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下一個爆款?天然護膚成分,合成生物有望打破數十年量產瓶頸!

文章來源:智藥局

暴露在強烈陽光下會對人體造成傷害,短期會產生紅斑或曬傷,長期則會導致皮膚過早老化甚至皮膚癌。

市場上的防曬霜往往由各種化學防曬劑進行復配,但研究顯示,頻繁使用合成防曬霜會影響人體健康,引發過敏和內分泌失調等癥狀。

此外,防曬霜中的部分化學成分,如氧苯酮等會對海洋生態造成破壞。美國的部分州(如夏威夷、佛羅里達州等)已頒布禁止使用含有相應有害化學物質防曬霜的法案。

尋找一種天然、安全、溫和且大規模生產的防曬成分,成為市場亟待滿足的需求點。

類菌孢素氨基酸(MAAs)是一類天然化合物,廣泛存在于藻類、真菌、和魚類等海洋生物中,因其卓越的紫外線防護活性,受到廣泛的關注。

研究顯示,MAAs最大吸收波長在268 nm至362 nm之間,覆蓋了到達地球表面的大部分紫外線,同時具備極強的吸光能力,被認為是自然界最強的UVA吸收化合物。

除了防護紫外線的特性外,MAAs還具有抗氧化、抗炎、抗衰老等功效,且在很寬的溫度和酸堿度范圍內都可保持穩定,在化妝品領域具有巨大應用潛力。

圖:MAAs的來源、識別和美容領域的應用

瑞士公司Mibelle AG Biochemistry推出的天然防曬劑Helioguard?365中含有兩款MAAs成分。試驗結果顯示,5%的Helioguard?365可使UVA誘導的DNA損傷降低73%。2%的Helioguard?365可以讓防曬霜的SPF值從7.2提高至8.2過程中,試驗者的皮膚緊致度和光滑度也得到顯著改善,分別提升了10%和12%。

不過,目前MAAs的生產均依靠從藻類中提取,這種方法的產量低、成本高昂(1公斤Helioguard?365價格接近15000元),極大限制了應用場景,導致MAAs于上世紀60年代被發現以來,一直沒有被大規模推廣。

近年來,合成生物學的快速發展為 MAAs 的生產制備提供了一種新的解決方案,通過重組工程化微生物合成MAAs,有望突破產量和成本瓶頸、拓展市場空間。

其中,韓國全南大學團隊利用釀酒酵母實現MAAs的生物合成,產生1.5 g/L 的shinorine和1.2 g/L的porphyra-334,這是迄今為止報道的最高產量。

但目前這些研究仍局限于實驗室階段,且尚未進入中試放大階段。此外,如何分離和純化MAAs也是需要進一步研究的關鍵問題。

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