氨基酸生物合成ppt
肽的发展历史
大会首日,禾大中国业务发展经理聂淼杰带来了《Sederma肽类产品的发展与创新》的主题演讲,从原料创新的角度,介绍了热门成分肽的发展历程。
以下为演讲实录:
在新法规下,所有人都在追求功效,中国化妆品行业随之步入了功效时代。肽一直都是被消费者所认可的明星成分,拥有着较高的市场需求量和热度,今天的演讲主题就是肽类产品的发展和创新。
肽类产品从诞生以来,如今已然呈现出火热的市场趋势。作为肽类产品的全球主要供应商之一,禾大及其子公司Sederma全程参与了肽类发展的整个过程。所以今天我将从原料商上游的角度,和大家分享Sederma在肽类产品的发展中所做的一些研究和创新工作。
最早的肽类产品——BPCL、BPEL和Matrixyl?系列的起源
最早,肽类进入人们的视野,源于有人发现了含有肽的一种组合物能够促进人体成纤维细胞产生更多胶原蛋白,这展露出肽对于皮肤的一些潜力。然而,当时的研究还停留在实验室阶段,而且肽在定义上与现在也有一些差别。当时的肽类产品更多是来自动物或植物的蛋白质水解、酶解产物,没有很精确的“序列”概念。
直到1992年,Sederma通过复制、模拟人体蛋白质氨基酸的序列,首次推出了我们现在所说的肽类产品。当时推出两款肽类产品为Biopeptide CL(棕榈酰三肽-1)和Biopeptide EL(棕榈酰六肽-12),这两种肽的灵感分别来源于胶原蛋白和弹性蛋白。
1993年,一种新的五肽序列引起了Sederma的注意。经过六年的研究,1999年,Matrikines的概念第一次被提出。同年,Sederma推出具有划时代意义的产品Matrixyl?。
Matrikines最早是由Maquart教授提出的,描述了蛋白质大分子降解过程中会产生蛋白质片段,也就是我们所说的肽。这些片段在人体信号反馈回路和生化过程中具有刺激和信号传导活性,能够启动组织基质的修复过程。
与此同时,这些肽类作为信号分子,具有天然、安全和高效的特点。首先,Matrikines的一些片段本身就存在于人体当中,因此进入皮肤之后不会发生排异性或者刺激性的现象;其次,肽是作为分子信使的角色,去激发人体发生相应的生化反应,因此很低的浓度就具有较高的活性。
肽这类物质的研究过程就像“钥匙”和“锁”一样,氨基酸的种类有20多种,在成千上万种排列组合中,找到有意义的组合以及对应的功效,这并不是一项简单的工作。不仅要找到有正面功效的肽的序列,而且还要精准地合成我们所需要的肽,细微的差别就会导致肽的功能和意义的不同。如何精准地找到并合成肽的序列,这是Sederma这么多年的经验和优势所在。
从三个不同维度出发,进行肽类产品的创新
在过去一段时间内,Sederma对肽本身所做的工作,主要包括加入棕榈酰基团、对氨基酸序列的筛选、对侧链的修饰和改进、引入载体技术,这些改变为肽类产品带来了创新。
1)肽的棕榈酰化:Matrixyl?
在确定肽的序列之后,Sederma对肽的第一步创新工作,就是采用了棕榈酰化。Sederma绝大多数的肽都会接上一个棕榈酰基团,一方面,它能够让分子结构更加稳定;另一方面,我们发现,引入棕榈酰基团后,肽对皮肤的渗透率提高了将近100倍。
前面提到的Matrixyl?就是一款棕榈酰化的产品,在人体测试中,它的抗衰老作用要优于维C。
此外,3ppm的Matrixyl?与700ppm的视黄醇对比,展现出相同或者更优的去皱效果。与此同时,Matrixyl?更加天然安全,不会像视黄醇那样对皮肤造成潜在刺激性。
2003年,Sederma推出一款产品Matrixyl3000?,这是一款由棕榈酰三肽-1和棕榈酰四肽-7复配的产品,也可能是市面上最为大家所熟知的肽类产品。在肽类产品的研究中,Matrixyl3000?通常被同行们作为参照,行业内对其功效也具有高度认可。
Matrixyl3000?的创新体现在我们找到了最佳的复配比例。我们在测试中发现,单独使用棕榈酰三肽-1和棕榈酰四肽-7,都能够提升Ⅰ型胶原蛋白、纤连蛋白、透明质酸这些细胞外基质的生成。将它们以Matrixyl3000?的比例混合,在成纤维细胞培养实验中,展现出1+1>2的协同增效作用,能够大大增加Ⅰ型胶原蛋白、纤连蛋白以及透明质酸的合成。
在推出Matrixyl3000?之后的陆续几年里,我们不断地增加实验数据,希望能够从更多维度验证它的功效,为客户提供更丰富的数据支撑。
