本文阐述了动物机体内黑色素的生物合成过程，黑色素生成调控以及有关乌骨鸡黑色素的研究现状。

    关键词：黑色素；酪氨酸酶；生物合成；乌骨鸡

    黑色素是不溶于水和几乎所有溶剂的无定形小颗粒，它不仅广泛存在于人和高等动物的皮肤、毛发和眼球组织中，而且在一些植物和昆虫的表皮中也可以大量存在。如土豆、苹果、甘薯等被损伤后，创伤面合在空气中就会逐渐变为棕色甚至黑色，这就是因为产生了黑色素。乌骨鸡皮肤和肌肉中含有大量的黑色素，使得近年来对黑色素有了更加深入的研究。另外，美白剂的开发，白化病的治疗等也促进了对黑色素的研究。

    黑色素一般分为三大类：第一类为黑/棕色优黑素（eumelanin），又称为真黑素，黑色的头发、牛羊的眼睛中就大量含有这种黑素；第二类为红／黄色褐色素（Pheomelanin），又称为脱黑素，它在红头发、蓝眼睛中大量存在；第三类为异黑素，呈棕色或黑色，主要存在于植物中。在动物机体中，黑素的种类和含量不同，皮肤的颜色也有所不同。大量的研究表明，黑素细胞（MC）内黑色素的生物合成是一个由酪氨酸酶（Tyrosinas，TYR）催化体内酪氨酸（Tyr）羟化而启动的一系列生化反应过程。近几年来，有些学者还提出了黑色素生物合成的三酶理论，即酪氨酸酶、多巴色素互变酶和5，6一二羟基吲哚羧酸氧化酶，都有十分重要的作用。真黑素、脱黑素生成的具体过程，如图1，图2所示。（图略）

黑色素的生物合成过程

    动物体内Tyr首先在TYR催化下生成3，4一二羟基苯丙氨酸（Dopa，多巴），Dopa进一步在TYR催化下氧化为多巴酿（DQ），DQ经过多聚化反应即与无机离子、还原剂、硫酸、氨基化合物、生物大分子的一系列反应过程生成无色多巴色素。无色多巴色素极不稳定，可被另一分子 DQ迅速氧化成多巴色素（DC）。在多巴色素异构酶（也称多巴色素互变酶，DT）的作用下，决定是羟化为5，6一二羟基吲哚羧酸（DHICA）还是脱羧为5，6一二羟基吲哚（DHI）中间产物的生成。DHI再由TYR催化被氧化为5，6一吲哚醌（IQ），IQ是真黑素的前体，但其它中间产物都可以自身或与醌醇结合产生真黑素。Pavel认为，在此过程中，DHICA形成或许与DT无关，环境的pH值也可能影响DHICA和DHI生成的比例。后来发现，真/脱黑素转换机制主要与YR活性水平有关，高水平的TYR活性导致产生真黑素。对于脱黑素的生成，Ito认为是 TYR活性降低造成的。当TYR活性降低时，稳定态的多巴醌浓度也明显降低，此时过量的谷胱甘肽（GSH）能定量与之结合形成谷胱甘肽多巴（GSH－dopa），GSH－dopa在谷氨酸转肽酶（r一GTP）作用下迅速生成半胱氨酸多巴（Cys－dopa），最后导致脱黑素的形成；相反，当TYR活性增高时，稳定态多巴酿浓度随之增加，与GSH迅速生成大量的GSH－dopa堆积在真黑素生成途径的起始反应上，过高的TYR活性和较低的 r－GTP活性可使大量的 GSH－dopa转变成可溶性丐吸类黑素（melanoid）释放到胞质中，最后几乎导致纯的真黑素的生成。脱黑素还可直接生成于多巴酿以后的反应中，即生成多巴酿以后在半胱氨酸（CyS）的参与下产生 CyS－dopa和 CyS－DQ，后者关环，脱羧变成苯骈噻嗪衍生物，最后形成脱黑素。

