Absztrakt:Köztudott, hogy a szárazföldi környezet óriási mikrobiális biológiai sokféleségnek ad otthont. A különböző típusú stresszhatásoknak, mint például az UV-sugárzásnak, a hőmérséklet-ingadozásoknak, a rendelkezésre álló víznek és az erőforrásokért folyó inter-/intra-specifikus versenynek kitéve a földi mikroorganizmusok bioaktív molekulák széles spektrumának előállítására fejlődtek ki. A baktériumok, archaeák, protisták, gombák és algák nagy potenciált mutatnak biomolekulák előállítására gyógyszerészeti vagy egyéb ipari célokra, mivel ezek egy fenntartható, viszonylag alacsony költségű és gyors termelési folyamatot ötvöznek. Itt áttekintést adunk a szárazföldi mikroorganizmusok által bőrvédő alkalmazásokkal előállított bioaktív molekulákról. A számos törzs által termelt polifenol- és karotinoidvegyületek magas tartalmát, valamint az exopoliszacharidok, melaninok, indol- és pirrolszármazékok, ciklosporin, karbonsavak és más molekulák jelenlétét antioxidáns, fényvédő és bőrfehérítő hatásuk kapcsán tárgyaljuk. tevékenység. Szóba kerülnek a nagy hozzáadott értékű természetes termékek fokozott előállítására kifejlesztett releváns biotechnológiai eszközök, valamint egyes antioxidáns, hidrolitikus és lebontó enzimek védő hatása is. Ezenkívül leírjuk a mikrobiális vegyületek osztályait, amelyeket antimikrobiális szerekként, hidratálószerként, biofelületaktív anyagként, pigmentként, ízesítőként és illatanyagként használnak vagy potenciálisan felhasználhatnak.

Kattintson a Cistanche Tubulosa Supplement elemre

További információért:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

A vonatkozó tanulmányok szerintcistancheegy közönséges gyógynövény, amelyet "az életet meghosszabbító csodanövényként" ismernek. Fő összetevője azcisztanozid, melynek különféle hatásai vannak, mint plantioxidáns, gyulladáscsökkentő, ésaz immunrendszer működésének elősegítése. A mechanizmus a cistanche ésbőrfehérítésa cistanche antioxidáns hatásában rejlikglikozidok. Az emberi bőrben a melanint a tirozin oxidációja katalizáljatirozináz, az oxidációs reakcióhoz pedig oxigén részvétele szükséges, így a szervezetben lévő oxigénmentes gyökök a melanintermelést befolyásoló fontos tényezővé válnak. A Cistanche cisztanozidot tartalmaz, amely antioxidáns, és csökkentheti a szabad gyökök képződését a szervezetben, így gátolja a melanintermelést.

1. Bemutatkozás

A mikroorganizmusok rendkívül változatos élőlények, beleértve a baktériumokat, archaeákat, protistákat, gombákat és algákat. Az elmúlt évtizedekben nagy előrelépés történt a bőséges mikrobiális világban elérhető hatalmas kémiai sokféleség kiaknázásában [1,2]. A penicillin gombás metabolit 1928-as felfedezése után, amely a mikrobiális eredetű természetes termékek és gyógyszerek aranykorának kezdete volt, a gombás és parazitás fertőzések, valamint többféle rák kezelése következett [3]. A negyvenes-ötvenes években a fontos antibakteriális antibiotikumok szinte minden csoportját (tetraciklinek, cefalosporinok, aminoglikozidok, makrolidok) fedezték fel, míg az ötvenes-hatvanas években daganatellenes, vírusellenes és nem antibiotikum enzim-gátló metabolitokat izoláltak. főleg Streptomyces fajokból [4].

