天然氨基酸麦角硫因以剂量依赖性方式抑制蘑菇酪氨酸酶活性,IC50值为1.025mg/ml(4.47mM)。相反,组氨酸对蘑菇酪氨酸酶活性没有抑制作用。
麦角硫因(Ergothioneine,EGT)在机体细胞合成过程中充当着独一无二的的角色,具有很强的抗氧化性。1909年,Tanret C等[9]首次从麦角(寄生在禾本科植物黑麦上的一种真菌所成的菌核)中分离得到麦角硫因。人体自身不能合成麦角硫因,但是研究表明人体血液内的麦角硫因水平会随着进食富含麦角硫因的食物而增加[10],其存在于人的大脑,红细胞,肾脏,肝脏,眼组织等中。在可合成麦角硫因的微生物中,以食用菌的含量最高,已有很多学者对其在食用菌中的含量进行了调查。
麦角硫因的生理功能
(A) 抗氧化性
麦角硫因在代谢平衡中可作为调节因子或效应物,占据着举足轻重的地位。A kanmu D等研究表明, 麦角硫因在机体内充当着抗氧化剂的作用[11],并且它可以有效清除OH,抑制H2O2在铁离子、铜离子存在时转化为OH,还能抑制铜离子依赖型的氧合血红蛋白的氧化,以及抑制肌红蛋白(或血红蛋白)与H2O2混合后促使花生四烯酸发生的过氧化反应。李轶群[11]等研究结果表明,达到一定浓度时,麦角硫因还表现出强有力的对羟自由基的清除作用。麦角硫因是强有力的次氯酸清除剂,虽然很多化合物都有这个作用,但远没有麦角硫因反应如此迅速。α1-蛋白酶抑制剂(API),对于次氯酸特别敏感,API受生理浓度的麦角硫因的有效保护,以此来对抗由次氯酸所引发的失活作用。由于很大一部分体内次氯酸来自中性粒细胞,所以麦角硫因的作用之一就是保护红细胞不受到中性粒细胞的损害。
实验证明,麦角硫因能预防被紫外照射的细胞的氧化损伤,同时还能修复DNA损伤。降低细胞组分的氧化损伤可以抑制细胞凋亡反应并且增强细胞活力,对紫外线照射的细胞保护效应最高可达到59.8%。因此,对于皮肤的抗氧化防御系统来说,麦角硫因的吸收,积累和利用是非常重要的。使用麦角硫因对角质细胞预孵育1h后,可以减少DNA病变的程度。麦角硫因浓度为0.5mM时,对可见光照射的细胞保护效应最高就可达到97.9%,高于依克多因和甘露醇,有效提升皮肤细胞的免疫防护能力,增加细胞修复能力。
(B) 麦角硫因抑制酪氨酸酶作用
天然氨基酸麦角硫因以剂量依赖性方式抑制蘑菇酪氨酸酶活性,IC50值为1.025mg/ml(4.47mM)。相反,组氨酸对蘑菇酪氨酸酶活性没有抑制作用。麦角硫因清除2,2-二苯基-1-苦基肼的IC50值为6.110±0.305mg/ml,远高于抑制酪氨酸酶活性的IC50,表明麦角硫因对酪氨酸酶的抗氧化活性弱相关。
麦角硫因的化学结构包括一个与咪唑环碳原子连接的硫原子,与其他组氨酸非常相似。由于麦角硫因和组氨酸的化学结构相差一个硫原子,比较它们的酪氨酸酶和抗氧化作用是有趣的。天然氨基酸麦角硫因以剂量依赖性方式抑制蘑菇酪氨酸酶活性,IC50值为1.025mg/mL(4.47mM)。而组氨酸不具备抑制酪氨酸酶作用,所以麦角硫因与组氨酸结构相似但生理作用却大不相同。有实验证明与最常用的抗过氧化物酶药熊果苷(IC50=30mM)相比,麦角硫因显示出更高的活性(IC50=4.47mM)。
在不同抑制剂浓度下剩余酶活性对酶浓度的图产生一系列直线(R2=0.96-0.99)。抑制剂浓度增加会导致线斜率下降,这说明抑制剂不会引起酶的减少,但抑制了酶活性,这表明麦角硫因是一种可逆的酪氨酸酶抑制剂。许多含有巯基的药物如卡托普利已被报道为酪氨酸酶的不可逆抑制剂。麦角硫因的硫原子作为硫酮存在,而不是巯基;因此,麦角硫因不如硫醇如谷胱甘肽具有反应性,并且该化合物是空气稳定的。因此,麦角硫因的硫酮结构可能导致其抑制机制不同于具有巯基的其他酪氨酸酶抑制剂。