От тирозина до меланина: сигнальные пути и факторы, регулирующие меланогенез

Меланины — природные пигменты кожи, волос и глаз, которые подразделяют на два основных типа: коричнево-чёрный эумеланин и жёлто-красновато-коричневый феомеланин. Биосинтез меланинов происходит в меланосомах — специализированных цитоплазматических органеллах меланоцитов, дендритных клеток, расположенных в базальном слое эпидермиса, сосудистом тракте глаза, волосяных фолликулах, а также во внутреннем ухе, центральной нервной системе и сердце. Меланогенез представляет собой многоэтапный процесс, начинающийся с превращения аминокислоты L-тирозина в ДОФА-хинон. Присоединение цистеина или глутатиона к ДОФА-хинону приводит к образованию промежуточных соединений, которые затем претерпевают дальнейшие превращения и полимеризацию с образованием конечного продукта — феомеланина. При отсутствии тиоловых соединений ДОФА-хинон подвергается внутримолекулярной циклизации и окислению с образованием ДОФАхрома, который затем превращается в 5,6-дигидроксииндол (DHI) или 5,6-дигидроксииндол-2-карбоновую кислоту (DHICA). Эумеланин образуется в результате полимеризации DHI, DHICA и их хинонов. Меланогенез регулируется физическими и биохимическими факторами. В статье представлены внутриклеточные сигнальные пути — каскад cAMP/PKA/CREB/MITF, каскад митоген-активируемых протеинкиназ (MAP-киназ), каскад PLC/DAG/PKCβ и каскад NO/cGMP/PKG, — участвующие в регуляции экспрессии и активности белков, связанных с меланогенезом, под действием ультрафиолетового излучения и эндогенных факторов, включая цитокины и гормоны. На активность ключевого фермента меланогенеза — тирозиназы — также влияют pH и температура. Многие фармакологически активные вещества способны ингибировать или стимулировать биосинтез меланина, что показано в исследованиях in vitro на культивируемых пигментных клетках.