A bőr homeosztázisát befolyásoló különféle környezeti tényezők közül az ultraibolya (UV) besugárzás a legveszélyesebb komponens, amely átjuthat a hámrétegen és elérheti a dermisz felső részét. További paraméterek, amelyek minden bőrréteget érintenek, és így hozzájárulnak a bőr öregedéséhez, a táplálkozási (pl. zsírdús étrend) és az életmódbeli szokások (pl. dohányzás), a különböző légszennyező anyagok, valamint a belső tényezők, mint az anyagcsere, a hormonok, a gyulladásos folyamatok, stb. [7–9] (1. ábra). A károsító szerek számos molekuláris eseményt és jelátviteli útvonalat modulálnak, amelyek (többek között) mitokondriális diszfunkcióhoz, fokozott genom- és proteomkárosodáshoz vezetnek; a mátrix metalloproteázok fokozott szintézise és aktivitása, a kollagéntermelés csökkenése, a stressz által kiváltott korai öregedés (SIPS) kiváltása és a gyulladásos öregedéssel összefüggő szekréciós fenotípus (SASP) felhalmozódása [8–11]. A rendkívül hatékony intra- vagy extracelluláris védelmi rendszer fenntartása, amely képes megvédeni a besugárzás és más stresszorok káros hatásai ellen, kulcsfontosságú a bőr homeosztázisának megőrzéséhez. A káros hatásokat makroszkopikusan a bőr tónusának elvesztése és a ráncok növekedése, a kiszáradás (a megnövekedett hámvastagság miatt), a hiperpigmentáció és a sápadtság (sárguló vagy halvány árnyalatú bőr) jellemzi (1. ábra).

A szárazföldi mikroorganizmusok gyorsan növekvő kozmetikai ágazatban való lehetséges felhasználására vonatkozó nagyszámú egyedi tanulmány és bizonyíték ellenére ez idáig egyetlen szisztematikus felülvizsgálat sem foglalkozott alkalmazásaikkal. Érdemes megemlíteni, hogy a kozmetikai és kozmetikai termékek globális piacának értéke 2017-ben 532,4 milliárd USD volt, és 2023-ra várhatóan eléri a 805,6 milliárd USD piaci értéket, amely 7,14 százalékos CAGR-t (Compound Annual Growth Rate) regisztrál. 2018–2023 [12].

Jelen tanulmányunkban áttekintést adunk a különböző, bőrvédő hatású (és így kozmetikai és kozmetikai jelentőségű) bioaktív vegyületekről, amelyeket a szárazföldi mikroorganizmusok széles skálájából, köztük baktériumokból, algákból, gombákból és protistákból izoláltak. Példák a bőrvédő hatású, heterológ módon előállított és/vagy biotranszformált biomolekulákra. A "földi" kifejezés a talajból és édesvízből származó mikroorganizmusokat, a növényi endofitonokat és a zuzmókat foglalja magában. A tengeri mikroorganizmusok és gombák (valamennyi Basidiomycota és Ascomycota) nem tartoznak ide, mivel ezeket nemrégiben felülvizsgálták [2,13]. Megbeszélik a szárazföldi mikroorganizmusokból származó, antioxidáns, fényvédő és bőrfehérítő hatású bioaktív vegyületeket, valamint antimikrobiális és hidratáló szereket, pigmenteket, illatanyagokat és aromákat. A részletes táblázat tartalmazza a bioaktív molekulákat, a forrásszervezeteket, élőhelyüket, valamint a biológiai aktivitást, valamint az Európai Unió kozmetikai anyagok és összetevőinek listáján (CosIng inventory [14]) való jelenlétét.

2. Antioxidánsok

Az oxidatív stressz a bőr öregedésének egyik fő oka a reaktív oxigén (ROS) és nitrogénfajok (RNS) fokozott termelése és/vagy felhalmozódása miatt. A termelésük és az endogén antioxidáns védekező mechanizmusok közötti egyensúly felborulása sejtszintű oxidatív stresszhez vezethet, ami ráncosodást, kiszáradást, foto-öregedést, pigmentációt és a bőr elasztózisát okozhatja. Ezenkívül a szabad gyökök felhalmozódása felelős lehet a bőrgyulladásért és a bőrrákért [15].

A reaktív oxigénfajták (ROS) vagy a normál anyagcsere (pl. mitokondriális oxidatív foszforiláció) melléktermékeként, valamint a NAD(P)H oxidázok, vagy külső források, például légköri szennyezők, UV fény, X- vagy gamma hatására keletkeznek. -sugarak [16]; Ha koncentrációjuk meghaladja a sejt antioxidáns kapacitását, a ROS oxidatív stresszt okoz, és károsítja az összes sejt biomolekulát [10].

A helyi antioxidáns termékek a reaktív anyagok megkötőjeként működhetnek, gátolják a láncreakciók beindulását, amelyek felelősek a celluláris oxidatív stresszért [17]. Számos jelentés kimutatta, hogy a tengeri mikroorganizmusok képesek antioxidáns vegyületeket bioszintetizálni [2]. Ami a szárazföldi mikrobákat illeti, az oxidációs reakciókat jelentős mértékben gátló vegyületeket, mint például a polifenolokat, karotinoidokat vagy exopoliszacharidokat részletesen tárgyaljuk a következő fejezetekben.

