic acid
Vitamin C (Ascorbic acid – AA) (Hình 1.14) là m t trong nh ng ch t ch ng
lưo hóa lơu đ i và v n đ c s d ng ph bi n nh t hi n nay. Vitamin C có trong rau qu , trái cơy th ng d b tác đ ng b i nhi t, ánh sáng nên ít đ c s d ng tr c ti p
đ làm tr ng da. Do đó, m t d n xu t b n c a vitamin C là Magnesium L-ascorbic acid-2-phosphate (MAP) đ c s d ng nh m t ch t làm tr ng da. Trong m t nghiên c u b nh nhân b m n tr ng cá và s m da, m t lo i kem ch a 10% MAP có hi u qu tr ng da đáng k đáng k đ i v i 19 trên t ng s 34 ng i tham gia [57, 58].
16
Ngồi ra, MAP cịn tác d ng b o v ch ng l i tác đ ng c a b c x UVB (đ c xem
nh nguyên nhơn chính gơy ung th da).
Hình 1.14. Ascorbic acid
Vitamin C đóng vai trị quan tr ng trong q trình tái t o vƠ s n sinh collagen. V i vai trị lƠ m t ch t ch ng oxy hóa, vitamin C giúp da ch ng l i các g c t do là nguyên nhân khi n da b lưo hóa vƠ tr nên s m mƠu [57]. Ngồi ra, vitamin C cịn
giúp lƠm t ng l ng glutathione vƠ l ng vitamin E trong c th . Haih p ch t nƠy c ng đ c bi t đ n lƠ nh ng ch t ch ng oxy hóa. Glutathione cịn giúp da s n sinh
pheomelanin thay vì eumelanin, nh đó das tr nên sáng h n. H u h t các lo i th c v t, đ ng v t đ u có kh n ng t t ng h p vitamin C, nh ng m t s đ ng v t có x ng s ng vƠ con ng i l i khơng có kh n ng nƠy.
Vitamin C cịn đ c xem là m t ch t t y t bào ch t, giúp da lo i b các t bào
h t n ch a melanin. Trong tr ng h p da đang b viêm nhi m vƠ s ng đ , c ng có
th đi u tr v i vitamin C. Khơng nh ng th , vitamin C cịn b o v da không b cháy n ng và gi cho da tr ng h ng. M t nghiên c u trên nhóm 20 ng i cho th y kh
n ng ch ng n ng t ng lên đ n 20% sau 8 ngày s d ng vitamin C (2 mg). ng th i da c ng gi m nguy c b viêm nhi m vƠ h t n [58].
c) Kojic acid
Kojic acid (Hình 1.15) là m t ch t thiên nhiên có ngu n g c t n m nh
Aspergillus và Penicillium, có d ng b t, màu tr ng, tan trong d u, không b n khi ti p xúc v i khơng khí và ph n ng v i các ch t khác khi có ánh n ng m t tr i [59]. Kojic acid có tác d ng c ch enzyme tyrosinase v i giá tr IC50 = 0.054 mM, là ch t c ch tyrosinase t t nh t nên th ng đ c s d ng nh ch t đ i chi u trong các quy trình th ho t tính [60]. Kojic acid lƠm sáng da, t ng đáng k quá trình th c bào c a
17
b ch c u đa nhơn trung tính vƠ t ng sinh tơn bƠo giúp cho vi c lo i b các h c t gây nám da t t h n.
Hình 1.15. Kojic acid
Kojic acid là m t trong nh ng ch t an tồn có th s d ng tr c ti p lên da m t. H p ch t này th ng đ c dùng nhi u trong s n ph m d ng da nh kem d ng tr ng, kem t y t bào ch t, xà phòng r a m t, huy t thanh do đ hi u qu và tính d u nh c a nó. NgoƠi ra, đơyc ng lƠ m t thành ph n quan tr ng trong kem đánh r ng
giúp làm tr ng r ng. Kojic acid đư đ c các bác s da li u ch ng minh là an tồn và
khơng đ l i các tác d ng ph nh hydroquinone [61]. Nó giúp lo i b các đ m
đen mà không gây khô da, không gây m n đ da đ i v i làn da nh y c m. Kojic acid
th ng đ c s d ng n ng đ t 1% đ n 4% [56]. Trong su t quá trình nghiên c u, vi c b sung 2% kojic acid vào h n h p 2% hydroquinone, 2% glycolic acid làm
t ngđáng k vi c đi u tr nám và tàn nhang [62]. Bên c nh đó, kojic acid c ng đ c s d ng làm ch t b o qu n th c ph m giúp kéo dài th i h n s d ng cho s n ph m. Vì v y, nó th c s an toƠn cho ng i tiêu dùng.
