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Como as condições de baixa cisteína afetam a produção de feomelanina?

Como as condições de baixa cisteína afetam a produção de feomelanina?


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Então, estávamos estudando esse aminoácido chamado cisteína. Especificamente, estávamos estudando seu efeito na gênese da melanina. Nosso professor nos contou como o excesso de cisteína afeta a síntese de melanina, gerando mais feomelanina. A baixa quantidade de cisteína promove a formação de eumelanina. Ele nos disse que se a concentração de cisteína aumenta nas células, a reação acima começa a produzir feomelanina em pessoas de pele parda / negra. Pesquisei na net e parece ser verdade. A questão é que se alguém que tem pele clara (produz mais feomelanina) é forçado a viver em estado de baixa cisteína, o que acontece? A produção de eumelanina deve aumentar. Sua aparência deve mudar. Mas isso não ocorre em lugar nenhum. Pessoas de pele clara afetadas pela desnutrição permanecem com pele clara. Como isso é possível? A produção de feomelanina deve parar, pois eles não estão recebendo cisteína suficiente. Então como… ?

Ele também nos disse que a cebola contém grande quantidade de cisteína, mas não pode ser usada, pois é destruída pelos ácidos do estômago.


Primeiro: Seu professor está certo ao afirmar que uma concentração baixa de cisteína afeta a síntese de feomelanina. Para entender isso, você precisa dar uma olhada na via de biossíntese da melanina (a partir daqui):

As primeiras etapas para ambas as formas de melanina são a oxidação do aminoácido Tirosina a DOPA (L-3,4-Diidroxifenilalanina) e a DOPA quinona pela enzima Tirosinase (abreviado Tyr). Na etapa seguinte, os ramos desviam, se houver cisteína suficiente presente nas células, então Cisteinil-DOPA e, subsequentemente, Feomelanina são sintetizados.

Se a concentração de cisteína na célula cair abaixo do limite de 0,13 µM (isto é retirado deste artigo), então ocorre a mudança para a produção de eumelanina.

No caso da sua segunda pergunta, há uma configuração diferente. A taxa geral de produção de melanina (independentemente do sabor) depende da quantidade de Tirosinase ativa (para a produção das primeiras etapas da cascata de síntese). A produção desta enzima é regulada por receptores na membrana celular (e por diversos outros fatores).

Em pessoas de pele clara (classicamente ruiva e com sardas), esses receptores não são totalmente funcionais, resultando em muito menos enzima Tirosinase nas células. Isso resulta em menos precursores disponíveis para a produção de melanina e, por sua vez, em menos necessidade de cisteína. A razão é que o reservatório de cisteína da célula não está se esgotando.


"A feomelanogênese pode ter evoluído como um mecanismo excretor para remover o excesso de cisteína e, em humanos, isso pode potencialmente conferir uma maior capacidade de evitar doenças como Parkinson e Alzheimer, em que o excesso de cisteína é uma causa contributiva." Fonte: https: //onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bies.201200017

Neste caso, seu professor tem suas informações incorretas. L-cisteína não tem nada a ver com a produção de eumelanina. "O receptor de melanocortina 1 (MC1R) é uma molécula de sinalização chave nos melanócitos que responde a α-MSH induzindo a expressão de enzimas responsáveis ​​pela síntese de eumelanina. Algumas formas de produção de feomelanina não têm o receptor MC1R para formar a eumelanina inteiramente; outras têm um sinal fraco se eles misturaram Feo / Eumelanina. A eumelanina tem um forte receptor MC1R conectado ao (Hormônio Estimulante da Melanina) α-MSH. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4299862/

A feomelanina e a eumelanina têm vias de formação completamente diferentes. "A feomelanina consiste principalmente em derivados de benzotiazina e benzotiazol contendo enxofre (Figura 1a). A L-cisteína é a principal fonte de enxofre e, portanto, essencial para a síntese de feomelanina (12). A eumelanina, por outro lado, é extremamente polímero heterogêneo compreendendo unidades de 5,6-dihidroxiindol (DHI) e / ou 5,6-dihidroxiindol-2-carboxílico (DHICA) (Figura 1b). "https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ artigos / PMC4299862 /

Indivíduos com eumelanina podem ser menos capazes de sintetizar aminoácidos à base de enxofre como: metionina, cisteína, homocisteína, taurina e glutationa. :)


Esta é a informação ATUALIZADA sobre a produção de L-cisteína para feomelanogênese, que não diz nada sobre os níveis de L-cistenina caindo e criando Eumelanina, pois este "palpite" (nem mesmo uma teoria) não faz sentido publicado de maio a junho de 2008

Química da melanogênese mista - papéis centrais da dopaquinona.

Ito S1, Wakamatsu K.

