Preparaci\u00f3n del \u00e1cido \u03b3 - poliglut\u00e1mico y estudio de su actividad inhibidora de la tirosinasa
\nLos pol\u00edmeros como los homopol\u00edmeros de amino\u00e1cidos tienen una amplia gama de funciones biol\u00f3gicas, biocompatibilidad y distribuci\u00f3n dispersa del peso molecular. En la actualidad, los amino\u00e1cidos homopol\u00edmeros obtenidos a trav\u00e9s de microorganismos incluyen principalmente tres tipos: el \u00e1cido poliglut\u00e1mico (poli - \u03b3 - \u00e1cido glut\u00e1mico, \u03b3 - PGA), la \u03b5 - poli lisina (\u03b5 - PL) y la cianoficina. El gamma PGA, como uno de ellos, tambi\u00e9n tiene sus excelentes caracter\u00edsticas biol\u00f3gicas. Desde 1913, los investigadores han aislado sucesivamente gamma PGA del mucus del alimento natto y de los medios de fermentaci\u00f3n de Bacillus subtilis, B. licheniformis, B. megaterium y B. anthracis. La estructura conformacional de \u03b3 - PGA cambia significativamente con el valor del pH, la concentraci\u00f3n y la fuerza i\u00f3nica de la soluci\u00f3n. La producci\u00f3n de \u03b3 - PGA por Bacillus subtilis exhibe estructuras \u03b2 - plegadas paralelas en soluciones \u00e1cidas, estructuras rizadas irregulares al acercarse a la neutralidad, y estructuras extendidas aleatorias en ambientes alcalinos.<\/p>\n
El producto acabado de \u03b3 - PGA es un polvo blanco inodoro con un peso molecular entre 100 y 10000 kDa, equivalente a unos 50 a 50000 mon\u00f3meros de \u00e1cido glut\u00e1mico. El \u03b3 - PGA y sus derivados tienen amplias perspectivas de investigaci\u00f3n y aplicaci\u00f3n en muchos campos. Por ejemplo, como conservante alimentario, ingrediente hidratante en cosm\u00e9ticos, portador de f\u00e1rmacos de liberaci\u00f3n lenta, adsorbente de metales pesados y floculante para el tratamiento del agua. En 2013, los investigadores descubrieron que el PGA gamma reduce los niveles de especies reactivas de ox\u00edgeno y \u00f3xido n\u00edtrico en c\u00e9lulas B16, aumenta la actividad de la catalasa e inhibe la actividad de la tirosinasa inducida por Forsklin y la producci\u00f3n de melanina. Este es el primer informe sobre el efecto anti melanog\u00e9nesis de \u03b3 - PGA.<\/p>\n
El peso molecular es un importante par\u00e1metro caracter\u00edstico de los pol\u00edmeros, y su tama\u00f1o determina su campo de aplicaci\u00f3n y su eficacia. Por lo tanto, es de gran importancia preparar diferentes pesos moleculares de gamma PGA y estudiar las diferencias de actividad entre los diferentes pesos moleculares con el fin de ampliar el \u00e1mbito de aplicaci\u00f3n de gamma PGA. En la actualidad, la fermentaci\u00f3n microbiana es un m\u00e9todo com\u00fanmente utilizado para la fermentaci\u00f3n de gamma PGA. El peso molecular y el rendimiento del \u03b3 - PGA preparado por este m\u00e9todo se ven afectados por las bacterias productoras. Seg\u00fan se a\u00f1ada o no \u00e1cido glut\u00e1mico durante el proceso de fermentaci\u00f3n, las cepas productoras de \u03b3 - PGA se dividen en dos categor\u00edas: cepas dependientes del \u00e1cido glut\u00e1mico y cepas no dependientes del \u00e1cido glut\u00e1mico. Los estudios han demostrado que el uso de cepas dependientes del glutamato como bacterias productoras da lugar a una mayor producci\u00f3n de gamma PGA. Por lo tanto, en este art\u00edculo se utiliza Bacillus subtilis como cepa de fermentaci\u00f3n para producir \u03b3 - PGA mediante fermentaci\u00f3n microbiana. Se prepararon cinco grupos de diferentes pesos moleculares de \u03b3 - PGA combinando m\u00e9todos de degradaci\u00f3n qu\u00edmica, y se estudi\u00f3 su inhibici\u00f3n intracelular y extracelular de la actividad tirosinasa. Sentar las bases para la aplicaci\u00f3n de diferentes pesos moleculares de \u03b3 - PGA como agentes blanqueadores en el campo de la cosm\u00e9tica.<\/p>\n
El Gamma PGA es un producto extracelular secretado. Durante mucho tiempo, se ha investigado ampliamente sobre sus propiedades, la mejora bacteriana y las caracter\u00edsticas gen\u00e9ticas, el proceso de fermentaci\u00f3n y la extracci\u00f3n y purificaci\u00f3n. El peso molecular del \u03b3 - PGA afecta directamente a sus aplicaciones en muchos campos. Con el descubrimiento por parte de los investigadores de que el \u03b3 - PGA tiene efectos anti melanina, el \u03b3 - PGA se ha convertido gradualmente en un ingrediente potencial de agentes blanqueadores.