1.5. iăt ng nghiên c u kh n ngălƠmătr ng da 1.5.1. i (Psidium guajava L. ậ Myrtaceae)
i có tên khoa h c là Psidium guajava L, thu c h Myrtaceae, là m t lo i cây
n qu và cây thu c có các n c nhi t đ i và c n nhi t đ i. Thân i phân cành nhi u, cao 4-6 m, cao nh t 10 m, đ ng kính thân t i đa 30 cm. Trên cƠnh có
lá đ n, m c đ i. Hoa to, l ng tính, m c t ng chùm 2 đ n 3 chi c, ít khi đ u cành
18
Hình 1.16. Lá i (Psidium guajava L.)
i ch a các thành ph n hóa h c quan tr ng nh tannin, triterpene, flavonoid (quercetin), pentacyclic triterpenoid (guajanoic acid), saponin, carotenoid, profin, leucocyanidin, ellagic acid, acid amin [65]. Vì th , nó có các tác d ng d c lý trong y h c nh ch ng oxy hóa, ch ng viêm, kháng khu n , thu c tr đái tháo đ ng, h m máu, tác d ng b o v tim m ch...
N m 2011, nhóm nghiên c u c a Dong-Huyn You và c ng s đư kh o sát ho t tính kháng oxy hóa và ho t tính c ch enzyme tyrosinase c a d ch chi t ethanol t cây i (cành, qu , lá và h t). Các chi t xu t c a cành và lá cho th y ch t kh n ng
kháng oxy hóa c a chúng cao h n chi t xu t t qu i và h t i. ng th i ho t tính c ch tyrosinase c a chi t xu t ethanol t lá i đ t 6λ,56% cao h n h n so v i các b ph n còn l i c a cây cùng m t n ng đ [66].
V i nh ng nghiên c u v nh ng u đi m c a lá i nh trên, đơy th c s là m t
đ i t ng đáng đ c nghiên c u nhi u h n v các khía c nh khác nhau đ hi u rõ
đ c cơng d ng c a nó.
1.5.2. Tr u (Piper betel L.)
Tr u có tên khoa h c là Piper betel L., thu c h Piperaceae, là m t lo i cây m c leo, thân nh n có lá m c so le, cu ng có b , dài 1.5-3.5 cm, phi n lá hình trái xoan, dài 10-13 cm, r ng 4.5-9 cm, phía cu ng hình tim. Cây đ c tr ng t i nhi u n c châu Á, vùng nhi t đ i nh Malaysia, Indonesia, Philippin và Vi t Nam [67].
19
Hình 1.17. Lá tr u (Piper betel L.)
Trong lá tr u có 0.8-1.8%, có khi đ n 2.4% tinh d u th m mùi creozot (c i đ t), v nóng vƠ hai h p ch t phenol lƠ betel - phenol (đ ng phơn v i ch t eugenol
chavibetol C10H12O2 và chavicol), kèm theo m t s h p ch t phenolic khác [64].
N m 200λ, theo nghiên c u c a Li-Ching Morgan Row và Jiau-Ching Ho, tinh
d u, chi t xu t methanolic vƠ d ch chi tn c t lá tr uđư đ c th nghi m ho t đ ng kháng khu n, đ c tính ch ng oxy hố vƠ c ch tyrosinase. Trong đó, chi t xu t methanolic c a lá tr u không cho th y ho t đ ng di t khu n trong 2 gi vƠ 24 gi v i giá tr LD50 t ng ng là 153 và 125 g/mL, trong khi d ch chi t n c cho th y ho t đ ng nh h n. Tinh d u có trong lá c ng th hi n kh n ng c ch m nh m ho t đ ng enzyme tyrosinase, cho giá tr IC50 là 126 g/mL [68].
Lá tr u không ch g n g i v i đ i s ng hàng ngày mƠ còn đư đ c nghiên c u qua nhi u bài báo khoa h c. Nh có ngu n ki n th c phong phú, s hi u bi t v đ i