Ergothioneine, un cavallu scuru in u mondu anti-aging 

Ergothioneine (EGT) hè stata prima isolata da i fungi di l'ergot da u scientist Charles Tanret in u 1909, da quì u so nome. Hè un derivatu di l'aminoacidu naturali chì hè largamente distribuitu in fungi, alcune piante è animali. In a dieta umana, i funghi, i grani è certi frutti di mare sò i so fonti principali. Cù una ricerca approfondita da a scienza muderna, l'effetti notevuli di l'ergothioneine sò gradualmente ghjunti à a luce.

Principii anti-aging è miccanismi di azzione

Doppiu effetti antioxidanti

Scavenging direttu di i radicali liberi: EGT pò neutralizà rapidamente diverse spezie reattive di l'ossigenu (ROS) è spezie di nitrogenu reattivu (RNS), cumprese l'anione superoxide (O₂⁻), perossidu d'idrogenu (H₂O₂), radicali idrossilici (·OH) è l'ossigenu singule (¹O₂). Stu effettu di scavenging direttu hè statu verificatu cumplettamente in esperimenti in vitro.

Vantaggi comparativi

Regulamentu di u sistema di difesa antioxidante: EGT upregulates l'espressione di i geni antioxidanti downstream (cum'è HO-1, NQO1, SOD è CAT) attivendu a via di signalazione KEAP1-NRF2. A traslocazione nucleare di NRF2 hè regulata da i percorsi di segnalazione PI3K / AKT è PKC, è EGT pò prumove a liberazione è a traslocazione nucleare di NRF2 modulendu u sensore tiol di KEAP1.

Role protettivu in a stabilità di u genoma

Riduce u dannu di DNA: EGT inibisce efficacemente i danni di DNA indotti da ROS è RNS, in particulare in DNA mitocondriale (mtDNA). I studii anu dimustratu chì e cellule senza trasportatori EGT presentanu livelli più alti di dannu à l'ADN.

A prumuzione di a riparazione di l'ADN: EGT ùn solu assorbe a radiazione ultravioletta (UV), ma ancu prumove a riparazione di l'ADN dopu l'irradiazione UV, prutegge e cellule di a pelle da i fotodannu.

Regulamentu di e mudificazioni epigenetiche

Affettendu a Sintesi di u SAM Donatore Methyl: EGT affetta indirettamente a dispunibilità di S-adenosylmethionine (SAM) regulendu i livelli di glutathione (GSH), regulendu cusì l'attività di DNA methyltransferases (DNMTs) è histon methyltransferases (HMTs).

Mantenimentu di l'omeostasi di ioni di ferru liberu: EGT mantene l'omeostasi di ioni di ferru liberu scavenging ROS, assicurendu cusì l'attività di demethylases (cum'è TET è JmjC).

Interazioni cù a via di signalazione di Sirtuin:

Upregulation of SIRT1/SIRT6 expression: EGT ritarda a senescenza di e cellule endoteliali è induce l'apoptosi necrotizzante in e cellule di cancro colorettale per upregulating l'espressione di SIRT1 è SIRT6.

Mantenimentu di i livelli di NAD⁺: EGT aumenta l'attività di Sirtuin regulendu u statutu redox cellulare è mantenendu u rapportu NAD⁺/NADH.

Preparazione Metudu

Metodu di estrazione naturale:

L'EGT si trova in i prudutti naturali, cum'è fungi comestibili, ergot, cereali è tessuti animali. I fungi comestibili anu un altu cuntenutu di EGT è sò una fonte impurtante di EGT.

In ogni casu, u cuntenutu EGT di i prudutti naturali hè generalmente assai bassu, chì necessitanu grandi quantità di materie prime per l'estrazione, risultatu in alti costi d'estrazione. Inoltre, prublemi cum'è alti livelli di impurità è residui di droga in e materie prime limitanu l'applicazione industriale di i metudi di estrazione di prudutti naturali.

Metudu di sintesi chimica: A sintesi chimica tradiziunale di l'EGT usa l'istidina cum'è materiale di partenza, sintesi di EGT in una soluzione acquosa attraversu parechje tappe cumpresi thiolation, thioprotection, methylation è deprotection. Stu metudu hà una strada sintetica longa è un rendimentu bassu. Nta l'ultimi anni, i studii anu imitatu i viaghji biosintetici per migliurà a sintesi chimica di EGT. Per esempiu, Erdelmeier et al. hà utilizatu histidine betaine, cysteine, è l'acidu mercaptopropionicu cum'è materiali di partenza per sintetizà EGT utilizendu una reazzione simplificata in una sola pota, evitendu l'intruduzioni di gruppi tioprotettivi, accurtà a strada sintetica è migliurà u rendiment.

A sintesi chimica presenta ancu alcune sfide. Per esempiu, a chiralità di l'α-carbonu in u gruppu carboxyl porta facilmente à a racemizazione in cundizioni acidi o alkaline, facendu difficiuli di ottene EGT d'alta purezza ottica. Inoltre, a materia prima necessaria per a sintesi chimica hè caru, u materiale di partenza 2-mercaptoimidazole hè difficiule di preparà, è a post-processazione di u pruduttu hè ancu sfida. Dunque, i circadori anu bisognu à ottimisà è migliurà i metudi di sintesi chimica per risponde à i bisogni di a produzzione industriale à grande scala.

