미코스포린 유사 아미노산의 항산화, 항염 및 노화 방지 특성

키워드:미코스포린 유사 아미노산; 미코스포린-2-글리신; 자외선 흡수 화합물;자외선 차단제;노화 방지; 항산화; 항염; 항단백질당화 활성

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1. 소개

인간의 가장 큰 장기인 피부는 끊임없이 외부 환경에 노출되어 있습니다. 노출 대상다양한 환경 스트레스 요인, 특히 햇빛의 자외선(UV)은 손상을 줄 수 있습니다.피부. 햇빛은 비이온화 전자기 복사의 세 가지 유형인 적외선으로 나눌 수 있습니다.(IR)(780–3000nm), 가시광선(400–780nm) 및 UV(100–400nm). 방사되는 에너지의 백분율태양이 지구로 방출하는 총 에너지 중 IR이 53%, 가시광선이 39%, UV가 8%입니다.1]. 에그것의 생리학 및 생물학 e의 기초ffffects, UV 방사선은 세 가지 주요으로 더 나눌 수 있습니다밴드 - 315~400nm 대역(UV-A로 지정), 280~315nm 대역(UV-B로 지정),및 100-280nm 대역(UV-C로 지정됨) [2]. 태양의 자외선 복사가 크게 줄어듭니다.오존층과 대기를 통과할 때; 결과적으로 자외선의 비율은지구 표면에 도달하는 햇빛은 95%의 UV-A와 5%의 UV-B로 구성됩니다.1]. 비록 전체 UV 복사선의 작은 부분만 포함하므로 UV-B는 UV-B보다 더 해로운 것으로 생각됩니다.UV-A, UV-B가 피부와 눈을 손상시키는 데 가장 활동적이기 때문에 [3]. UV-A 및 UV-B도 알려져 있습니다.유전독성으로 세포 DNA와 단백질에 광화학적 손상을 유발할 수 있음을 의미합니다.4,5]. 결과적으로 UV-A 및 UV-B에 노출되면 피부 광노화를 자극하고피부암 유발 [6]. 피부 광노화는 색소의 발달을 특징으로 합니다.일광흑자, 잔주름 및 거친 주름, 양성, 전암성 및 악성과 같은 장애햇빛에 노출된 피부의 피부 종양 [7]. 고에너지 UV-C 방사선은 생물학적 의미가 없습니다.오존층에 완전히 흡수되어 지구 표면에 도달하지 못하고분위기 [1,3]. 지난 수십 년 동안 오존층의 고갈로 인해지구 표면에 도달하는 태양 자외선의 양 [8], 특히 UV-B 수준, UV-A는오존층에 흡수되지 않음 [9]. 자외선에 노출된 많은 해양 생물은 광 보호 기능을 개발했습니다.메커니즘 [10]. 예를 들어, 해양 환경을 지배하는 시아노박테리아에서는 UV보호 메커니즘은 분자, 세포 및 행동 수준에서 진화했습니다.11]. 시아노박테리아UV 방사선에 대한 보호를 제공하는 다양한 유형의 "선스크린" 화합물을 합성할 수 있습니다.Mycosporine-like amino acid (MAA), scytonemin, carotenoid는 주요 화합물로 알려져 있습니다.UV 범위의 파장을 흡수할 수 있는 시아노박테리아에서. 이 천연 제품은 유망합니다.코스메슈티컬 화합물 발견 분야의 후보 분자 [12]. 실제로 MAA는Helioguard로 이미 상용화®365. 이 화장품 시약에는 리포솜이 포함되어 있습니다.원래 홍조류에서 추출된 MAA, 시노린(SHI) 및 포르피라-334(P334)포르피라 움빌리칼리스, 천연의 안전한 자외선차단제로 상용화에 성공하였습니다.화합물 [12]. 또한 MAA는 다기능 2차 대사산물로 생각됩니다.생산자 세포 [13]. 많은 MAA가 항산화제 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.14], 여러 최근 보고서MAA는 피부 노화 과정을 줄이기 위한 잠재적인 치료 응용 프로그램을 가지고 있다고 제안했습니다.이러한 관점에서 최근에 잠재적인 사용을 특별히 강조한 여러 검토 보고서가 있습니다.화장품의 MAA가 발표되었습니다.15–17]. 이 백서에서는 MAA 및피부 노화 방지 성분으로서의 잠재력을 설명하기 전에 구조에 대한 기본 개요를 설명합니다.이렇게 축적된 가장 최근의 실험적 관찰에 대한 자세한 설명으로 이동합니다.멀리. MAA가 노화로부터 피부를 보호하기 위해 작용할 수 있는 메커니즘은 둘 다에서 논의됩니다.세포 및 분자 수준. 특히, 눈에 띄는 잠재적인 항노화 활성은MAA 마이코스포린-2-글라이신(M2G), 할로톨러런트 시아노박테리움에 의해 생합성됨아파노테세 할로피티카, 강조 표시됩니다.

