– Melanine pigment is een complex biopolymeer dat voornamelijk voorkomt in de huid, het haar en de ogen. Het functioneert als een fotoprotectief pigment van het lichaamsoppervlak, zorgt voor cosmetische aantrekkingskracht en camouflage, en is betrokken bij de ontwikkeling van het oog en de oogzenuwen. De synthese van melanine begint met tyrosine en omvat een reeks stappen die leiden tot zwart-bruin eumelanine of rood-geel pheomelanine. Tyrosinase, als onderdeel van een complex met andere pigmentenzymen en eiwitfactoren, katalyseert de eerste twee stappen in de melaninesynthese, en het verlies van tyrosinase activiteit wordt geassocieerd met een totaal verlies van melanine in de melanocyt. De onderzoekers stellen voor om de rol van tyrosinase in de regulatie van de melaninesynthese te bestuderen met behulp van humaan tyrosinase-gerelateerd oculocutaan albinisme of OCA1 als modelsysteem. De meeste tyrosinase genmutaties worden geassocieerd met een totaal gebrek aan melanine (OCA1A) terwijl een aantal geassocieerd worden met de vorming van enig melanine pigment in het haar, de huid en de ogen na de geboorte (OCA1B). De onderzoekers veronderstellen dat OCA1B mutaties enzymen produceren met een residuele zuurgraad, en zij menen dat de karakterisering van deze mutaties en hun effect op enzymenstructuur en -functie inzicht zal verschaffen in de regulatie van melanine synthese. De onderzoekers stellen drie specifieke doelen voor. Ten eerste zullen zij het moleculaire genotype van individuen met OCA1B karakteriseren om hun initiële studies van dit type van albinisme uit te breiden. Zij zullen verantwoordelijke tyrosinase genmutaties identificeren door directe DNA sequencing en door mRNA analyse. Ten tweede zullen zij de effecten van OCA1B mutaties op de tyrosinase functie karakteriseren. Individuele mutaties zullen worden nagebootst en geanalyseerd in expressiestudies van het gemuteerde enzym. Ten derde zullen zij structuur/functie studies uitvoeren van recombinant normaal en mutant tyrosinase enzym. Gezuiverd Streptomyces antibioticus tyrosinase en humaan tyrosinase zullen worden gebruikt voor kristallisatie en röntgenanalyse om de 3-dimensionale structuur en functionele domeinen van het enzym te bepalen. Deze studies zullen fundamentele informatie opleveren over de rol van tyrosinase in de regulatie van de melaninesynthese en over de functie van dit kritische pigmentenzym. De verworven kennis zal van belang zijn voor de toekomstige ontwikkeling van een doeltreffende therapie ter bescherming van de huid tegen de oncogene effecten van ultraviolette straling, en ter bevordering van een normale ontwikkeling van de ogen.