Ergotioneína, un caballo oscuro en el mundo anti-envejecimiento 

La ergotioneína (EGT) fue aislada por primera vez de los hongos del cornezuelo de centeno por el científico Charles Tanret en 1909, de ahí su nombre. Es un derivado de aminoácido natural ampliamente distribuido en hongos, algunas plantas y animales. En la dieta humana, las setas, los cereales y ciertos mariscos son sus principales fuentes. Gracias a una investigación en profundidad por parte de la ciencia moderna, los notables efectos de la ergotioneína han ido saliendo a la luz gradualmente.

Principios antienvejecimiento y mecanismos de acción.

Doble efecto antioxidante

Eliminación directa de radicales libres: la EGT puede neutralizar rápidamente varias especies reactivas de oxígeno (ROS) y especies reactivas de nitrógeno (RNS), incluido el anión superóxido (O₂⁻), el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), los radicales hidroxilo (·OH) y el oxígeno singlete (¹O₂). Este efecto eliminador directo se ha verificado plenamente en experimentos in vitro.

Ventajas comparativas

Regulación del sistema de defensa antioxidante: EGT regula positivamente la expresión de genes antioxidantes posteriores (como HO-1, NQO1, SOD y CAT) activando la vía de señalización KEAP1-NRF2. La translocación nuclear de NRF2 está regulada por las vías de señalización PI3K/AKT y PKC, y EGT puede promover la liberación y la translocación nuclear de NRF2 modulando el sensor de tiol de KEAP1.

Papel protector en la estabilidad del genoma

Reducción del daño al ADN: EGT inhibe eficazmente el daño al ADN inducido por ROS y RNS, particularmente en el ADN mitocondrial (ADNmt). Los estudios han demostrado que las células que carecen de transportadores EGT exhiben niveles más altos de daño en el ADN.

Promoción de la reparación del ADN: EGT no solo absorbe la radiación ultravioleta (UV), sino que también promueve la reparación del ADN después de la irradiación UV, protegiendo las células de la piel del fotodaño.

Regulación de las modificaciones epigenéticas

Afectando la síntesis del SAM donante de metilo: EGT afecta indirectamente la disponibilidad de S-adenosilmetionina (SAM) al regular los niveles de glutatión (GSH), regulando así la actividad de las ADN metiltransferasas (DNMT) y las histonas metiltransferasas (HMT).

Mantenimiento de la homeostasis de los iones de hierro libres: EGT mantiene la homeostasis de los iones de hierro libres eliminando ROS, asegurando así la actividad de las desmetilasas (como TET y JmjC).

Interacciones con la vía de señalización de Sirtuin:

Regulación positiva de la expresión de SIRT1/SIRT6: EGT retrasa la senescencia de las células endoteliales e induce la apoptosis necrotizante en células de cáncer colorrectal mediante la regulación positiva de la expresión de SIRT1 y SIRT6.

Mantenimiento de los niveles de NAD⁺: EGT mejora la actividad de Sirtuin al regular el estado redox celular y mantener la relación NAD⁺/NADH.

Preparación Mmétodo

Método de extracción natural:

El EGT se encuentra en productos naturales como hongos comestibles, cornezuelo de centeno, cereales y tejidos animales. Los hongos comestibles tienen un alto contenido de EGT y son una fuente importante de EGT.

Sin embargo, el contenido de EGT de los productos naturales es generalmente muy bajo, lo que requiere grandes cantidades de materias primas para su extracción, lo que genera altos costos de extracción. Además, problemas como los altos niveles de impurezas y residuos de medicamentos en las materias primas limitan la aplicación industrial de métodos de extracción de productos naturales.

Método de síntesis química: La síntesis química tradicional de EGT utiliza histidina como material de partida, sintetizando EGT en solución acuosa a través de múltiples pasos que incluyen tiolación, tioprotección, metilación y desprotección. Este método tiene una ruta sintética larga y bajo rendimiento. En los últimos años, los estudios han imitado vías biosintéticas para mejorar la síntesis química de EGT. Por ejemplo, Erdelmeier et al. utilizaron histidina betaína, cisteína y ácido mercaptopropiónico como materiales de partida para sintetizar EGT mediante una reacción simplificada en un solo recipiente, evitando la introducción de grupos tioprotectores, acortando la ruta sintética y mejorando el rendimiento.

La síntesis química también presenta algunos desafíos.. Por ejemplo, la quiralidad del carbono α en el grupo carboxilo conduce fácilmente a la racemización en condiciones ácidas o alcalinas, lo que dificulta la obtención de EGT de alta pureza óptica. Además, las materias primas necesarias para la síntesis química son caras, el material de partida 2-mercaptoimidazol es difícil de preparar y el posprocesamiento del producto también resulta complicado. Por tanto, los investigadores necesitan optimizar y mejorar los métodos de síntesis química para satisfacer las necesidades de la producción industrial a gran escala.

Fermentación microbiana: La obtención de EGT mediante biosíntesis tiene ventajas como materias primas fácilmente disponibles y un costo relativamente bajo, y se ha convertido en el principal método para la preparación de EGT en los últimos años. En la naturaleza, la EGT existe a través de dos vías: biosíntesis aeróbica y biosíntesis anaeróbica.