\nReducir la producci\u00f3n de melanina es un paso clave para conseguir efectos blanqueadores. La investigaci\u00f3n acumulada ha demostrado que la tirosinasa es una importante enzima limitante de la tasa de producci\u00f3n de melanina, y su nivel de expresi\u00f3n y actividad determinan la velocidad y el rendimiento de la s\u00edntesis de melanina. Por lo tanto, sus inhibidores se suelen utilizar como agentes blanqueadores. En 2004, Sasaki et al. descubrieron que la metalotione\u00edna puede inhibir eficazmente la producci\u00f3n de melanina estimulada por NO y otros melan\u00f3genos mediante la inhibici\u00f3n directa de la actividad de la tirosinasa en los melanosomas. En 2013, Jeong et al. descubrieron que el ginsen\u00f3sido Rh4 aglicona (A-Rh4) inhibe la s\u00edntesis de melanina en c\u00e9lulas de melanoma B16 a trav\u00e9s de la v\u00eda de la prote\u00edna quinasa A. Se observ\u00f3 un aumento de la actividad de la tirosinasa en la s\u00edntesis de melanina, y su regulaci\u00f3n a la baja puede inhibir la producci\u00f3n de melanina. Por ello, la b\u00fasqueda de biomateriales naturales con actividad antitirosinasa se ha considerado una estrategia importante para desarrollar nuevos productos reguladores de la pigmentaci\u00f3n cut\u00e1nea.
\nEn este art\u00edculo se selecciona el Bacillus subtilis dependiente del \u00e1cido glut\u00e1mico como cepa para la preparaci\u00f3n por fermentaci\u00f3n de \u03b3 - PGA, con un rendimiento de 8 g\/L y un contenido de 97,69%. Utilizando su sensibilidad a las condiciones f\u00edsicas y qu\u00edmicas de la estructura y combinando m\u00e9todos de degradaci\u00f3n qu\u00edmica, se prepararon cinco pesos moleculares diferentes de \u03b3 - PGA con pesos moleculares medios de 21, 117, 282, 432 y 501 kDa. Para garantizar la seguridad biol\u00f3gica de las c\u00e9lulas, primero se evalu\u00f3 el intervalo de concentraci\u00f3n seguro que pueden utilizar las c\u00e9lulas. Posteriormente, se utiliz\u00f3 la tasa de inhibici\u00f3n de la actividad tirosinasa como indicador para determinar las tasas de inhibici\u00f3n de la actividad tirosinasa de cinco pesos moleculares diferentes de \u03b3 - PGA tanto dentro como fuera de la c\u00e9lula. Los resultados globales de la citotoxicidad y la actividad de inhibici\u00f3n de la tirosinasa mostraron que los cinco pesos moleculares de \u03b3 - PGA ten\u00edan actividad de inhibici\u00f3n de la tirosinasa, y la actividad de inhibici\u00f3n extracelular de la tirosinasa aumentaba con el incremento del peso molecular, proporcionando una base te\u00f3rica para la futura aplicaci\u00f3n de \u03b3 - PGA como potencial ingrediente blanqueador.
\nEl peso molecular del \u03b3 - PGA preparado por el m\u00e9todo de fermentaci\u00f3n microbiana es limitado. Jiang et al. construyeron un Bacillus subtilis recombinante que contiene el grupo de genes de la enzima degradadora de \u03b3 - PGA pgsBAE, que puede sintetizar \u03b3 - PGA de bajo peso molecular (aproximadamente 10kDa). Qiao Changsheng et al. utilizaron un tanque de fermentaci\u00f3n para fermentar y prepararon \u03b3 - PGA de 1000kDa regulando el proceso de fermentaci\u00f3n y optimizando las condiciones de fermentaci\u00f3n. Por lo tanto, el siguiente paso es combinar la ingenier\u00eda gen\u00e9tica y otros m\u00e9todos para construir cepas de ingenier\u00eda mediante la introducci\u00f3n de fragmentos de genes clave de enzimas de degradaci\u00f3n o enzimas de s\u00edntesis para preparar gamma PGA de mayor o menor peso molecular, con el fin de seguir estudiando su actividad blanqueadora.
\nEn la actualidad, se han a\u00f1adido ingredientes naturales como agentes blanqueadores en f\u00f3rmulas cosm\u00e9ticas, entre ellos quercetina, arbutina, niacinamida, astaxantina, \u00e1cido salic\u00edlico, \u00e1cido frutal, etc. Diferentes ingredientes blanqueadores tienen diferentes actividades blanqueadoras debido a sus diferentes mecanismos de blanqueamiento. El mismo ingrediente blanqueador tambi\u00e9n tiene diferentes efectos en los cosm\u00e9ticos debido a sus diferentes concentraciones a\u00f1adidas. Por lo tanto, mediante el estudio de la actividad blanqueadora del \u00e1cido poliglut\u00e1mico con diferentes pesos moleculares, no s\u00f3lo se proporciona un ingrediente blanqueador potencial para el campo de los cosm\u00e9ticos, sino que tambi\u00e9n puede a\u00f1adirse a las f\u00f3rmulas cosm\u00e9ticas para ejercer diferentes efectos basados en las diferencias de actividad blanqueadora entre los diferentes pesos moleculares, adapt\u00e1ndose a las diferentes poblaciones y satisfaciendo sus necesidades de blanqueamiento. En el futuro, mediante la mejora de la tecnolog\u00eda de extracci\u00f3n de extractos naturales, se podr\u00e1n realizar an\u00e1lisis cualitativos y cuantitativos de los principios activos de los extractos para determinar sus efectos y encontrar las sustancias activas con mejor efecto blanqueador en los organismos naturales.<\/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