比如,在这项皮肤乳突真皮层的研究中发现,年轻的皮肤中,胶原蛋白纤维的数量较为丰富,纤维的网状结构也比较完整;而在衰老皮肤或者受损皮肤中,胶原蛋白纤维的量明显下降,同时也没有完整的网络状结构。
在使用3%的Matrixyl3000?以后,我们通过共焦激光显微镜对皮肤乳突真皮层进行观察和分析,发现胶原蛋白纤维碎片化的现象明显减少,纤维网状结构的完整度得到了提升,证明了Matrixyl3000?能够帮助促进胶原蛋白纤维网络状结构的重建,让皮肤变得更加年轻。
还有一组数据与两种衰老标记物有关,一种是与衰老相关的β-半乳糖苷酶,另一种是早衰蛋白(A型核纤蛋白的变体)的研究。随着皮肤年龄的增加,这两种物质的表达也会上升。我们发现,使用Matrixyl3000?能够减少这两种衰老标记物的表达,并且随着浓度的提高,抑制作用更加明显。
2)肽的侧链修饰:Matrixyl? Synthe’6?和Matrixyl? Morphomics
Matrixyl3000?的成功源自它具有显著的抗衰老、抗皱功效,但Sederma在肽类的研究上并不满足于此,一直在肽类产品的开发和创新上保持着大量的研发投入。2010年,我们推出了全新的Matrixyl系列产品:Matrixyl? Synthe’6?。
Matrixyl? Synthe’6?的创新在于进行了肽的侧链修饰。首先,它的灵感同样来源于Matrikines技术,我们找到了KMK(赖氨酸-蛋氨酸-赖氨酸)的片段,这样的氨基酸序列是天然存在于人体内的,比如Ⅳ型胶原蛋白、成纤维蛋白中都能够发现这种序列。通过筛选发现,它具有促进细胞外基质生成的潜力。
从细胞测试中可以看到,它能够促进Ⅰ型胶原蛋白的表达,但是对于Ⅳ型胶原蛋白和纤连蛋白好像并没有促进作用。因此,Sederma通过在蛋氨酸的官能团上加入氧(O2),经过这种修饰,能够增加Ⅰ型胶原蛋白的产生量,并且大大增加了Ⅰ型胶原蛋白的表达。同时,它还对于Ⅳ型胶原蛋白和纤连蛋白产生了之前没有的促进生成作用,而且效果是随着浓度的增加而提升的。
在人体测试中我们可以看到,不论对于鱼尾纹,还是前额的皱纹,Matrixyl? Synthe’6?都具有明显的淡化作用。
正是因为Matrixy系列产品拥有强大的功效,以及它带来了突破性的创新革命,其受到了业内的高度认可。在2015年,Matrixy系列获得了25年创新大奖,现在市面上带有25年创新大奖logo的产品,通常都是使用了Sederma认可的Matrixy系列产品。
继Matrixyl? Synthe’6?之后,Sederma又推出了一款新的Matrixy系列产品:Matrixyl? Morphomics,这款产品代表着Sederma在肽的研发和设计上更进了一步。
人体中存在蛋白质的交联现象,交联除了能够稳定蛋白质纤维的三维结构之外,还能够起到调节功能的作用。交联的形式有很多,通过蛋白质的交联能够形成一个环状结构。受此启发,Sederma设计出Matrixyl? Morphomics。
在进行超过一百多次的尝试和选择之后,研发人员选择了最为人熟知的GHK(甘氨酰-组氨酸-赖氨酸)的功能片段,但是我们在赖氨酸上接了一个具有环状结构的脯氨酸,来模拟蛋白质纤维的交联片段。
我们发现,全新肽的片段能激活从细胞内到细胞外基质的反应通路。比如,它能够促进丝切蛋白、肌动蛋白构成细胞骨架,并且促进信号的传导,同时能够促进整联蛋白的表达,因此能够强化细胞和细胞外基质之间的连接。
同时,Matrixyl? Morphomics能够促进Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ型胶原蛋白和透明质酸等细胞外基质的生成。不仅针对胶原蛋白本身,而且对胶原蛋白纤维合成过程中涉及的酶的表达,都得到了明显提升,此外其对基质金属蛋白酶具有递减效果。这些数据显示出Matrixyl? Morphomics对于人体真皮层具有一定的保护效果。
在人体测试中,我们标记他们的眉间皱纹和抬头纹,测量皱纹的体积以及皱纹恢复所需要的时间变化,可以看到,使用Matrixyl? Morphomics六周后,对于面部肌肉产生的动态纹具有明显的淡化作用。
3)肽和载体技术结合:Crystalide?
