Suchozemské mikroorganismy: Buněčné továrny na bioaktivní molekuly s aplikacemi na ochranu kůže, část 3
May 04, 2023
5. Aditiva a další aktivní složky
Aditivní produkty zajišťují dlouhodobou fyzickou stabilitu, brání klíčení a ovlivňují smyslové vnímání. V poslední době je kosmetický průmysl silně kritizován za přidávání chemikálií, jako je formaldehyd, dioxan, parabeny a ftaláty. Kontroverze týkající se dopadu těchto syntetických molekul a jejich analogů na lidské zdraví povzbudily výzkum nových aditiv z přírodních zdrojů.
Podle relevantních studií je cistanche běžnou bylinou, která je známá jako „zázračná bylina, která prodlužuje život“. Jeho hlavní složkou jecistanosid, která má různé účinky jako napřantioxidant, protizánětlivé, apodpora imunitních funkcí. Mechanismus mezi cistanche akůžeběleníspočívá v antioxidačním účinku cistanche glykosidů. Melanin v lidské kůži je produkován oxidací tyrosinu katalyzovanoutyrosinázaa oxidační reakce vyžaduje účast kyslíku, takže se volné radikály v těle stávají důležitým faktorem ovlivňujícím produkci melaninu. Cistanche obsahuje cistanosid, což je antioxidant a může tak snížit tvorbu volných radikálů v těleinhibující produkci melaninu.

Klikněte na Kde mohu koupit Cistanche
Další informace:
david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501
5.1. Antimikrobiální činidla
Jedním z nejpoužívanějších antimikrobiálních činidel proti kontaminaci bakteriemi, viry a houbami v kosmetice je chitosan (18) (obrázek 5). Tento polysacharid se skládá převážně z glukosaminu a různého počtu N-acetylglukosaminových zbytků. Ačkoli je chitosan přítomen ve velkém množství v exoskeletu korýšů, hmyzu, krabů a krevet, jeho produkce je omezená kvůli faktorům, jako je sezónnost, udržitelnost výroby a náklady na zpracování. Abychom těmto potížím čelili, lze chitosan vyrábět alternativními a účinnějšími zdroji mikrobiálního původu, protože 22–44 procent buněčné stěny hub tvoří chitosan [2]. Optimální produkce byla zjištěna u Rhizopus oryzae (0,5 g/l), R. japonica (0,6 g/l) a Mucor indicus (0,75 g/l L) (Tabulka 1) [63], zatímco A. niger, izolovaný z lišejníku Roccella Montagne, vykazoval vyšší výtěžek 1,3 g/l, který byl dále zvýšen na 1,93 g/l přidáním glukózy [65]. Kromě své antimikrobiální aktivity je chitosan známý svými emulgačními a dodávacími vlastnostmi. Tato sloučenina má lepší schopnost vázat vodu než methylcelulóza, která se běžně používá v kosmetice [2]. V důsledku toho mohou chitosan a jeho deriváty, stejně jako kopolymer chitin-glukan, představovat potenciální kandidáty pro kosmetické a kosmeceutické formulace. Další příklady aktivity proti stárnutí, které se také kombinují s antimikrobiální aktivitou, jsou uvedeny v tabulce 1.

5.2. Zvlhčovače a biosurfaktanty

Rhamnolipidy se běžně používají v kosmetice jako zvlhčovače a biosurfaktanty [108]. Rhamnolipidy, primárně krystalické kyseliny, jsou složeny z -hydroxy mastné kyseliny připojené karboxylovým koncem k molekule cukru rhamnózy a jsou klasifikovány jako mono a di-rhamnolipidy [157]. Ve srovnání s chemickými povrchově aktivními látkami mají biosurfaktanty několik výhod, protože mají lepší kompatibilitu, nižší toxicitu a vyšší biologickou rozložitelnost [158]. Rhamnolipidy jsou produkovány hlavně Pseudomonas aeruginosa a také jinými Pseudomonas sp. Používají se také ve farmaceutickém průmyslu pro své antivirové a antimikrobiální vlastnosti [159,160] a pro další cíle související s regenerací kůže, jako je hojení ran se sníženou fibrózou, léčba popáleninového šoku a léčba vrásek [161].
5.3. Pigmenty
Mikroorganismy produkují několik sloučenin, které lze použít jako přírodní pigmenty. Mnoho syntetických barviv bylo komercializováno, ale jen málo z nich je způsobilých pro kosmetiku. Přírodní pigmenty jsou ve srovnání se syntetickými stabilnější a méně alergenní [162]. Pigmenty běžně biosyntetizované houbami zahrnují aromatické polyketidy, jako jsou chinony, antrachinony, naftochinony, melaniny, flaviny a ankaflaviny. Purpurogenon (20) a mitorubrin (21) jsou dva charakteristické příklady, produkované houbou Penicillium purpurogenum [95] (obrázek 5) (tabulka 1). V poslední době bylo značně prozkoumáno potenciální využití suchozemských hub jako zdroje přírodních pigmentů [163–165].
Sinice jsou zajímavým zdrojem pigmentů, které mohou produkovat fykobiliproteiny, což jsou zářivě zbarvené fluorescenční proteiny. Z fykobiliproteinů se fykocyaniny již používají v diagnostických testech, jako je cytometrie, fluorescenčně aktivované třídění buněk, histochemie atd. Jejich intenzivní modrá barva umožňuje jejich použití v kosmetice jako přírodní barviva [166]. Fykocyaniny jsou produkovány především fotoautotrofní sinicí Arthrospira platensis (3,2 g/l) [167]. Výborné výsledky však vykazoval jednobuněčný rodofyt Galdieria sulphuraria; tato červená řasa, rostoucí obvykle v kyselých pramenech, produkovala c-fykocyanin s výtěžností 2,9 g/l [168] (tabulka 1).
5.4. Aroma a vůně
Mnoho aromatických a vonných látek na trhu se stále vyrábí z rostlinných a živočišných zdrojů. Nabízí se však rychlá a udržitelná alternativa, protože takové vysoce hodnotné sloučeniny mohou být produkovány také mikroorganismy [169]. Četné kvasinky a kmeny suchozemských hub a bakterií mohou syntetizovat potenciálně cenné vonné sloučeniny, včetně alkoholů, aldehydů, esterů, mastných kyselin, ketonů, laktonů, aromatických sloučenin a pyrazinů [170]. Na podporu bylo publikováno několik článků a recenzí, které nabízejí dostatek informací o použití mikrobiálních kultur nebo enzymatických přípravků pro výrobu aromatických látek cenných pro kosmetický průmysl [171–174]. Vanilin (22) je velmi dobrým příkladem přírodní vůně, kde rostoucí poptávka a hodnota vedly k vývoji alternativních strategií pro její výrobu [175] (obrázek 5). Pro jeho produkci byly úspěšně zavedeny kmeny včetně Pseudomonas putida, Aspergillus niger, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium sp., Arthrobacter globiformis a Serratia marcescens konverzí eugenolu nebo isoeugenolu na vanilin [170].

