酪氨酸

1 酪氨酸（Tyrosine）

酪氨酸（英语：Tyrosine，简写为Tyr）是一种具有芳香族侧链的非必需氨基酸，其结构含有一个对位羟基的苯环，属于极性中性氨基酸类。其全称为4-羟基苯丙氨酸（4-hydroxyphenylalanine），是由苯丙氨酸（phenylalanine）经羟化反应生成，广泛参与蛋白质合成、神经递质合成、黑色素代谢以及激素生成等多种生理过程¹。

2 化学结构与性质

酪氨酸的分子式为C₉H₁₁NO₃，分子量为181.19 g/mol。其结构包括一个α-氨基、一个α-羧基和一个带有对位羟基的苯乙基侧链，羟基赋予其部分酚类化学性质，使其具有抗氧化能力。其等电点为5.66，在pH 7左右呈两性离子存在。

3 生物合成与代谢通路

(1) 由苯丙氨酸羟化生成
在哺乳动物中，酪氨酸主要由苯丙氨酸经苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase, PAH；EC 1.14.16.1）催化生成，此过程依赖四氢生物蝶呤（tetrahydrobiopterin, BH₄）作为辅酶：

 Phenylalanine + O₂ + BH₄ → Tyrosine + H₂O + quinonoid-BH₂

(2) 参与神经递质合成
酪氨酸是多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素等儿茶酚胺类神经递质的前体：

 Tyrosine → L-DOPA（酪氨酸羟化酶）→ Dopamine → Norepinephrine → Epinephrine

(3) 黑色素合成
酪氨酸在黑色素细胞中经酪氨酸酶（tyrosinase）氧化为多巴醌（dopaquinone），进而聚合为黑色素：

 Tyrosine → DOPA → Dopaquinone → Melanin

(4) 代谢降解
酪氨酸可进一步代谢为富马酸（fumarate）和乙酰乙酸（acetoacetate），进入三羧酸循环和酮体代谢通路。主要酶包括羟基苯丙酮酸双加氧酶（HPD）、马来酰乙酰乙酸异构酶（MAI）等²。

4 生理功能

(1) 蛋白质组成
酪氨酸是组成蛋白质的重要氨基酸之一，其酚羟基常被用作磷酸化调控位点，在信号转导（如MAPK/ERK通路）中扮演关键角色。

(2) 神经递质前体
酪氨酸是L-DOPA、肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺的前体，在中枢神经系统调控情绪、注意力、压力反应等方面有核心作用³。

(3) 内分泌功能
酪氨酸是甲状腺激素（T₃和T₄）的前体，这些激素由酪氨酸残基经碘化和偶联反应形成。

(4) 抗氧化与信号传导
其酚羟基可清除自由基，且在信号蛋白（如酪氨酸激酶受体）中参与信号级联过程。

5 生物标志物意义

(1) 肝功能与氨基酸代谢状态指示剂
血浆酪氨酸升高可能指示肝功能障碍或氨基酸代谢异常，在酪氨酸血症（tyrosinemia）患者中常显著升高。

(2) 神经精神疾病指标
脑内酪氨酸水平与多巴胺合成能力相关，常被用于评估帕金森病、抑郁症等的代谢状态。

(3) 癌症代谢相关
在多种肿瘤中，酪氨酸代谢通路上调，促进细胞增殖与免疫逃逸，部分药物靶向酪氨酸代谢或酪氨酸激酶活性⁴。

6 相关酶与编码基因

(1) 苯丙氨酸羟化酶（PAH）
– 负责Phe → Tyr反应
– 编码基因为PAH，突变可导致苯丙酮尿症（PKU）

(2) 酪氨酸羟化酶（Tyrosine hydroxylase, TH）
– 是多巴胺生物合成限速酶
– 编码基因TH常被调控以适应神经递质需求

(3) 酪氨酸酶（Tyrosinase, TYR）
– 黑色素合成关键酶，突变导致白化病
– 编码基因为TYR，常见于皮肤、虹膜和毛发组织

(4) 羟基苯丙酮酸双加氧酶（HPD）
– 参与酪氨酸降解代谢
– 编码基因HPD突变可致酪氨酸血症I型

(5) 酪氨酸激酶（Tyrosine kinases）
– 一大类胞内/胞外信号转导酶，广泛分布于细胞膜和胞质
– 代表性如EGFR, SRC, ABL，相关基因突变是多种癌症靶点

7 临床意义

(1) 酪氨酸血症：遗传代谢病，可因FAH、HPD等编码酶缺陷导致酪氨酸及代谢物在血中异常升高，表现为肝损伤、神经毒性。

(2) 酪氨酸相关药物：多巴胺前体L-DOPA用于帕金森病治疗；酪氨酸激酶抑制剂（如伊马替尼）广泛用于癌症靶向治疗。

(3) 营养补充剂：酪氨酸常作为膳食补充成分，用于增强认知、抗疲劳及改善情绪，尤其在应激状态下表现出一定功效。

8 参考文献

(1) Nelson DL, Cox MM. Lehninger Principles of Biochemistry. 7th ed. W.H. Freeman; 2017.
(2) Mitchell GA et al. "Tyrosinemia: recent advances in pathophysiology and treatment." Biochim Biophys Acta. 2000.
(3) Fernstrom JD, Fernstrom MH. "Tyrosine, phenylalanine, and catecholamine synthesis and function in the brain." J Nutr Biochem. 2007.
(4) Rosenzweig SA. "Acquisition of resistance to tyrosine kinase inhibitors in cancer." Biochem Pharmacol. 2012.