چگونه اکتوئین ماده خام استرس{0}}پوست آسیب دیده را ترمیم می کند؟

در چشم انداز مواد فعال آرایشی، افزایش مواد خام اکتوئین نمونه ای کلاسیک از "بیومیمتیک" به کار رفته در مراقبت از پوست است. این از عصاره های گیاهی یا سنتز شیمیایی به دست نمی آید، بلکه از "عقل بقا" میکروارگانیسم ها در محیط های شدید به دست می آید. در سال 1985، دانشمندان برای اولین بار این مشتق اسید آمینه حلقوی را در *Rhodospirillum halophilus*، یک نوع باکتری فتوسنتزی که قادر به زنده ماندن در محیط‌های شدید مانند دریاچه‌ها و حوضچه‌های نمکی با شوری بالا است، کشف کردند و بنابراین آن را نامگذاری کردند.مواد اولیه اکتوئین. به عنوان یک املاح سازگار، با تنظیم فشار اسمزی به میکروارگانیسم ها کمک می کند تا مورفولوژی سلولی را در محیط های شدید حفظ کنند، در حالی که از آنزیم ها، DNA و غشای سلولی در برابر آسیب ناشی از نمک، دمای بالا و تشعشع محافظت می کند.

🧬پیکربندی مولکولی پایدار حلقه تتراهیدروپیریمیدین

ماده خام اکتوئین دارای یک پیکربندی کایرال 4-S است. اسکلت مولکولی آن یک -هتروسیکل تتراهیدروپیریمیدین شش عضوی با یک گروه متیل در C-2 و یک گروه کربوکسیل در C-4 است. در محلول آبی خنثی، حالت آمفوتریک را نشان می دهد، به طوری که اتم نیتروژن در حلقه حامل بار مثبت و گروه کربوکسیل حامل بار منفی است. این توزیع بار منحصر به فرد به آن اجازه می دهد تا یک ساختار ارتباطی پایدار با مولکول های آب تشکیل دهد. تخمیر میکروبی همراه با نانوفیلتراسیون چند مرحله‌ای و تبلور مجدد بی‌هوازی، هیدروکسی اتیل اکدیین، باقی‌مانده‌های اسید آمینه و ناخالصی‌های پروتئین میکروبی را حذف می‌کند و از تداخل این ناخالصی‌ها با سنجش زنده‌مانی کراتینوسیت و آزمایش‌های سه بعدی پوست مصنوعی جلوگیری می‌کند. اگر حلقه پیریمیدین دچار باز شدن و شکستن حلقه شود، ساختار آمفوتریک ناپدید می‌شود و مولکول دیگر نمی‌تواند مولکول‌های پیچیده آب را مرتب کند و توانایی هسته خود را برای محافظت از پروتئین‌ها و غشای سلولی از دست می‌دهد. فقط یک اسکلت کربوکسیل{20}تتراهیدروپیریمیدین کامل می‌تواند به یک اثر دافعه ترجیحی دست یابد. می‌توان آن را به مدت 24 ماه در شرایط{21}}محافظت‌شده نور و در دمای 25-2 درجه نگهداری کرد. مقاومت حرارتی عالی در محدوده pH 4-9 را نشان می دهد و ساختار مولکولی آن حتی پس از درمان کوتاه مدت در 190 درجه پایدار می ماند. پس از کشت طولانی مدت در کراتینوسیت های HaCaT و انکوباسیون در یک مدل پوستی تحریک شده با UV-B، ترکیب مولکولی خالص شده دست نخورده باقی می ماند.

گروه آمیدین در حلقه پیریمیدین و گروه کربوکسیل در موقعیت 4 مکان‌های اصلی برای اثر محافظت سلولی آن هستند. پس از ورود به کراتینوسیت ها، اکتوئین با تکیه بر خواص زویتریونی خود، برهمکنش بین پروتئین و مولکول های آب را تغییر می دهد و مولکول های آب را وادار می کند تا خود را بر روی غشای سلولی و سطح پروتئین مرتب کنند، بنابراین خود را از سطح زیست مولکول ها حذف می کند و ساختار چین خوردگی طبیعی پروتئین ها را تثبیت می کند. تحت اشعه ماوراء بنفش یا استرس خشک شدن، دناتوره شدن و تجمع پروتئین را کاهش می دهد و آسیب DNA را کاهش می دهد. هنگامی که گروه کربوکسیل حذف شود یا حلقه پیریمیدین باز شود، اثر هیدراتاسیون ترجیحی از بین می رود و اثرات ترمیم و آنتی اکسیدانی کاملاً از بین می رود. اسکلت تتراهیدروپیریمیدین کایرال زویتریونی دست نخورده یک پیش نیاز ضروری برای اثربخشی مواد خام اکتوئین است.