2. 자외선에 의한 피부노화의 기전

UV-B 노출은 중요한 생성을 유발할 수 있으므로 UV 복사는 건강에 중요합니다.우리 피부의 영양소 비타민D [18]. 그러나 UV에 장기간 반복적으로 노출되면피부암 형성을 포함한 피부 광노화 과정 [19]. UV 매개 메커니즘유도되는 세포 손상은 이 섹션에서 간략하게 설명합니다.2.1. 세포 DNA 손상직접 및 간접 독성 전자ffffDNA 분자에 대한 UV 방사선 요법은 광노화를 매개합니다.DNA에 의한 UV-B 광자의 직접 흡수는 피리미딘 이량체를 생성할 수 있으며,DNA 가닥의 결함으로 이어지는 [20]. UV-B 방사선은 주로시스-신시클로부타디피리미딘(CPD) 및 피리미딘(6-4) 피리미돈 광산물(6-4PP). 6-4PP314 nm에서 UV-여기 시 관련된 Dewar valence isomers(DewPPs)로 전환될 수 있습니다.이러한 DNA 손상은 DNA 복제 및 전사를 방해하고 각종 유해effff돌연변이, 염색체의 불안정성, 세포 사멸과 같은 세포에 영향을 미칩니다. UV-A는DNA는 UV-A 범위의 방사선을 강하게 흡수하지 않기 때문에 DNA의 구조를 직접적으로 변경합니다.21]. 그러나 UV-A는 생성에 의해 매개되는 감광 반응을 통해 간접적으로 DNA를 손상시킬 수 있습니다.라디칼 단일항 산소(1O2), 퓨린 염기 변형 [20]. 일중항 산소 음이온 구아닌 부분을 산화한 다음 8-옥소-7,8-디히드로구아닌(8-oxo-G) 및8-옥소-7,8-디하이드로-2'-데옥시구아노신(8-oxo-dG). 8-oxo-G 및 8-oxo-dG는 아데닌과 결합할 수 있으므로시토신 대신 전이 돌연변이가 발생할 수 있습니다.2.2. 반응성 산소종 생성산화 스트레스의 개시제인 반응성 산소종(ROS)은 산소 함유 반응성입니다.과산화수소(H2O2), 하이드록실 라디칼(·OH), 슈퍼옥사이드 음이온라디칼 (·O2 −), 그리고1O2. 우리 피부에서 자외선 노출은 다음과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다.ROS 생성. 이러한 ROS는 매트릭스 메탈로프로테이나제와 같은 피부 노화 캐스케이드를 활성화할 수 있습니다.(MMP)-1-중재 노화 및 NF-κB-TNF- -매개, 염증 유발 노화 [22]. 다양성UV에 의한 ROS 생성 메커니즘은 UV 방사 파장 범위에 따라 다릅니다. 이외에1O2 위에서 언급한 바와 같이 UV-A 방사선이 생성을 유도할 수 있다고 보고되었습니다.~의·O2 − 세포 내 NADPH(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)의 활성화에 의해산화효소, NOX [23], 최종 당화산물(AGE)과의 연관성 [24]. 사쿠라이 외.둘 다 해명했다.1O2 그리고·O2 - UV-A에 노출된 쥐의 피부에서 생성된25]. H2O2, ·O2 −, 그리고·OH 종은 UV-A에 노출되는 동안 AGE에서 생성될 수 있습니다.24]. UV-B는 또한H의 생산으로 이어집니다.2O2, ·O2 −, 그리고·오 [26]. 이러한 UV-B 유도 ROS의 원인이불분명하지만 최근 NADPH oxidase, NOX1이 UV-B 유도와 관련이 있다고 보고되었습니다.p38/케라티노사이트에서 ROS 생성을 통한 MAPK 활성화 및 세포독성 [26]. 과도한 UV 유도 ROS로 인한 피부 손상을 방지하고 표피 항상성을 조절하기 위해피부 세포는 내인성 방어 시스템으로 작용하는 항산화 기능을 가지고 있습니다.20]. 이 시스템주로 SOD(Superoxide dismutase), CAT(catalase), 글루타티온 퍼옥시다제(glutathione peroxidase)의 6가지 효소로 구성됩니다.(GPX), 글루타티온 환원효소(GR), 티오레독신 산화효소(TRXR) 및 퍼옥시레독신(PRDX)(그림1). SOD 및 CAT 제거·O2 − 및 H2O2, 각각 궁극적으로 변환·O2 − H로2오, 반면GPX, GR, TRXR 및 PRDX는 H를 제거합니다.2O2, 글루타티온의 산화 환원 조건의 조절에 의해및 티오레독신. 이 효소 시스템 외에도 비타민 C와 같은 비 효소 분자(아스코르빈산), 비타민 E( - 토코페롤), 글루타티온 및 요산은 항산화제로서 중요한 역할을 합니다.피부에 [27]. 이 작은 분자는 여분을 제공함으로써 자유 라디칼을 제거하고 중화합니다.전자쌍을 만드는 전자.