2019年,Sederma推出了一款名为Crystalide?(水晶高光肽,棕榈酰四肽-10)的产品,这是首次将肽和载体技术相结合。
这里用到的载体技术来自我们收购的一家专注于新型脂质体包裹技术的公司,他们的技术能够使小的油滴结构在配方中稳定存在,长时间存放粒径不会发生变化,也不会产生聚集、沉降的现象。
肽在加入棕榈酰基团后会同时具有亲水和亲油性,棕榈酰基亲油的一端会融入油滴当中,通过保证油滴结构在配方中的稳定性和均匀分布,从而保证活性成分肽在皮肤上能够均匀分布。此外,油滴结构在涂抹的时候会发生破裂或融化的情况,因此这种结构能够起到缓释效果,增加活性成分与皮肤的接触。
Crystalide?的主要活性成分是棕榈酰四肽-10,在细胞测试中可以看到,它促进了一系列与角化细胞成熟和分化相关蛋白的表达。与此同时,它可以促进一种KLK5激肽释放酶的产生,这种酶天然存在于人体,能够“剪断”细胞和细胞之间的连接,促使老化、暗沉细胞的脱离,促进表皮细胞更新。
在一项人体测试中,我们分别让受试者使用单独的肽,以及加入载体系统后的肽,然后对受试者的皮肤进行染色。可以看到,对比单独的肽,载体系统的加入使得皮肤的上色和脱色更加均匀。因此,肽和载体系统的搭配,不仅能够促进角化细胞的成熟和分化,而且促进角化细胞更加均匀、和谐地分化和脱落,在视觉上,为皮肤带来像水晶一样的平滑和光泽。
拓展肽类产品在个护领域的应用边界
除了肽的产品创新之外,我们一直在探索和扩展这类产品在个人护理领域里的应用边界。虽然现在终端市场对肽的认知,基本是和抗皱、抗衰老功效划等号的,但是肽的作用其实远不止于此。
对于我们的客户、市场来说,肽这类产品还有更多的潜力等待被发掘。作为原料供应商,Sederma除了能够提供各种各样的肽以及相应的解决方案之外,我们也会持续保持对整个市场的洞察和创新,帮助消费者解决不同的皮肤问题。
比如,今年3月份,Sederma推出名为BB-Biont的全新肽类产品,主要针对目前市场上消费者需求量较大的痘印、痘痕、皮肤粗糙泛红的问题,做到从表及里多维度改善皮肤的状态。
首先,BB-Biont针对人体的“第四层皮肤”,即皮肤的微生物菌落,它可以选择性抑制痤疮丙酸杆菌的过度增殖,从而改善皮肤炎症、痘痘等问题,同时不影响到表皮葡萄球菌等皮肤常驻菌,促进皮肤微生态的再平衡。
其次,对于皮肤的表皮层,它可以促进角化细胞的成熟和分化,起到强化皮肤屏障的作用。另外,它能够促进Ⅰ型胶原蛋白、Ⅳ型胶原蛋白、纤连蛋白等细胞外基质的产生,所以不仅对于真皮层,对于真皮的连接层也会有改善的作用,而且它的促进改善的效果是随着浓度的增加而增加的。
我们在不同类型的细胞上进行了抑制炎症的测试,比如角化细胞、巨噬细胞、皮脂腺细胞,发现BB-Biont可以降低由痤疮丙酸杆菌造成的炎症因子的表达。在人体试验中,同样也看到了该产品能够减少炎症引起的皮肤的瑕疵问题。
从1992年推出第一款肽,至今已有30多年的时间,Sederma一直没有停止对肽的开发和创新。接下来,Sederma会在肽的获取上进行一些新的探索。2018年,我们曾经推出一款名为PoreTect?的产品,这是首款成分确定的天然来源的肽,它来自于亚麻籽,具有抗衰老的功效。
另外,早在四五年前,Sederma已经在布局通过使用合成生物学得到肽类产品,因为我们希望把整个生产工艺,对于环境、对人类的影响降到更低。相关的产品应该很快可以跟大家见面了,希望到时候有机会再次跟大家进行分享。
我今天的分享到此结束,欢迎大家和我们进行更加深入的交流,谢谢大家!
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详解热门肽类原料的发展历程与技术创新,肽的发展历史
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