Különböző gyökök, például a stabil 2-es gyök,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH), a 2-es kationgyök,20 -azino-bisz-3-etilbenzotiazolin{ semlegesítését magában foglaló biológiai vizsgálatok A {7}}szulfonsavat (ABTS), valamint a hidroxil- és nitrogén-oxid gyököket széles körben alkalmazzák az in vitro antioxidáns potenciál meghatározására. Még ha nem is írták le egyértelműen az in vivo antioxidáns hatékonysággal való összefüggést, a mért antioxidáns aktivitás becslést adhat a vizsgálatok körülményei között oxidálható vegyületek mennyiségére [18].

2.1. Fenolos vegyületek

A fenolos vegyületek jól ismertek erős antioxidáns és gyökfogó hatásukról, valamint a különböző farmakológiai célpontokkal való kölcsönhatásukról. A mikrobiális fenoltartalom és az antioxidáns aktivitás közötti szoros összefüggést több szerző is kimutatta különböző mikroorganizmusok felhasználásával. Huang et al. megerősítette ezt a pozitív korrelációt kínai gyógynövényekből izolált gomba-endofiták vizsgálata során [19]. Az antioxidáns aktivitáshoz való erős hozzájárulást az Aspergillus austroafricanus, a Zingiber offfifficinale rizómából izolált endofita gomba is megerősítette. A nyers kivonat HPLC-analízise főleg hidroxifahéjsavak, például ferulinsav (1), p-kumársav (2) és fahéjsav (3) jelenlétét mutatta ki [20] (2. ábra). Ezek a molekulák jól ismertek a növényvilágban, és alaposan tanulmányozták antioxidáns kapacitásukat (1. táblázat).

Hasonló következtetéseket vontunk le az Arthrospira platensis mikroalgák [21] és más Arthrospira sp. [22,23]. Egyszerű fenolokat és hidroxi-fahéjsavakat, például gallusavat, klorogénsavat, ferulsavat és koffeinsavat izoláltak különböző mikroalgákból, pl. Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis, Diacronema lutherie, Phaeodactylum sp. ., Euglena cantabrica, Caespitella patchier és Porphyridium purpureum [24–26].

Tanulmányok az Anabaena, Nostoc, Nodularia, Microcheate, Oscillatoria, Synechocystis, Hapalosiphon, Mastigocladus, Scytonema, Westiellopsis, Cylindrospermum, Aulosira, P Chroococcus, P, P, P Chroococcus, Lyngbya, P Chroococcus, Lyngbya, P Lichomidiothhrix, Lichomidiothhrix,, Lichomidiothhrix, és a cianobaktérium fajokon. dium is beszámolt a antioxidáns aktivitásuk összefüggése az összes fenoltartalommal. Számos cianobaktérium fajban a klorogént és a gallussavat azonosították a fő fenolként, a Dichothrix sp. ezeknek a vegyületeknek az egyik leghatékonyabb előállítója (77,9 µg/g, illetve 24,4 µg/g friss tömeg) [26].

A rezveratrolt (4), egy másik jól ismert, növények által termelt természetes vegyületet a közelmúltban jelentettek be szőlőfajtákból izolált endofitákból [27,28]. Egyedülálló öregedésgátló tulajdonságai miatt az egyik leghíresebb vegyületnek tartják (2. ábra). Széles körben beszámoltak róla, hogy erősen gátolja a ROS-termelést és a fehérjeoxidációt, és hatékonyabb lipid-peroxidáció elleni szer, mint az E- és C-vitamin [29]. A mikroorganizmusokat sikeresen fontolgatják a rezveratrol előállítására, mivel szintézisüket és/vagy növényekből történő extrakciójukat nem tartják hatékonynak a szerves oldószerek, a biomassza magas követelményei és az alacsony végső hozam miatt. A rezveratrolt először 2009-ben állították elő iparilag, Saccharomyces cerevisiae felhasználásával. A fejlesztés óta különböző módszereket, például biokonverziót és géntechnológiát alkalmaznak a magasabb hozamok elérése érdekében. Például a rezveratrolt az Alternaria sp. (1,4 µg/L), valamint a genetikailag módosított S. cerevisiae (531,4 mg/L) és E. coli (2370 mg/L) [30]. A tárgyalt molekulákat, valamint további mikrobiális fenolos vegyületeket, amelyek antioxidáns vagy más kapcsolódó biológiai aktivitással rendelkeznek, az 1. táblázat tartalmazza.

További információ: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501