黑色素生成的调控

    黑色素生成的过程中，有许多因素可影响其生成的速度及其种类。体内的各种激素、细胞因子、无机离子及黑素细胞周围环境的物理化学性质改变均明显影响黑素的生物合成。

TYR是黑素生成的限速酶，其表达和活性决定着黑素合成的速度和产量引。TYR是一种铜结合金属酶，兼有加氧酶和氧化酶双重功能），在黑素生成过程中，有3个特征性催化活性，即酪氨酸羟化酶、多巴氧化酶和5，6一二羟基吲哚氧化酶活性，分别催化Tyr羟化为Dopa，Dopa氧化为DQ和DHI氧化为IQ三个步骤。新合成的TYR无活性，并且和一30KD的melci蛋白结合，形成异源二聚体复合物，铜离子的引入可使该复合物分离释放出活性TYR大量的研究也表明，黑素的生物合成过程可能是由多个基因位点编码产物共同参与调控的复杂级联过程、

有两个基因家族调节黑素的生成：

一是TYR基因家族，有三个成员组成，即albi·no（TYR）， brown（TRP－ l／gp75）和slaty（TRP－2/DT）它们编码的蛋白质一级结构非常相似，都有N端信号序列，近C端亲水性跨膜结构域，以及两个CyS和两个HIS的富集区。Albino位点编码的蛋白质具有酪氨酸酶功能，其表达有组织特异性，并且受各种激素和环境的影响。TYR基因家族的gp75基因表达酪氨酸酶相关蛋白一1（TRP－l），又称为brown蛋白，其作用与TYR相似，但催化活性较弱，它对酪氨酸酶活性有影响，可以使酪氨酸羟化酶和多巴氧化酶活性均明显增加，并且是皮肤黑素沉积和毛发颜色的重要决定因素。TRP－lmRNA只在含有真黑素的细胞中出现，表明TRP－l在真黑素生成的过程中具有重要作用。slaty蛋白基因编码酪氨酸酶相关蛋白一2（TRP—2），TRP－2功能已确定为多巴色素异构酶（DT）活性，可催化多巴色素转变为5，6一二羟基吲哚核酸，具有加速黑素生成的作用。同时，黑素细胞中的TIP－2控制着DHICA／DHI的比例，因此推测TRP－2可能对黑素合成早期阶段的酪氨酸酶催化活性有调节作用。由于中间产物DHI在体内比DHICA有较高的细胞毒性，DT能使含有羧酸前体的DHICA迅速掺入生物合成的黑素内，对减少这些中间产物的细胞毒性有重要意义。

二是Pmel17基因家族，主要由Pmel17基因和鸡黑素体基质蛋白（MMP）115基因等组成，它可能参与黑素生成途径终末步骤的调节。Pawele等将Pmed7蛋白暂时命名为“Stablin”，由于它在体内能迅速与DHI、DHICA中间产物结合且能长时间阻止其进一步代谢，故又称之为“吲哚阻滞因子（indole blockingfactor）”。Stablin吲哚阻滞作用的生理意义仍不清楚，可能与减少DHI／DHICA中间产物的细胞毒性有关。Hcaring认为Pmel17基因编码的蛋白质与上述三个TYR基因家族成员编码的蛋白质的一级结构非常相似，故也将它作为TYR基因家族的第四个成员。

    促黑素细胞激素（a－MSH）对黑素细胞有广泛的刺激效应，可刺激黑素细胞的分裂增殖，促进黑素细胞酪氨酸酶的表达，提高酪氨酸酶的活性，增加黑素的生物合成。α－MSH是一种内源性神经肽，来源于其前体激素—一阿黑皮素原（Propime·Lanoction，POMC）。POMC是一种 29kD的蛋白质，在垂体前部释放α－MSH。α－MSH对黑素生成的调节是通过与黑素细胞内相应受体（MCIR）结合来实现的。一旦结合，细胞内cAMP含量增加，从而可增强酪氨酸酶活性，刺激黑素细胞分化。增殖，促进黑色素的生物合成。

