Fremstilling af \u03b3-polyglutaminsyre og unders\u00f8gelse af dens tyrosinaseh\u00e6mmende aktivitet
\nPolymerer som homopolymerer af aminosyrer har en bred vifte af biologiske funktioner, biokompatibilitet og spredt molekylv\u00e6gtfordeling. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt omfatter homopolymer-aminosyrer fremstillet af mikroorganismer hovedsageligt tre typer: polyglutaminsyre (poly - \u03b3 - glutaminsyre, \u03b3 - PGA), \u03b5 - polylysin (\u03b5 - PL) og cyanophycin. Gamma-PGA, som er en af dem, har ogs\u00e5 sine fremragende biologiske egenskaber. Siden 1913 har forskere successivt isoleret gamma-PGA fra slim fra natto-mad og fermenteringsmedier fra Bacillus subtilis, B. licheniformis, B. megaterium og B. anthracis. Konformationsstrukturen af \u03b3-PGA \u00e6ndrer sig markant med opl\u00f8sningens pH-v\u00e6rdi, koncentration og ionstyrke. Produktionen af \u03b3-PGA af Bacillus subtilis udviser parallelle \u03b2-foldningsstrukturer i sure opl\u00f8sninger, uregelm\u00e6ssige kr\u00f8llede strukturer, n\u00e5r man n\u00e6rmer sig neutralitet, og tilf\u00e6ldige udvidede strukturer i alkaliske milj\u00f8er.<\/p>\n
Det f\u00e6rdige produkt af \u03b3-PGA er et hvidt lugtfrit pulver med en molekylv\u00e6gt p\u00e5 mellem 100 og 10000 kDa, svarende til ca. 50 til 50000 glutaminsyre-monomerer. Gamma-PGA og dets derivater har brede forsknings- og anvendelsesmuligheder inden for mange omr\u00e5der. De bruges f.eks. som konserveringsmiddel i f\u00f8devarer, som fugtgivende ingrediens i kosmetik, som b\u00e6restof til langsom frigivelse af l\u00e6gemidler, som adsorbent for tungmetaller og som flokkuleringsmiddel til vandbehandling. I 2013 fandt forskere ud af, at gamma-PGA reducerer niveauet af reaktive iltarter og nitrogenoxid i B16-celler, \u00f8ger katalaseaktiviteten og h\u00e6mmer Forsklin-induceret tyrosinaseaktivitet og melaninproduktion. Dette er den f\u00f8rste rapport om den anti-melanogenetiske effekt af \u03b3-PGA.<\/p>\n
Molekylv\u00e6gt er en vigtig karakteristisk parameter for polymerer, og dens st\u00f8rrelse bestemmer dens anvendelsesomr\u00e5de og effektivitet. Derfor er det af stor betydning at fremstille forskellige molekylv\u00e6gte af gamma-PGA og unders\u00f8ge aktivitetsforskellene mellem forskellige molekylv\u00e6gte for at udvide anvendelsesomr\u00e5det for gamma-PGA. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt er mikrobiel fermentering en almindeligt anvendt metode til gamma-PGA-fermentering. Molekylv\u00e6gten og udbyttet af \u03b3-PGA fremstillet ved denne metode p\u00e5virkes af de producerende bakterier. Alt efter om der tils\u00e6ttes glutaminsyre under fermenteringsprocessen, inddeles de producerende stammer af \u03b3-PGA i to kategorier: glutaminsyreafh\u00e6ngige stammer og ikke-glutaminsyreafh\u00e6ngige stammer. Unders\u00f8gelser har vist, at brug af glutamatafh\u00e6ngige stammer som producerende bakterier resulterer i h\u00f8jere produktion af gamma-PGA. Derfor bruger denne artikel Bacillus subtilis som fermenteringsstamme til at producere \u03b3-PGA gennem mikrobiel fermentering. Fem grupper af forskellige molekylv\u00e6gte af \u03b3-PGA blev fremstillet ved at kombinere kemiske nedbrydningsmetoder, og deres intracellul\u00e6re og ekstracellul\u00e6re h\u00e6mning af tyrosinaseaktivitet blev unders\u00f8gt. At l\u00e6gge grundlaget for anvendelsen af forskellige molekylv\u00e6gte af gamma-PGA som blegemidler inden for kosmetik.<\/p>\n
Gamma-PGA er et ekstracellul\u00e6rt udskilt produkt. I lang tid har der v\u00e6ret udf\u00f8rt omfattende forskning i dets egenskaber, bakterieforbedring og genetiske egenskaber, fermenteringsproces og ekstraktion og rensning. Molekylv\u00e6gten af \u03b3-PGA har direkte indflydelse p\u00e5 dets anvendelse inden for mange omr\u00e5der. Da forskere opdagede, at gamma-PGA har anti-melanineffekter, er gamma-PGA gradvist blevet en potentiel ingrediens i blegemidler.