گروه زوئیتریونی قطبی روی حلقه به طور هم افزایی ضریب تقسیم لیپید{0}}آب را با گروه متیل آبگریز متعادل می کند. ساختار zwitterionic حلالیت بسیار بالایی در آب ایجاد می‌کند و در دمای اتاق به 550 گرم در لیتر می‌رسد و در نتیجه هنگام فرمولاسیون تونرهای مراقبت از پوست و محیط‌های کشت سلولی، به سرعت حل می‌شود. گروه متیل روی حلقه آبگریزی جزئی ایجاد می کند و به مولکول کمک می کند تا به لایه شاخی پوست نفوذ کند و وارد سلول های اپیدرمی شود. در حالی که ترکیبات مرطوب کننده کاملاً آبدوست فقط می توانند روی سطح پوست باقی بمانند و مشتقات با حلالیت بیش از حد چربی برای عملکرد در محیط آبی سلولی تلاش می کنند.مواد اولیه اکتوئیننفوذ اپیدرمی و حلالیت فرمولاسیون در آب را متعادل می کند، و آن را برای-کشت کراتینوسیت در مقیاس بزرگ و غربالگری{1} توان بالای مولکول های فعال سازگار مناسب می سازد.

این مولکول خودسرانه بیان ژن را در سلول های طبیعی تغییر نمی دهد. در پوست سالم، فقط هموستاز سلولی را حفظ می کند. فقط تحت شرایط استرس خارجی اثر محافظتی قابل توجهی دارد. آنتی اکسیدان های پلی فنولی معمولی به طور اختصاصی به پروتئین های مختلف داخل سلولی متصل نمی شوند و در متابولیسم سلولی طبیعی اختلال ایجاد می کنند. هنگامی که حلقه پیریمیدین دچار تخریب{4} باز شدن حلقه می شود یا ساختار بار آن مختل می شود، توانایی محافظتی مولکولی به طور قابل توجهی کاهش می یابد و منجر به افزایش قابل توجه انحراف داده ها در آزمایشات سلولی آزمایشگاهی می شود.

⚙️ سه مسیر مولکولی هموستاز سلولی پوست را حفظ می کند

در شرایط عادی، پوست سالم آرایش منظمی از مولکول‌های آب را در کراتینوسیت‌ها، پروتئین‌های اسکلت سلولی پایدار و ساختارهای لیپیدی غشایی، سطوح پایین گونه‌های اکسیژن فعال درون سلولی، و آزادسازی پایه بسیار کم فاکتورهای التهابی IL-6 و TNF نشان می‌دهد. هیچ مولکول اگزوژن اکتوئینی وجود ندارد که با چرخه های متابولیک سلول های اپیدرمی تداخل داشته باشد.

هنگامی که پوست به مدت طولانی در معرض نور خورشید، هوای خشک یا تحت عمل‌های زیبایی قرار می‌گیرد، سلول‌های اپیدرمی مقادیر زیادی گونه‌های اکسیژن فعال تولید می‌کنند، مولکول‌های فسفولیپید غشای سلولی آسیب می‌رسانند، پروتئین‌های اتصال محکم را تخریب می‌کنند و مانع لایه شاخی پوست را مختل می‌کنند، که منجر به قرمزی، قرمزی، قرمزی و خارش می‌شود. هیالورونیک اسید و گلیسیرین بطور غیر فعال رطوبت را از محیط جذب می کنند و اثر مرطوب کنندگی آنها در شرایط سخت خارجی به سرعت کاهش می یابد. مواد اولیه اکتوئین با خلوص غیر استاندارد حاوی ناخالصی های پروتئین باکتریایی هستند که به راحتی واکنش های حساسیت پوستی را القا می کنند و نتایج آزمایش آزمایشگاهی را مخدوش می کنند. آنتی اکسیدان های معمولی فقط رادیکال های آزاد را از بین می برند و نمی توانند ساختارهای پروتئینی را تثبیت کنند و در نتیجه یک لایه ترمیم نسبتاً منحصر به فرد ایجاد می شود.