    角朊细胞（KC）是POMC表达的场所，能释放α一MSH，还能产生某些因子影响MC的生长和黑素的生成。KC产生的成纤维细胞生长因子是黑素细胞天然促分裂剂，对黑素生成及黑素合成有明显促进作用。另外，内皮素（Endothelln，ET－1）是黑素细胞另一促分裂剂，由角朊细胞释放，当它被黑素细胞受体接受后，能刺激黑素细胞增殖和增强TYR活性的作用。

紫外线照射可使照射部位皮肤MC增殖，TYR基因表达增强，黑素生成增多。紫外线照射可刺激KC和脑垂体释放多种刺激因子，如 α－MSH、ET一1等，从而诱导MC分裂增殖，增加黑素生成。紫外线照射还可以使黑素细胞DNA遭到破坏来增强黑素的生成。对于美白剂来说，要想起到真正的美白作用，最主要的途径是要阻碍黑色素的形成。具体的方法很多，如使用TYR抑制剂来抑制TYR酶活性；采用内皮素桔抗剂来影响黑素细胞的分裂，从而抑制黑色素的生成：

另外，经过科学家多年的观察研究，发现MC内可能天然存在黑素生成的下调因子—一黑素生成抑制剂（MI），它与TYR基因家族等上调因子之间存在的平衡决定着黑素生成的量，具体的机制不明。

乌骨鸡黑色素的研究现状

    乌骨鸡在表型性状上与普通鸡最明显的差异是体内含有大量黑色素。《本草纲目》中记载：乌鸡的入药效果与乌鸡皮。骨、肉中的黑色素深浅有关，其颜色愈深者，入药愈佳。现代医学也认为乌鸡的药用价值和食用价值存在于体内黑色素物质中，是滋补、强身健体、抗衰防老。颐养天年的物质基础。由此推测，乌鸡的药理作用与黑色素密切相关。

    近年来，国内学者对乌骨鸡黑色素的分布、沉积、乌度特征以及黑色素的物理化学性质都作过研究。袁缨（1992）研究表明，乌骨鸡黑色素是以吲哚环为主体的含硫异聚物。黑色素的EPR波谱为轻微不对称的典型的单线一次微离波谱，无凝细结构。胡泗才等（1995）对乌鸡多种组织中黑色素含量进行过测定。贾青（1998）通过对泰和乌骨鸡胚胎及其组织切片、匀浆切片进行观察来探讨泰和鸡黑色素的发生规律。结果表明，当胚胎发育到5～6天时，黑色素首先在鸡胚荐部皮肤发生，然后以该部位为中心，向前后左右扩展；黑色素首先发生于皮肤组织和骨膜肌膜，然后发生于肌间结缔组织，最后在肌纤维中出现。陈国宏等（1999）对不同日龄乌鸡不同组织器官中黑色素沉积的程度进行过详细的比较研究。罗正雄等（2000）对盐津乌骨鸡的乌色特征进行了解剖观察，他们发现，乌鸡体表各部位表型乌度深浅不一致；不同的内脏器官色乌程度大有区别，而同一器官乌度分布也不均一。同时他们认为，把舌乌作为乌度选育的关键指标具有重要意义。此外，耿拓宇等（2000）对出雏后1～28周龄的泰和乌鸡进行了外表和解剖观察，从而反映出乌鸡出生后黑色素分布和沉积的变化规律。就个体而言，除腿部皮肤略黑一些外全身皮肤黑度相近；胸肌黑度明显浅于腿肌；龄的增加而变浅；气管。肺冷暖、腺胃外皮、睾丸、卵巢在2周龄时可见黑色素沉积，且随周龄增加而逐渐加深；胸皮、腿皮、胸肌、自肌和白骨（含骨膜）中黑色素沉积率及左侧防关节处皮肤黑皮之间的表型相关均呈显著的正强相关，它们均能较好地代表乌骨鸡体内黑色素的沉积速度 （2000）研究表明，乌骨鸡各组织中黑色素的沉积差异