Benzaldehyd (23) patří mezi nejběžněji používané ochucovadla se silným aroma třešní a mandlí. Kmen E. coli byl úspěšně zkonstruován tak, aby produkoval toto aroma [100 176], zatímco houba Ashbya gossypii byla testována na svou schopnost syntetizovat růžovou příchuť 2-fenylethanol (24) [104]. Mezi terpeny je limonen (25) jedním z nejpoužívanějších terpenů díky své jedinečné citrusové vůni [169]. Optimalizace expresní dráhy v E. coli vedla k výtěžku 435 mg/l s 1 procentem glukózy jako zdroje uhlíku [177]. Když byl prozkoumán vliv jiného zdroje uhlíku, fermentace s použitím glycerolu vedla k titrům 2,7 g/l [106] (obrázek 5) (tabulka 1).
6. Další cíle v zájmu ochrany pokožky
Inhibitory elastázy a kolagenázy mikrobiálního původu jsou slibnými kosmeceutickými prostředky, které stojí za další prozkoumání. Elastáza, člen chymotrypsinové rodiny serinových proteáz, je zodpovědná především za rozklad elastinu, což je důležitý protein nacházející se v extracelulární matrici kůže, jejíž poškození má významný dopad na stárnutí kůže. Nostopeptiny A a B izolované ze sladkovodní sinice Nostoc minutum jsou jedinými hlášenými inhibitory elastázy (IC50: 1,3 a 11,0 µg/ml) [178]. Na druhé straně kolagen, hlavní složka kůže (80 procent suché hmotnosti kůže), je zodpovědný za pevnost v tahu. Metaloproteinázy nazývané kolagenázy jsou schopny štěpit kolagen a elastin. Podle našich nejlepších znalostí nebyly pozemské mikroorganismy, kromě výše uvedeného příkladu nostopeptinů A a B, dosud důkladně prozkoumány z hlediska jejich schopnosti produkovat metabolity s inhibičními účinky na elastázu a kolagenázu, ačkoli byly provedeny rozsáhlé screeningové programy na pozemské mikroorganismy a endofyty. nedávno prezentované [179,180].
7. Cíle pro budoucí vývoj

Současně bylo také popsáno, že přírodní sloučeniny, které aktivují PN, mají vlastnosti proti stárnutí buď na buněčných modelech, nebo na modelech in vivo [7,11,182]; stejně tak přírodní produkty výrazně oddalují projevy stárnutí pleti. Podle našich nejlepších znalostí bylo hlášeno pouze několik molekul mikrobiálního původu, které aktivují proteostatické moduly. Kyselina betulová byla nedávno izolována z endofytických hub Phomopsis sp. a přednostně aktivoval proteasomální aktivitu podobnou chymotrypsinu s žádnými nebo minimálními účinky na aktivity podobné trypsinu a kaspáze [184,185]. Druhým případem mikrobiálního přírodního produktu, který je dobře známý pro své vlastnosti proti stárnutí, je rapamycin. Tato molekula izolovaná ze Streptomyces hygroscopicus zpožďuje buněčnou senescenci (mimo jiné) inhibicí dráhy TOR a následnými změnami jak autofagie, tak rychlosti syntézy proteinů [7].
Další informace: david.deng@wecistanche.com WhatApp:{0}}






