Выявление новых тетрапептидных ингибиторов тирозиназы с помощью фагового дисплея: значение N-концевого расположения остатков цистеина и функционального атома серы

Тирозиназа — ключевой медьсодержащий фермент биосинтеза меланина, тесно связанный с нарушениями пигментации, онкологическими и нейродегенеративными заболеваниями, поэтому она представляет собой важную мишень в медицине и косметологии. Известные ингибиторы тирозиназы обладают нежелательными побочными эффектами, а требования к их безопасности не регламентированы; в связи с этим необходимо разрабатывать новые ингибиторы с меньшим числом побочных эффектов и более низкой токсичностью. Пептиды отличаются высокой специфичностью к мишеням in vivo, высокой эффективностью и относительно небольшим числом внецелевых побочных эффектов. Поэтому мы систематически и всесторонне изучили способность тетрапептидов, содержащих цистеин или тирозин на N- и C-конце, ингибировать тирозиназу. Для этого была создана рандомизированная библиотека тетрапептидов на основе фагового дисплея, а для изучения новых тетрапептидных ингибиторов тирозиназы проведён вычислительный молекулярный докинг. Наиболее выраженной способностью ингибировать тирозиназу обладали тетрапептиды с цистеином на N-конце. Расположение остатка цистеина на N-конце существенно определяло ингибирующее действие тетрапептидов на тирозиназу. Атом серы в цистеиновых группах тетрапептидов с цистеином на N- или C-конце координировался с ионами меди и тем самым прочно блокировал участки связывания субстрата. Тетрапептиды с тирозином на N- или C-конце действовали как конкурентные ингибиторы тирозиназы грибов: фенольное кольцо тирозина взаимодействовало с имидазольным кольцом His263 посредством стэкинга, препятствуя связыванию субстрата. Тетрапептид с цистеином на N-конце CRVI обладал наибольшей ингибирующей активностью в отношении тирозиназы (IC50 2,7 ± 0,5 мкМ), превосходя известные ингибиторы тирозиназы арбутин и койевую кислоту, а также койевую кислоту в составе трипептидов, мимозин-FFY и короткие олигопептиды по способности ингибировать тирозиназу грибов.