头发与头皮护理的科学基础(Ⅶ)——头发灰白的原因及变黑的方法

随着头发灰白年轻化的趋势发展,头发颜色日益成为大众关注的重点。然而头发灰白的确切原因目前还不清楚,在此,本讲座从黑色素(melanin)的合成路径出发,回顾了以往关于头发灰白机制的研究,整理了目前较被认同的两种途径。同时,介绍了天然产物在“白转黑”中的应用潜力,并列举了几种天然黑色物质,如氧化石墨烯、聚多巴胺等在染黑发方面的研究,希望为无毒无危害的染黑剂和促黑产品的开发和应用提供参考。

细菌酪氨酸酶高效异源表达及其在生物染发和丝素多肽多巴修饰中的应用

酪氨酸酶是一种含铜的多酚氧化酶,广泛应用于食品、日化、医药等领域。目前商品化酪氨酸酶主要依赖于真菌提取,存在价格高、纯度低、比酶活低和稳定性差等问题。本研究旨在获得高效表达并具有工业化应用前景的细菌酪氨酸酶。通过在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中异源表达5种不同来源的细菌酪氨酸酶,筛选获得了巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和多刺疣微菌(Verrucomicrobium spinosum)来源的酪氨酸酶TyrBm和TyrVs,酶活分别为(16.1±0.2)U/mL和(48.6±0.9)U/mL。纯化后通过比较TyrBm与TyrVs的酶学性质,证明了TyrVs具有更高的热稳定性和底物专一性。在表征TyrVs高催化性能的基础上,建立了基于TyrVs催化的酶法生物染发体系,实现了原位催化染发,水洗色牢度实验测得模拟14 d清洁后的色差值∆E低于7.38±0.64。为便于催化产物与酶快速分离,成功构建了依赖于自组装标签CipA的固定化酶TyrVs-CipA催化体系并应用于水解丝素多肽(hydrolysed silk fibroin,HSF)的多巴修饰(DOPA modification),酶连续催化达7次以上,单次多巴修饰度超过70.00%。进一步研究表明,多巴修饰使HSF对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine,DPPH)自由基与O2-自由基清除活性分别提高了507.80%与78.23%。本研究为基于酪氨酸酶的绿色生物染发剂及组织工程生物材料开发提供了技术基础。