ماده خام اکتوئین از مزیت مولکولی کوچک خود برای نفوذ به اپیدرم استفاده می کند و از مکانیزم دفع ترجیحی zwitterion-برای دستیابی به یک اثر تنظیمی سه لایه- استفاده می کند. لایه اول یک فیلم محافظ هیدراتاسیون می سازد: با استفاده از ساختار زوئیتریونی خود، 4-5 مولکول آب را به هم متصل می کند، آنها را مجبور می کند تا خود را به طور منظم بر روی غشای سلولی و سطح بیرونی پروتئین ها مرتب کنند، کاهش دناتوره شدن پروتئین ناشی از دماهای بالا و تابش فرابنفش، و تثبیت ساختار لایه کراتینوسیتی و سلول اسکیت دوگانه سلولی. لایه دوم سطوح استرس اکسیداتیو را کاهش می‌دهد، تولید بیش از حد ROS ناشی از اشعه ماوراء بنفش را مهار می‌کند، بیان پروتئین آنتی‌اکسیدانی HO را تنظیم می‌کند، آسیب اکسیداتیو میتوکندری را کاهش می‌دهد، و شکستگی‌های دو رشته‌ای DNA را کاهش می‌دهد. لایه سوم التهاب پوست با درجه پایین را مهار می کند، فعال شدن مسیر NF-kB را کاهش می دهد، ترشح IL-1 و IL-6 را کاهش می دهد، قرمزی و سوزش را تسکین می دهد، سنتز پروتئین های اتصال محکم در لایه شاخی را تسریع می کند و سد پوستی را بازسازی می کند.مواد اولیه اکتوئینبا آنتی اکسیدان های سنتی تفاوت دارد زیرا هم رادیکال های آزاد را از بین می برد و هم از نظر فیزیکی از مولکول های زیستی محافظت می کند. برای فرمولاسیون های روزانه مراقبت از پوست و همچنین برای آماده سازی بعد از{0}}ترمیم زیبایی پزشکی، توسعه اسپری ضد آلرژی بینی{1} و بررسی مکانیسم های استرس کراتینوسیت مناسب است.

ماده خام اکتوئین فقط روی سلول هایی که تحت فشار خارجی قرار دارند کار می کند و به طور نامنظم در تکثیر و متابولیسم کراتینوسیت های طبیعی تداخل نمی کند. مولکول‌های هتروسیکلیک آنتی‌اکسیدان با طیف وسیع-به طور کلی سنتز پروتئین‌های سلولی طبیعی را مهار می‌کنند، زنده‌مانی سلول را کاهش می‌دهند و در قضاوت تجربی تداخل دارند. ماده خام اکتوئین هدف خاصی دارد و سیستم آزمایشی فقط متغیر اصلی هیدراتاسیون سلولی-استرس اکسیداتیو را در اولویت قرار می‌دهد و قابلیت اطمینان نتایج آزمایش‌های دارویی مرتبط با فیزیولوژی پوست را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.

🧫کاربردهای متعدد در تحقیق و توسعه روزانه شیمیایی و دارویی و تحقیقات علمی بیوشیمیایی

ماده خام اکتوئین به عنوان یک ماده مرجع استاندارد برای مطالعه مکانیسم‌های حذف ترجیحی عمل می‌کند، که عمدتاً در ساخت کراتینوسیت HaCaT و مدل‌های استرس سلولی بازسازی‌شده سه‌بعدی پوست انسان در شرایط آزمایشگاهی استفاده می‌شود. آسیب سد پوستی و دناتوره شدن پروتئین به طور کامل توسط استرس خارجی ایجاد می شود. با استفاده از ساختار zwitterionic و پایداری فرمولاسیون عالی اکتوئین مواد خام، یک سیستم انکوباسیون سلولی استریل عاری از تداخل آلاینده را می توان برای انجام سنجش پایداری پروتئین، تجزیه و تحلیل کمی سطح ROS و ایجاد یک پلت فرم ارزیابی فعالیت املاح سازگار فرموله کرد. این امکان مقایسه کارایی محافظت از سلول و نفوذپذیری اپیدرمی مشتقات مختلف پیریمیدین را فراهم می کند.

ماده خام اکتوئین به طور گسترده در مطالعات دارویی آسیب اشعه ماوراء بنفش و پوست حساس پس از اعمال زیبایی، و در ساخت مدل آسیب نوری خوکچه هندی ناشی از اشعه ماوراء بنفش-B{-استفاده می‌شود. تحت شرایط پاتولوژیک، مسیر التهابی اکسیداتیو به طور مداوم فعال می شود. اکتوئین ساختار غشای سلولی را تثبیت می کند و پاسخ های التهابی را کاهش می دهد. مشاهده تغییرات جبرانی در سلول‌های اپیدرمی پس از مداخله طولانی مدت، امکان غربالگری ترکیبات سرب محافظ سلولی خفیف و بسیار مؤثر و بهبود پلت فرم غربالگری املاح سازگار با طبیعی را فراهم می‌کند.

