Trừu tượng:Người ta biết rằng môi trường trên cạn có đa dạng sinh học vi sinh vật rất lớn. Tiếp xúc với các loại căng thẳng khác nhau, chẳng hạn như bức xạ tia cực tím, biến động nhiệt độ, nguồn nước và sự cạnh tranh giữa các nguồn tài nguyên/nội bộ cụ thể, các vi sinh vật trên cạn đã tiến hóa để tạo ra một phổ lớn các phân tử hoạt tính sinh học. Vi khuẩn, vi khuẩn cổ, sinh vật nguyên sinh, nấm và tảo đã cho thấy tiềm năng cao trong việc sản xuất các phân tử sinh học cho dược phẩm hoặc các mục đích công nghiệp khác khi chúng kết hợp một quy trình sản xuất nhanh, chi phí tương đối thấp và bền vững. Ở đây, chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan về các phân tử hoạt tính sinh học khác nhau được tạo ra bởi các vi sinh vật trên cạn với các ứng dụng bảo vệ da. Hàm lượng cao trong các hợp chất polyphenolic và caroten được tạo ra bởi một số chủng và sự hiện diện của exopolysacarit, melanin, dẫn xuất indole và pyrrole, cyclosporine, axit cacboxylic và các phân tử khác, được thảo luận trong bối cảnh chống oxy hóa, bảo vệ da và làm trắng da. hoạt động. Các công cụ công nghệ sinh học liên quan được phát triển để tăng cường sản xuất các sản phẩm tự nhiên có giá trị gia tăng cao, cũng như tác dụng bảo vệ của một số enzym chống oxy hóa, thủy phân và phân hủy cũng được thảo luận. Hơn nữa, chúng tôi mô tả các lớp hợp chất vi sinh vật được sử dụng hoặc có khả năng được sử dụng làm chất chống vi trùng, chất giữ ẩm, chất hoạt động bề mặt sinh học, chất màu, hương liệu và nước hoa.

Nhấp vào Bổ sung Cistanche Tubulosa

Để biết thêm thông tin:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Theo các nghiên cứu có liên quan,hột cálà một loại thảo mộc phổ biến được mệnh danh là “thần dược kéo dài tuổi thọ”. Thành phần chính của nó làcistanoside, có tác dụng khác nhau nhưchống oxy hóa, chống viêm, Vàxúc tiến chức năng miễn dịch. Cơ chế giữa cistanche vàdalàm trắngnằm trong tác dụng chống oxy hóa của cistancheglycosid. Melanin trong da người được tạo ra bởi quá trình oxy hóa tyrosine được xúc tác bởityrosinaza, và phản ứng oxy hóa cần có sự tham gia của oxy nên các gốc oxy tự do trong cơ thể trở thành nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình sản sinh melanin. Cistanche chứa cistanoside, một chất chống oxy hóa và có thể làm giảm sự hình thành các gốc tự do trong cơ thể, do đó ức chế sản xuất melanin.

1. Giới thiệu

Vi sinh vật là những sinh vật vô cùng đa dạng, bao gồm vi khuẩn, vi khuẩn cổ, sinh vật nguyên sinh, nấm và tảo. Trong những thập kỷ gần đây, đã có những tiến bộ lớn trong việc khai thác sự đa dạng hóa học to lớn có sẵn từ thế giới vi sinh vật phong phú [1,2]. Sau khi phát hiện ra chất chuyển hóa nấm penicillin vào năm 1928, đó là sự khởi đầu của thời kỳ hoàng kim của các sản phẩm và dược phẩm tự nhiên có nguồn gốc từ vi sinh vật, các phương pháp điều trị nhiễm nấm và ký sinh trùng cũng như một số loại ung thư đã ra đời [3]. Vào những năm 40 và đầu những năm 50, hầu hết tất cả các nhóm kháng sinh kháng khuẩn quan trọng (tetracycline, cephalosporin, aminoglycoside, macrolide) đã được phát hiện, trong khi ở những năm 50 và 60, các chất chống ung thư, kháng vi-rút và các chất chuyển hóa ức chế enzyme không kháng sinh đã được phân lập. chủ yếu từ các loài Streptomyces [4].