Biosíntesis aeróbica de EGT

Muchos estudios han dilucidado el proceso biosintético de EGT. Básicamente, la vía biosintética aeróbica de la EGT se puede dividir en vías bacterianas y fúngicas. Seebeck et al. dilucidaron y reconstruyeron la vía biosintética aeróbica de EGT in vitro en Mycobacterium smegmatis, identificando cinco genes implicados en la vía: EgtA, EgtB, EgtC, EgtD y EgtE. Estos genes codifican la glutamilcisteína sintasa (EgtA), la oxidasa dependiente de Fe2+ (EgtB), la gamma-glutamil transferasa (EgtC), la histidina metiltransferasa dependiente de S-adenosil metionina (SAM) (EgtD) y la CS liasa dependiente de piridoxal fosfato (EgtE), respectivamente. En este proceso, EgtA cataliza la condensación de glutamato y cisteína para generar γ-glutamilcisteína; EgtB cataliza el acoplamiento oxidativo en presencia de oxígeno y sulfato ferroso, añadiendo un grupo tiol de γ-glutamilcisteína a la cadena lateral de la histidina betaína (sintetizada a partir de histidina y SAM catalizada por EgtD); Luego, EgtC cataliza la formación adicional de histidina betaína cisteína sulfóxido; finalmente, EgtE cataliza la eliminación de piruvato y amoníaco para generar EGT.

En la vía biosintética de los hongos, EGT involucra principalmente dos genes de sintasa, Egt1 y Egt2. Bello et al. identificó una sintasa específica, NcEgt1, en *Neurospora crassa*, que contiene dominios similares a los de EgtB y EgtD de *Mycobacterium smegmatis*. Egt1 participa en una reacción catalítica de dos pasos: primero, cataliza la conversión de histidina en histidina betaína y luego cataliza la combinación de histidina betaína y cisteína para formar histidina betaína cisteína sulfóxido. Al igual que EgtE, Egt2 cataliza la formación de EGT a partir de histidina, betaína y sulfóxido de cisteína. Como se muestra en la figura, debido a que sólo participan dos enzimas, la vía biosintética de la EGT en los hongos es mucho más simple que la de las bacterias.

Biosíntesis anaeróbica de EGT

Se ha informado de una biosíntesis anaeróbica de EGT en una bacteria de lodo estrictamente anaeróbica (Chlorobium limicola), donde la biosíntesis de EGT se logra mediante una reacción de dos pasos independiente del oxígeno. Quemar y col. identificaron metiltransferasa (EanA) y sulfotransferasa (EanB) en esta bacteria anaeróbica del lodo. Como se muestra en la figura, EanA cataliza la conversión de histidina en histidina betaína y luego EanB, en condiciones anaeróbicas, transfiere un átomo de azufre al anillo de imidazol de histidina betaína para generar EGT. Aunque la vía de biosíntesis anaeróbica es más simple, las tasas catalíticas de EanA y EanB son mucho más bajas que las de EgtD y EgtB en la vía de biosíntesis aeróbica. Por lo tanto, la vía de biosíntesis aeróbica sigue siendo el modo dominante de biosíntesis de EGT.

Perspectivas de aplicación

La ergotioneína posee poderosas propiedades antioxidantes y antienvejecimiento y tiene amplias perspectivas de aplicación en las industrias alimentaria, cosmética, de alimentos funcionales y biofarmacéutica. Su aplicación en el campo de la belleza y el cuidado de la piel es particularmente destacada, lo que lo convierte en un ingrediente importante en los productos antienvejecimiento.

Sus principales beneficios incluyen:

1. Antioxidante y antienvejecimiento: la poderosa capacidad antioxidante de la ergotioneína combate eficazmente los radicales libres, reduce el daño oxidativo a las células de la piel, retrasa el envejecimiento de la piel y reduce las arrugas y la flacidez.
2. Blanqueamiento y reducción de manchas: inhibe la producción y deposición de melanina, mejora la pigmentación y la opacidad e ilumina el tono de la piel.
3. Antiinflamatorio y Calmante: Reduce la inflamación de la piel, alivia eficazmente el enrojecimiento y la picazón, fortalece la barrera protectora de la piel y mejora su resistencia.
4. Hidratante y reparador: mejora eficazmente la función de barrera de la piel, mejora la hidratación de la piel y promueve la reparación y regeneración de la piel dañada.
5. Fotoprotección y Protección contra el daño UV: La radiación ultravioleta es una de las principales culpables del envejecimiento de la piel. La ergotioneína puede reducir el daño cutáneo causado por la radiación ultravioleta, proteger la piel del fotoenvejecimiento y proporcionar una protección solar eficaz.

resumir

La ergotioneína, con su mecanismo antioxidante único y su amplia gama de aplicaciones, está remodelando la industria antienvejecimiento. Con avances en biología sintética y una investigación clínica en profundidad, puede convertirse en uno de los ingredientes principales para retrasar el envejecimiento y mejorar la calidad de vida. Para los consumidores, elegir productos de ergotioneína formulados científicamente y de alta pureza puede ser la clave para combatir los efectos del tiempo.