ماده خام اکتوئین در تولید مواد اولیه مراقبت از پوست و مواد واسطه دارویی که برای تهیه سرم های تسکین دهنده، پانسمان های ترمیم{0} بعد از عمل و اسپری های بینی برای رینیت آلرژیک استفاده می شود، ارزشی بی بدیل دارد. اکتوئین طبیعی دارای وزن مولکولی نسبتاً کوچک و سرعت متابولیسم سریع است. با استفاده ازمواد اولیه اکتوئینآلکیلاسیون یا گلیکوزیلاسیون گروه 4-کربوکسیل، به عنوان یک بلوک ساختمانی آغازین، زمان ماندگاری مولکولی را افزایش می‌دهد و منجر به توسعه مشتقات ترمیم طولانی‌مدت با افزایش کارایی پوستی می‌شود. مقدار استاندارد افزودنی در فرمولاسیون های آرایشی 0.5-2.0 درصد است، در حالی که غلظت در اسپری های دارویی با توجه به الزامات فرمولاسیون تنظیم می شود.

ماده خام اکتوئین به عنوان یک نمونه کنترل فارماکودینامیک در توسعه مولکول های سرب املاح سازگار جدید در سطح جهانی استفاده می شود. چندین مشتقات اصلاح‌شده حلقه پیریمیدین، پیش‌داروهای کراتینوسیت-و مولکول‌های ترمیم سد آنتی‌اکسیدانی-به دلیل ظرفیت محافظت در برابر هیدراتاسیون، فعالیت آنتی‌اکسیدانی و تحریک کراتینوسیت با ماده خام اکتوئین مقایسه می‌شوند. فعالیت بیولوژیکی پایدار و داده‌های آزمایشی سلولی و حیوانی قابل تکرار آن، آن را به یک مرجع استاندارد برای-غربالگری با توان بالا و تجزیه و تحلیل روابط ساختار{6}} ترکیبات تتراهیدروپیریمیدین تبدیل می‌کند.

🔬جهت بهینه سازی تکراری گروه های حلقه پیریمیدین

اصلاح زنجیره جانبی حلقه تتراهیدروپیریمیدین یک جهت اصلی در مهندسی مولکولی است.ماده اولیه اکتوئین. مولکول اصلی به طور یکنواخت در کل لایه اپیدرمی با غنی سازی محدود در درم توزیع شده است. اصلاح انتهای کربوکسیل C{3}}4، با اتصال یک قطعه میل لیپیدی لایه شاخی یا یک گروه هدفمند فیبروبلاست، منجر به مشتقی می شود که در درم غنی تر می شود. دوزهای کمتر باعث بهبود وضعیت سلول های عمقی می شود، باقی مانده های غیر ضروری روی اپیدرم را کاهش می دهد و برای تولید محصولات ترمیم عمقی پس از عمل های زیبایی مناسب است.

اصلاح پاسخ ریزمحیط پوست یک جهت تحقیقات داغ فعلی است. محققان یک گروه محافظ را که می تواند توسط استرازهای خاص درون کراتینوسیت های آسیب دیده جدا شود به محل کربوکسیل متصل می کنند. پیش دارو یک ساختار بی اثر را در کراتینوسیت های سالم حفظ می کند. تنها زمانی که گروه محافظ داخل سلول‌های آسیب‌دیده UV{2}}هیدرولیز می‌شود و جدا می‌شود، هسته فعال اکتویین را آزاد می‌کند و هدف‌گیری را بیشتر می‌کند و مداخلات غیر ضروری را در اپیدرم طبیعی کاهش می‌دهد.

اتصال مولکولی چند منظوره دامنه عمل دارویی را گسترش می دهد. علاوه بر استرس اکسیداتیو، پوست آسیب دیده با نور با حساسیت انتهای عصبی در لایه شاخی نیز همراه است. با اتصال کووالانسی ستون فقرات حلقه تتراهیدروپیریمیدین با یک قطعه تسکین دهنده که TRPV{3}}1 را مهار می کند، مولکول جدید هم غشای سلولی پروتئین را تثبیت می کند و هم التهاب عصبی را کاهش می دهد و یک مولکول سرب پیچیده با خواص ضد تحریک و ترمیم عمیق ایجاد می کند.