그림 1.로 구성된 항산화 방어 시스템에 의한 활성산소종(ROS) 제거슈퍼옥사이드 디스뮤타아제(SOD), 카탈라아제(CAT), 글루타티온 퍼옥시다아제(GPX), 글루타티온 환원 효소(GR), 티오레독신 옥시다제(TRXR) 및 퍼옥시레독신(PRDX). GSHred 및 GSSGox는 감소를 나타냅니다.글루타티온과 산화 글루타티온. TRXred 및 TRXox는 감소된 티오레독신을 나타냅니다.및 산화된 티오레독신.

2.3. 염증 반응

자외선에 노출되면 피부에서 화학 반응을 일으켜 염증을 유발합니다. 별개의염증 패턴은 특정 파장의 빛에 노출되어 발생합니다.세 그룹, UV-A,UV-B 및 UV-C는 이러한 디에 따라 분류되었습니다.ffff염증의 다양한 패턴 [28]. 홍진UV-B 방사선에 노출된 후 피부에서 유발되는 일광화상의 특징이 있습니다. 염증UV-B에 의해 유도된 반응은 주로 질산을 포함한 다양한 매개체를 통해 달성됩니다.산화물(NO), 유도성 NO 합성효소(iNOS), 프로스타글란딘 E2(PGE2), 시클로옥시게나아제-2(COX-2),종양 괴사 인자- (TNF- ), 인터루킨-1(IL-1) 및 인터루킨-6과 같은 기타 사이토카인(IL-6)(그림2). 이 분자들은 주로 핵 인자-kappa B(NF-κB), 표피에서 우세한 세포 유형인 케라티노사이트에서 주로 생산됩니다.29]. 그것은 가지고있다PGE를 담당하는 COX-2 단백질의 발현이 보고되었다.2 생산은인간 피부와 배양된 인간 케라티노사이트 모두에서 UV-B에 노출된 후 상향 조절됩니다.30]. ROS는 또한 염증 반응과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다.COX-2 발현은 di에서 ROS에 의해 유도되었습니다.ffff잘못된 세포 유형 [31]

그림 2.UV-B 유도 염증 반응. 산화질소(NO), 유도성 NO 합성효소(iNOS),프로스타글란딘 E2(PGE2), 시클로옥시게나제-2(COX-2), 종양 괴사 인자- (TNF- ), 및 기타인터루킨-1(IL-1) 및 인터루킨-6(IL-6)과 같은 사이토카인이 매개체로 표시됩니다.

2.4. 매트릭스 메탈로프로테이나제의 유도

자외선은 피부에서 매트릭스 메탈로프로테이나제(MMP)의 발현을 상향 조절합니다. MMP,세포외 기질(ECM) 단백질의 파괴를 담당하는 것으로 알려진콜라겐으로서 피부 항상성 유지 및 피부 노화에 중요한 역할 [32]. MMP는산화를 포함한 여러 자극에 대한 반응으로 케라티노사이트와 진피 섬유아세포에서 분비됩니다.자외선 외에도 스트레스와 사이토카인. 이러한 콜라겐 분해의 반복적인 유도효소는 장기간에 걸쳐 콜라겐 손상을 일으키는 것으로 생각되며, 이는광노화. 여러 MMP가 포유류 피부에서 발현되지만MMP-1는 콜라겐 파괴를 담당하는 주요 콜라겐 분해 효소입니다.광손상 피부 [33]. MMP 발현의 상향 조절은 활성제 단백질에 의해 촉진됩니다-1(AP-1), UV 유도성 전사 인자로 알려져 [34]. 실제로 AP-1 규제 요소MMP 유전자의 5' fflanking 영역에 존재합니다. 형질전환 성장인자-베타(TGF- ) 및 NF-κB 또한 피부에서 MMPs 유도에 관여하는 것으로 알려져 있습니다.34].

2.5. 단백질 당화 유도

Maillard 반응의 첫 번째 단계라고도 하는 단백질 당화(비효소적 당화),단백질과 환원당 사이의 공유 결합 형성을 포함합니다. 축합 반응단백질의 유리 아미노기와 당의 카르보닐기 사이에Schiff 기반, Amadori 제품이 이어집니다. 과도한 제품은 산화 및 탈수되어 형성됩니다.Advanced glycation end-products (AGEs)라고 불리는 안정하고 분자적인 교차 결합 제품 [35]. 단백질당화는 단백질의 물리적 및 기능적 특성에 영향을 미칩니다.단백질 구조의 변화 [36]. 피부에서는 I형 콜라겐의 당화반응이 보고된 바 있다.피부 칙칙함의 발달 및 피부 탄력 감소와 관련 [37]. AGE는 또한ROS 생성에 관여합니다. Masakiet al. AGEs가 UV-A 조사에 노출되면체외, 다음과 같은 ROS가 생성되었습니다.·O2 −, H2O2, 그리고·오, 위에서 언급한 바와 같이 [24]. 인간의 경우, AGE의 바이오마커인 피부 자가형광은 내인성 감광제로 기능할 수 있습니다.UV-A 방사선에 노출된 후 ROS 생성을 유도하는 [35]. 따라서 당화 반응뒤이은 AGE 형성은 피부와 관련된 기본 메커니즘 중 하나로 생각됩니다.노화, 환경 조건, 특히 UV 방사선 [24].

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