Informação sobre o autor

Resumo

As melaninas podem ser classificadas em dois grupos principais - pigmentos insolúveis de marrom a preto, denominados eumelanina, e pigmentos solúveis em álcali, de amarelo a marrom-avermelhado, denominados feomelanina. Ambos os tipos de pigmento derivam do precursor comum dopaquinona (orto-quinona de 3,4-dihidroxifenilalanina) que é formado pela oxidação da L-tirosina pela enzima tirosinase melanogênica. A dopaquinona é uma ortoquinona altamente reativa que desempenha papéis essenciais no controle químico da melanogênese. Na ausência de compostos sulfidrila, a dopaquinona sofre ciclização intramolecular para formar ciclodopa, que é então rapidamente oxidada por uma reação redox com dopaquinona para dar dopacromo (e dopa). O dopacromo, então, se reorganiza gradualmente e espontaneamente para formar 5,6-di-hidroxiindol e, em menor extensão, ácido 5,6-di-hidroxiindol-2-carboxílico, cuja proporção é determinada por uma enzima melanogênica distinta denominada tautomerase dopacromo (proteína relacionada à tirosinase-2 ) A oxidação e a subsequente polimerização desses diidroxiindóis levam à produção de eumelanina. No entanto, quando a cisteína está presente, esse processo dá origem preferencialmente à produção de isômeros de cisteinildopa. As cisteinildopas são subsequentemente oxidadas por meio da reação redox com dopaquinona para formar cisteinildopaquinonas que eventualmente levam à produção de feomelanina. Estudos de radiólise de pulso dos estágios iniciais da melanogênese (envolvendo dopaquinona e cisteína) indicam que a melanogênese mista prossegue em três estágios distintos - a produção inicial de cisteinildopas, seguida por sua oxidação para produzir feomelanina, seguida finalmente pela produção de eumelanina. Com base nesses dados, um modelo de revestimento de melanogênese mista é proposto, no qual um núcleo feomelânico pré-formado é coberto por uma superfície eumelânica. Fonte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18435614

Como afirmado acima, a eumelanina e a feomelanina são dois compostos quimicamente diferentes. Portanto, mesmo que os níveis de feomelanina caíssem, não se obteria a eumelanina por meio da depleção dos compostos sulfidrílicos, porque eles seguem vias de síntese completamente diferentes. Isso é determinado pela genética, seria necessário ativar os genes SLC24A5 e SLC45A2 para começar.

α-MSH / MC1R desempenha um papel importante na produção de eumelanina. Variantes MC1R "O receptor de melanocortina 1 é uma proteína altamente polimórfica e, em humanos, muitas das variantes de perda de função estão associadas ao fenótipo de" cor de cabelo vermelho "(RHC). Indivíduos com um MC1R disfuncional podem ter diminuído a síntese de eumelanina levando a pele clara e uma maior sensibilidade à exposição aos raios ultravioleta. "

MC1R e Pigmentação "Existem dois tipos principais de pigmento presentes na pele, a eumelanina de pigmentação escura e a feomelanina sulfatada vermelha / amarela. A eumelanina é quimicamente inerte e altamente fotoprotetora por absorver a radiação UV e oxidantes. Em contraste, a feomelanina é muito menos eficiente no bloqueio penetração da radiação UV na pele e pode promover dano celular induzido por UV, contribuindo para o radical livre e lesão oxidativa. A sinalização MC1R é um dos principais determinantes para a quantidade e o tipo de pigmentos de melanina sintetizados pelos melanócitos, regulando tanto a pigmentação basal quanto a induzida por UV resposta de bronzeamento. ** A sinalização MC1R aumenta ** síntese de eumelanina ****, a proporção de eumelanina para feomelanina, e aumenta a transferência de melanossoma para aumentar a deposição de melanina nos queratinócitos.

Tanto a eumelanina quanto a feomelanina derivam da ciclização e oxidação sequencial do aminoácido tirosina (Figura Figura 33) (Ito, 2003). As duas primeiras etapas biossintéticas são compartilhadas entre as duas vias: a conversão da tirosina em DOPA e depois em DOPAquinona pela enzima tirosinase. Eumelanogênese e feomelanogênese divergem após a formação de DOPAquinona. Outras enzimas além da tirosinase são necessárias para a síntese de melanina, incluindo dopacromo tautomerase e proteína relacionada à tirosinase 1. Defeitos em muitas enzimas de pigmento produzem fenótipos hipomelanóticos, como o albinismo. A produção de feomelanina depende de a incorporação de uma cisteína e retenção de enxofre após a síntese de DOPAquinona, o que pode explicar por que os pigmentos de feomelanina maduros são avermelhados / amarelos em vez de marrom-escuros / pretos como a eumelanina. Embora o controle da troca de pigmento entre eumelanina e feomelanina seja regulado por vários fatores, incluindo o pH do meio celular e os níveis de tirosinase (Burchill e Thody, 1986; Ancans et al., 2001), a presença de um MC1R funcional é necessário para a síntese eficaz de eumelanina. Como a eumelanina absorve a radiação UV, quanto mais eumelanina a pele tem, mais protegida ela fica dos danos UV. "Fonte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4885833/


Assista o vídeo: Eumelanina e Feomelanina - Saiba a diferença entre eumelanina e feomelanina (Dezembro 2022).