\nAt reducere produktionen af melanin er et vigtigt skridt for at opn\u00e5 blegende effekter. Akkumuleret forskning har vist, at tyrosinase er et vigtigt hastighedsbegr\u00e6nsende enzym, der er involveret i processen med melaninproduktion, og dets ekspressionsniveau og aktivitet bestemmer hastigheden og udbyttet af melaninsyntesen. Derfor screenes dets h\u00e6mmere normalt som blegemidler. I 2004 opdagede Sasaki et al., at metallothionein effektivt kan h\u00e6mme melaninproduktionen stimuleret af NO og andre melanogener ved direkte at h\u00e6mme tyrosinaseaktiviteten i melanosomer. I 2013 opdagede Jeong et al., at ginsenosid Rh4-aglykon (A-Rh4) h\u00e6mmer melaninsyntesen i B16-melanomceller gennem proteinkinase A-vejen. En stigning i tyrosinaseaktivitet blev observeret i melaninsyntese, og dens nedregulering kan h\u00e6mme melaninproduktionen. Derfor er s\u00f8gen efter naturlige biomaterialer med anti-tyrosinase-aktivitet blevet betragtet som en vigtig strategi for udvikling af nye produkter til regulering af hudpigmentering.
\nDenne artikel v\u00e6lger glutaminsyreafh\u00e6ngig Bacillus subtilis som stamme til fermenteringspr\u00e6parat af \u03b3-PGA med et udbytte p\u00e5 8 g\/l og et indhold p\u00e5 97,69%. Ved at udnytte dens f\u00f8lsomhed over for fysiske og kemiske forhold i strukturen og kombinere kemiske nedbrydningsmetoder blev der fremstillet fem forskellige molekylv\u00e6gte af \u03b3-PGA med v\u00e6gtgennemsnitlige molekylv\u00e6gte p\u00e5 21, 117, 282, 432 og 501 kDa. For at sikre cellernes biologiske sikkerhed blev det sikre koncentrationsomr\u00e5de, som cellerne kan bruge, f\u00f8rst evalueret. Derefter blev tyrosinase-aktivitetsinhiberingen brugt som indikator til at bestemme tyrosinase-aktivitetsinhiberingen af fem forskellige molekylv\u00e6gte af \u03b3-PGA b\u00e5de i og uden for cellen. De omfattende resultater af cytotoksicitet og tyrosinaseh\u00e6mmende aktivitet viste, at alle fem molekylv\u00e6gte af \u03b3-PGA havde tyrosinaseh\u00e6mmende aktivitet, og den ekstracellul\u00e6re h\u00e6mmende aktivitet af tyrosinase steg med stigningen i molekylv\u00e6gt, hvilket giver et teoretisk grundlag for den fremtidige anvendelse af \u03b3-PGA som en potentiel blegende ingrediens.
\nMolekylv\u00e6gten af \u03b3-PGA fremstillet ved mikrobiel fermenteringsmetode er begr\u00e6nset. Jiang et al. konstruerede en rekombinant Bacillus subtilis, der indeholder \u03b3 - PGA-nedbrydende enzymgenklynge pgsBAE, som kan syntetisere lavmolekyl\u00e6r (ca. 10 kDa) \u03b3 - PGA. Qiao Changsheng et al. brugte en fermenteringstank til at fermentere og fremstille 1000kDa \u03b3 - PGA ved at regulere fermenteringsprocessen og optimere fermenteringsbetingelserne. Derfor er det n\u00e6ste skridt at kombinere genteknologi og andre metoder til at konstruere ingeni\u00f8rstammer ved at indf\u00f8re vigtige genfragmenter af nedbrydningsenzymer eller synteseenzymer for at fremstille gamma-PGA med h\u00f8jere eller lavere molekylv\u00e6gt for yderligere at unders\u00f8ge dets blegeaktivitet.
\nP\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt er naturlige ingredienser blevet tilsat som blegemidler i kosmetiske formler, herunder quercetin, arbutin, niacinamid, astaxanthin, salicylsyre, frugtsyre osv. Forskellige whitening-ingredienser har forskellige whitening-aktiviteter p\u00e5 grund af deres forskellige whitening-mekanismer. Den samme blegende ingrediens har ogs\u00e5 forskellige effekter i kosmetik p\u00e5 grund af de forskellige koncentrationer, der tils\u00e6ttes. Derfor giver unders\u00f8gelsen af polyglutaminsyre med forskellige molekylv\u00e6gte ikke kun en potentiel blegende ingrediens til kosmetikomr\u00e5det, men den kan ogs\u00e5 f\u00f8jes til kosmetiske formler for at ud\u00f8ve forskellige effekter baseret p\u00e5 forskellene i blegningsaktivitet mellem forskellige molekylv\u00e6gte, tilpasse sig forskellige populationer og im\u00f8dekomme deres blegningsbehov. Ved at forbedre udvindingsteknologien for naturlige ekstrakter kan man i fremtiden udf\u00f8re kvalitative og kvantitative analyser af de aktive ingredienser i ekstrakterne for at bestemme deres virkninger og finde de aktive stoffer med den bedste blegningseffekt i naturlige organismer.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Preparation of \u03b3 – polyglutamic acid and study on its tyrosinase inhibitory activity Polymers such as homopolymers of amino acids have a wide range of biological functions, biocompatibility, and dispersed molecular weight distribution. At present, the homopolymer amino acids obtained through microorganisms mainly include three types: polyglutamic acid (poly – \u03b3 – glutamic acid, \u03b3 […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n