جایگزینی گروه های متیل روی حلقه می تواند سوگیری عمل را تغییر دهد. اکتوئین اصلی محافظت از هیدراتاسیون و اثرات آنتی اکسیدانی را متعادل می کند. با تغییر گروه جانشین C{2}}2 می توان مشتقات مرطوب کننده قوی یا مشتقات متمرکز بر آنتی اکسیدان تهیه کرد. از مشتقات مرطوب کننده در فرمول های روزانه برای پوست های خشک استفاده می شود، در حالی که مشتقات آنتی اکسیدان در محصولات ضدآفتاب و ترمیم کننده استفاده می شود که به تنظیم دقیق متابولیسم سلول های اپیدرمی بر اساس نوع پوست دست می یابد.

روند تصفیه{0}}تخمیر سبز همچنان ارتقا می یابد. روش‌های تخمیر سنتی مستعد باقی ماندن پروتئین‌های میکروبی هستند که می‌تواند باعث تداخل پس‌زمینه در آزمایش‌ها شود. فرآیندهای جدید تخمیر با چگالی بالا، جداسازی گرادیان نانوفیلتراسیون، و فرآیندهای خشک کردن خلاء بی هوازی، تولید محصولات جانبی را کاهش می‌دهند، انتشار ضایعات را کاهش می‌دهند و خلوص محصول نهایی را بهبود می‌بخشند. مواد اولیه بهبودیافته برای غربالگری در مقیاس بزرگ بلوک‌های سازنده املاح سازگار و کشت همزمان{7}در مقیاس بزرگ ارگانوئیدهای پوستی سه بعدی مناسب است که دامنه کاربرد این محصول را در زمینه‌های فیزیولوژی پوست، مواد اولیه دارویی و آرایشی و مواد اولیه بین‌آرایشی و هیدراتیدین گسترش می‌دهد.

نتیجه گیری

ماده خام اکتوئین یک مشتق اسید آمینه حلقوی است که از اکسترموفیل ها مشتق شده و به عنوان یک "محافظ اسمزی" عمل می کند. این لایه مولکول آب را تثبیت می کند و از مولکول های زیستی از طریق مکانیسم "حذف ترجیحی" محافظت می کند و کارایی منحصر به فردی را در مرطوب کننده، ترمیم، تسکین دهنده و محافظت در برابر آفتاب نشان می دهد. در زمینه داروسازی، اثرات ضد التهابی و محافظتی مخاطی آن در آزمایشات بالینی برای رینیت آلرژیک و درماتیت آتوپیک تایید شده است. برای صنایع آرایشی و بهداشتی و مواد خام دارویی، پودر اکتوئین با خلوص بالا{{4} با قوام دسته ای عالی-تا-در تخمیر، یک ماده خام اصلی است که از محصولات "مراقبت از پوست بیومیمتیک" و "مراقبت از پوست درجه پزشکی{7}" حمایت می کند.

Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd. ترکیبی از فناوری ساخت پیشرفته با یک سیستم تضمین کیفیت جامع برای ارائه کیفیت بالا-ماده اولیه اکتوئینکه مطابق با استانداردهای دارویی بین المللی است. ما متعهد به ارائه قیمت‌های بسیار رقابتی و پشتیبانی فنی جامع هستیم و ما را به شریک مطلوب موسسات مراقبت‌های بهداشتی و محققان در سراسر جهان تبدیل می‌کنیم. لطفا با تیم فنی ما تماس بگیرید (allen@faithfulbio.com) یاد بگیرید که چگونه محصولات ما می توانند فرمولاسیون شما را بهبود بخشند.

مراجع

1. مرکز ملی پیشرفت علوم ترجمه. (دوم). اکتوئین (UNII: 7GXZ3858RY). داروهای Inxight.
2. موسسه ملی بهداشت (2024). اکتوئین (3DPX-021246). NIH 3D.
3. ZFIN. (دوم). اکتوئین (CHEBI:27592). هستی شناسی ZFIN.
4. SRI International. (2012). اکتوئین (ترکیب MetaCyc). YeastPathways.
5. NCBO BioPortal. (2022). اکتوئین (CHEBI:27592). هستی شناسی تحقیقات زیستی و محیطی.
6. EMBL-EBI. (2014). اکتوئین (CHEBI:27592). ChEBI.