Trong số các yếu tố môi trường khác nhau ảnh hưởng đến cân bằng nội môi của da, tia cực tím (UV) là thành phần nguy hiểm nhất, vì nó có thể xuyên qua lớp biểu bì và đến lớp hạ bì trên. Các thông số bổ sung ảnh hưởng đến tất cả các lớp da và do đó góp phần làm lão hóa da là chế độ ăn uống (ví dụ: chế độ ăn nhiều chất béo) và thói quen sinh hoạt (ví dụ: hút thuốc), các chất ô nhiễm không khí khác nhau, cũng như các yếu tố bên trong như chuyển hóa, hormone, quá trình viêm, v.v. [7–9] (Hình 1). Các tác nhân gây hại điều chỉnh nhiều sự kiện phân tử và đường dẫn tín hiệu (trong số những thứ khác) dẫn đến rối loạn chức năng ty thể, tăng bộ gen và tổn thương hệ protein; tăng tổng hợp và hoạt động của các protease ma trận, giảm sản xuất collagen, kích hoạt quá trình lão hóa sớm do căng thẳng (SIPS) và tích tụ kiểu hình bài tiết liên quan đến lão hóa do viêm (SASP) [8–11]. Việc duy trì một hệ thống phòng thủ trong hoặc ngoài tế bào hiệu quả cao có khả năng bảo vệ chống lại các tác động bất lợi của chiếu xạ và các yếu tố gây căng thẳng khác là rất quan trọng để bảo vệ cân bằng nội môi của da. Các tác dụng phụ có đặc điểm vĩ mô là mất tông màu da và tăng nếp nhăn, mất nước (do tăng độ dày biểu bì), tăng sắc tố và tái xám (da vàng hoặc nhợt nhạt) (Hình 1).

Mặc dù có một số lượng lớn các nghiên cứu riêng lẻ và bằng chứng về tiềm năng sử dụng các vi sinh vật trên cạn trong lĩnh vực mỹ phẩm đang phát triển nhanh chóng, nhưng cho đến nay vẫn chưa có đánh giá hệ thống nào đề cập đến các ứng dụng của chúng. Điều đáng nói là thị trường mỹ phẩm và dược mỹ phẩm toàn cầu được định giá 532,4 tỷ USD vào năm 2017 và dự kiến ​​sẽ đạt giá trị thị trường là 805,6 tỷ USD vào năm 2023, đạt tốc độ CAGR (Tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm) là 7,14% trong suốt 2018–2023 [12].

Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan về các hợp chất hoạt tính sinh học khác nhau có tác dụng bảo vệ da (và do đó có lợi cho mỹ phẩm và dược mỹ phẩm) được phân lập từ nhiều loại vi sinh vật trên cạn bao gồm vi khuẩn, tảo, nấm và nguyên sinh vật. Ví dụ về các phân tử sinh học có tác dụng bảo vệ da được sản xuất và/hoặc biến đổi sinh học khác loại cũng được đưa vào. Thuật ngữ "trên cạn" bao gồm các vi sinh vật từ đất và nước ngọt, thực vật nội sinh và địa y. Vi sinh vật biển và nấm (tất cả Basidiomycota và Ascomycota) được loại trừ, vì chúng đã được xem xét gần đây [2,13]. Các hợp chất hoạt tính sinh học đại diện từ các vi sinh vật trên cạn có hoạt tính chống oxy hóa, bảo vệ da và làm trắng da, cùng với các chất chống vi trùng và giữ ẩm, sắc tố, nước hoa và hương vị sẽ được thảo luận. Một bảng chi tiết bao gồm các phân tử có hoạt tính sinh học, sinh vật nguồn, môi trường sống và hoạt tính sinh học của chúng cũng như sự hiện diện của chúng trong danh sách các chất và thành phần mỹ phẩm của Liên minh Châu Âu (bảng kiểm kê CosIng [14]) được cung cấp.

2. Chất chống oxy hóa

Căng thẳng oxy hóa là một trong những nguyên nhân phổ biến gây lão hóa da do tăng sản xuất và/hoặc tích tụ Oxy phản ứng (ROS) và Nitrogen Species (RNS). Sự mất cân bằng giữa quá trình sản xuất và cơ chế bảo vệ chống oxy hóa nội sinh có thể dẫn đến căng thẳng oxy hóa tế bào, gây ra nếp nhăn, làm khô, lão hóa do ánh nắng, sắc tố và độ đàn hồi của da. Ngoài ra, sự tích tụ các gốc tự do có thể là nguyên nhân gây viêm da và ung thư da [15].

Các loại oxy phản ứng (ROS) được hình thành dưới dạng sản phẩm phụ của quá trình chuyển hóa bình thường (ví dụ: quá trình phosphoryl oxy hóa ty thể), cũng như bởi NAD(P)H oxyase, hoặc bởi các nguồn ngoại sinh như chất ô nhiễm khí quyển, tia UV, X- hoặc gamma -tia [16]; nếu nồng độ của chúng vượt quá khả năng chống oxy hóa của tế bào, ROS sẽ gây ra stress oxy hóa và làm hỏng tất cả các phân tử sinh học của tế bào [10].

Các sản phẩm chống oxy hóa tại chỗ có thể đóng vai trò là chất nhặt rác của các loài phản ứng, ức chế sự khởi đầu của các phản ứng dây chuyền, chịu trách nhiệm cho quá trình oxy hóa tế bào [17]. Nhiều báo cáo đã chứng minh khả năng sinh tổng hợp các hợp chất chống oxi hóa của vi sinh vật biển [2]. Liên quan đến vi khuẩn trên cạn, các hợp chất có khả năng ức chế đáng kể các phản ứng oxy hóa, như polyphenol, caroten hoặc exopolysacarit, sẽ được thảo luận rộng rãi trong các phần sau.