Fermentazione microbiana: L'ottenimentu di l'EGT per via di a biosintesi hà vantaghji cum'è materie prime prontamente dispunibili è costu relativamente bassu, è hè diventatu u metudu principale per a preparazione EGT in l'ultimi anni. In natura, l'EGT esiste per duie vie: a biosintesi aerobica è a biosintesi anaerobica.

Biosintesi aerobica di EGT

Parechji studii anu elucidatu u prucessu biosinteticu di EGT. In fondu, a via biosintetica aerobica di EGT pò esse divisa in percorsi bacteriali è fungi. Seebeck et al. Elucidatu è ricostruitu a via biosintetica aerobica di EGT in vitro in Mycobacterium smegmatis, identificendu cinque geni implicati in a via: EgtA, EgtB, EgtC, EgtD è EgtE. Questi geni codificano per glutamilcisteina sintasi (EgtA), ossidasi Fe2+-dipendente (EgtB), gamma-glutamil transferasi (EgtC), S-adenosil metionina (SAM) istidina metiltransferasi (EgtD) dipendente da S-adenosil metionina (EgtD), e piridossale fosfato-dipendente rispettivamente C-Egt. In questu prucessu, EgtA catalizza a condensazione di glutammatu è cisteina per generà γ-glutamilcisteina; EgtB catalizza l'accoppiamentu ossidativu in presenza di ossigenu è sulfate ferru, aghjunghjendu un gruppu tiol da γ-glutamylcysteine ​​​​à a catena laterale di histidine betaine (sintetizatu da histidine è SAM catalizatu da EgtD); EgtC poi catalizza l'ulteriore furmazione di istidine betaine cysteine ​​sulfoxide; infine, EgtE catalyzes l'eliminazione di pyruvate è ammonia per generà EGT.

In a via biosintetica fungica, EGT implica principalmente dui geni di sintasi, Egt1 è Egt2. Bellu et al. identificanu una sintasi specifica, NcEgt1, in *Neurospora crassa*, chì cuntene domini simili à quelli in EgtB è EgtD di *Mycobacterium smegmatis*. Egt1 participa à una reazione catalitica in dui fasi: prima, catalizza a cunversione di histidine in histidine betaine, è poi catalizza a cumminazzioni di histidine betaine è cysteine ​​per furmà histidine betaine cysteine ​​sulfoxide. Simile à EgtE, Egt2 catalizza a furmazione di EGT da istidina, betaina è cisteina sulfossidu. Cum'è mostra in a figura, perchè solu dui enzimi sò implicati, a via biosintetica di EGT in fungi hè assai più simplice di quella in i batteri.

Biosintesi anaerobica di EGT

Una biosintesi anaerobica di EGT hè stata rappurtata in un bacteriu di fangu strettamente anaerobiu (Chlorobium limicola), induve a biosintesi di EGT hè realizatu per una reazione in dui tappe indipindente da l'ossigenu. Burn et al. identificatu methyltransferase (EanA) è sulfotransferase (EanB) in questa bacteria anaerobica di fangu. Cum'è mostra in a figura, EanA catalyzes a cunversione di histidine à histidine betaine, è dopu EanB, in cundizioni anaerobiche, trasferisce un atomu di sulfuru à l'anellu imidazole di histidine betaine per generà EGT. Ancu se a via di biosintesi anaerobica hè più simplice, i tassi catalitici di EanA è EanB sò assai più bassi di quelli di EgtD è EgtB in a via di biosintesi aerobica. Dunque, a via di a biosintesi aerobica resta u modu dominante di a biosintesi EGT.

Perspettivi di l'applicazione

Ergothioneine pussede putenti proprietà antioxidanti è anti-invecchiamento, è hà ampie prospettive di applicazione in l'industria alimentaria, cosmetica, alimentazione funzionale è biofarmaceutica. A so applicazione in u campu di bellezza è cura di a pelle hè particularmente prominente, facendu un ingredientu impurtante in i prudutti anti-aging.

I so vantaghji principali includenu:

1. Antiossidante è Anti-invecchiamento: A putente capacità antioxidante di Ergothioneine combatte in modu efficace i radicali liberi, riduce u dannu oxidativu à e cellule di a pelle, ritarda l'invechjamentu di a pelle, è riduce e rughe è a flaccidità.
2. Whitening and Spot Reduction: Inibisce a produzzione è a deposizione di melanina, migliurà a pigmentazione è l'opacità, è illumina u tonu di a pelle.
3. Antiinflamatori è Calmante: Reduce a inflamazioni di a pelle, allevia in modu efficace u rossu è u pruritu, rinforza a barriera protettiva di a pelle è aumenta a so resistenza.
4. Moisturizing and Repairing: Migliora in modu efficace a funzione di barriera di a pelle, aumenta l'idratazione di a pelle, è prumove a riparazione è a rigenerazione di a pelle dannata.
5. Fotoprotezzione è Prutezzione contr'à i danni UV: A radiazione ultravioletta hè unu di i principali culpiti di l'anziane di a pelle. L'ergothioneine pò riduce i danni di a pelle causati da a radiazione ultravioletta, prutegge a pelle da u photoaging, è furnisce una prutezzione efficace di u sole.

Riassume

Ergothioneine, cù u so mecanismu antioxidante unicu è una larga gamma d'applicazioni, rimodella l'industria anti-aging. Cù innovazioni in a biologia sintetica è a ricerca clinica approfondita, pò diventà unu di l'ingredienti core per ritardà l'anziane è migliurà a qualità di vita. Per i cunsumatori, a scelta di prudutti d'ergothioneine d'alta purezza è scientificamente formulati pò esse una chjave per cumbatte l'effetti di u tempu.