暴露在强烈阳光下会对人体造成伤害,短期会产生红斑或晒伤,长期则会导致皮肤过早老化甚至皮肤癌。

市场上的防晒霜往往由各种化学防晒剂进行复配,但研究显示,频繁使用合成防晒霜会影响人体健康,引发过敏和内分泌失调等症状。

此外,防晒霜中的部分化学成分,如氧苯酮等会对海洋生态造成破坏。美国的部分州(如夏威夷、佛罗里达州等)已颁布禁止使用含有相应有害化学物质防晒霜的法案。


寻找一种天然、安全、温和且大规模生产的防晒成分,成为市场亟待满足的需求点。

类菌孢素氨基酸(MAAs)是一类天然化合物,广泛存在于藻类、真菌、和鱼类等海洋生物中,因其卓越的紫外线防护活性,受到广泛的关注。

研究显示,MAAs最大吸收波长在268 nm至362 nm之间,覆盖了到达地球表面的大部分紫外线,同时具备极强的吸光能力,被认为是自然界最强的UVA吸收化合物。

除了防护紫外线的特性外,MAAs还具有抗氧化、抗炎、抗衰老等功效,且在很宽的温度和酸碱度范围内都可保持稳定,在化妆品领域具有巨大应用潜力。


图:MAAs的来源、识别和美容领域的应用

瑞士公司Mibelle AG Biochemistry推出的天然防晒剂Helioguard®365中含有两款MAAs成分。试验结果显示,5%的Helioguard®365可使UVA诱导的DNA损伤降低73%。2%的Helioguard®365可以让防晒霜的SPF值从7.2提高至8.2过程中,试验者的皮肤紧致度和光滑度也得到显著改善,分别提升了10%和12%。

不过,目前MAAs的生产均依靠从藻类中提取,这种方法的产量低、成本高昂(1公斤Helioguard®365价格接近15000元),极大限制了应用场景,导致MAAs于上世纪60年代被发现以来,一直没有被大规模推广。

近年来,合成生物学的快速发展为 MAAs 的生产制备提供了一种新的解决方案,通过重组工程化微生物合成MAAs,有望突破产量和成本瓶颈、拓展市场空间。

其中,韩国全南大学团队利用酿酒酵母实现MAAs的生物合成,产生1.5 g/L 的shinorine和1.2 g/L的porphyra-334,这是迄今为止报道的最高产量。

但目前这些研究仍局限于实验室阶段,且尚未进入中试放大阶段。此外,如何分离和纯化MAAs也是需要进一步研究的关键问题。

—The End—


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