Thử nghiệm sinh học liên quan đến việc trung hòa các gốc khác nhau như gốc ổn định 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), gốc cation 2,20 -azino-bis-3-ethylbenzotiazolin{ {7}}axit sulfonic (ABTS), cũng như các gốc hydroxyl và oxit nitric được áp dụng rộng rãi để xác định khả năng chống oxy hóa trong ống nghiệm. Ngay cả khi mối quan hệ với hiệu quả chống oxy hóa in vivo không được mô tả rõ ràng, thì hoạt tính chống oxy hóa đo được có thể đưa ra ước tính về lượng hợp chất có thể bị oxy hóa trong các điều kiện của xét nghiệm [18]

2.1. Các hợp chất phenolic

Các hợp chất phenolic nổi tiếng với hoạt tính chống oxy hóa mạnh và thu dọn gốc tự do, cũng như tương tác của chúng với các mục tiêu dược lý khác nhau. Mối tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng phenolic của vi sinh vật và hoạt tính chống oxy hóa đã được một số tác giả sử dụng các vi sinh vật khác nhau chỉ ra. Hoàng và cộng sự. đã xác nhận mối tương quan tích cực này trong quá trình điều tra các loại nấm nội sinh được phân lập từ cây thuốc Trung Quốc [19]. Sự đóng góp mạnh mẽ vào hoạt động chống oxy hóa cũng đã được xác nhận ở Aspergillus austroafricanus, một loại nấm nội sinh được phân lập từ thân rễ Zingiber offfifficinale. Phân tích HPLC của chiết xuất thô cho thấy chủ yếu là sự hiện diện của axit hydroxycinnamic như axit ferulic (1), axit p-coumaric (2) và axit cinnamic (3) [20] (Hình 2). Những phân tử này nổi tiếng trong vương quốc thực vật và đã được nghiên cứu rộng rãi về khả năng chống oxy hóa của chúng (Bảng 1).

Các kết luận tương tự cũng được rút ra khi sử dụng nuôi cấy vi tảo Arthrospira platensis [21] và các loài Arthrospira sp khác. [22,23]. Các axit phenolic và axit hydroxycinnamic đơn giản, chẳng hạn như axit gallic, axit chlorogenic, axit ferulic và axit caffein đã được phân lập từ các loài vi tảo khác nhau, chẳng hạn như Chlorella Vulgaris, Haematococcus pluvialis, Diacronema lutherie, Phaeodactylum tricornutum, Tetraselmis suecica, Ankistrodesmus sp., Spirogyra sp. ., Euglena cantabrica, Caespitella patchier, và Porphyridium purpureum [24–26].

Các nghiên cứu về các loài vi khuẩn lam trên cạn từ các chi Anabaena, Nostoc, Nodularia, Microcheate, Oscillatoria, Synechocystis, Hapalosiphon, Mastigocladus, Scytonema, Westiellopsis, Cylindrospermum, Aulosira, Chroococcus, Lyngbya, Calothrix, Dichothrix, Phormidiochaete, Limnothrix và Phormidium cũng đã báo cáo tương quan của hoạt động chống oxy hóa của chúng với tổng hàm lượng phenolic của chúng. Axit chlorogen và gallic được xác định là phenolic chính trong một số loài vi khuẩn lam, với Dichothrix sp. là một trong những nhà sản xuất hiệu quả nhất của các hợp chất đó (tương ứng là 77,9 µg/g và 24,4 µg/g trọng lượng tươi) [26].

Resveratrol (4), một hợp chất tự nhiên nổi tiếng khác được sản xuất bởi thực vật, gần đây đã được báo cáo từ endophytes được phân lập từ các giống nho [27,28]. Nó được coi là một trong những hợp chất nổi tiếng nhất nhờ đặc tính chống lão hóa độc đáo (Hình 2). Nó đã được báo cáo rộng rãi là chất ức chế mạnh quá trình sản xuất ROS và quá trình oxy hóa protein và là tác nhân hiệu quả hơn vitamin E và C trong việc chống lại quá trình peroxy hóa lipid [29]. Các vi sinh vật đã được xem xét thành công để sản xuất resveratrol vì quá trình tổng hợp và/hoặc chiết xuất chúng từ thực vật được coi là không hiệu quả do yêu cầu cao về dung môi hữu cơ, sinh khối và năng suất cuối cùng thấp. Resveratrol lần đầu tiên được sản xuất công nghiệp vào năm 2009, sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae. Kể từ sự phát triển này, các phương pháp khác nhau như chuyển đổi sinh học và kỹ thuật di truyền đã được sử dụng để thu được năng suất cao hơn. Ví dụ, resveratrol đã được sản xuất bởi Alternaria sp. (1,4 µg/L) và bởi S. cerevisiae biến đổi gen (531,4 mg/L) và E. coli (2370 mg/L) [30]. Các phân tử được thảo luận, cũng như các hợp chất phenol vi khuẩn bổ sung có hoạt tính chống oxy hóa hoặc các hoạt động sinh học liên quan khác, được trình bày trong Bảng 1.

Để biết thêm thông tin: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501