Nieuwe doorbraak opent deuren voor de behandeling van aan melanine gerelateerde huidaandoeningen

Vlekken als gevolg van te veel blootstelling aan de zon en andere effecten van disfunctionele melanineproductie kunnen tot het verleden behoren. Wetenschappers hebben de structuur opgelost van een van de drie enzymen die melanine produceren bij mensen, deuren openen naar het ontwerp van bleekmiddelen om verkleuringen van de huid te verwijderen. De studie is gepubliceerd in Angewandte Chemie

De zomer is vaak een synoniem voor mensen die op het strand luieren om een ​​kleurtje te krijgen. Met de leeftijd en frequente blootstelling aan de zon, sommige mensen kunnen de zogenaamde "ouderdomsvlekken" of "levervlekken" krijgen, dat zijn kleine donkere gebieden op de huid. Het wegwerken hiervan is een uitdaging en onderzoekers en de cosmetische industrie proberen een manier te vinden om ze op lange termijn te verwijderen.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van de ESRF, Rijksuniversiteit Groningen en Wageningen Food and Biobased Research (Nederland) hebben zojuist een van de drie enzymen ontcijferd die melanine genereren, het pigment dat de huid geeft, haar en ogen hun kleur. Wanneer deze enzymen niet goed functioneren, veroorzaken ze pigmentatiestoornissen:vlekken op de huid, albinisme of melanoom.

Tot vandaag, de structuren van deze drie enzymen waren onbekend, dus hebben wetenschappers de schimmel- of plantenenzymen gebruikt om verbindingen te synthetiseren die gericht zijn op de mens. De uitdaging om deze structuren op te lossen ligt in het feit dat wetenschappers niet weten hoe deze enzymen werken om melanine te produceren en ze zijn er nooit in geslaagd om de menselijke versie in grote hoeveelheden te zuiveren om ze te bestuderen.

Onverwachte bevindingen

Xuelei Lai, eerste auteur van de studie, gericht op menselijke enzymen in plaats van plantaardige enzymen. Hij legt uit dat "we erin geslaagd zijn om tyrosinase en tyrosinase-gerelateerd eiwit 1 (TYRP1) te zuiveren en te kristalliseren en dat we de structuur van TYRP1 hebben opgelost. Dit is de eerste structuur die beschikbaar is voor een melanogeen enzym bij zoogdieren. We geloven dat als we hetzelfde procedure zouden we waarschijnlijk de structuur van tyrosinase en tyrosinase gerelateerd eiwit 2 kunnen oplossen, dus deze resultaten zien er veelbelovend uit in onze zoektocht naar het ontrafelen van de complexe manier waarop melanine wordt gegenereerd".

Wetenschappers hebben ook een onverwacht resultaat onthuld:ze hebben ontdekt dat TYRP1 zink nodig heeft om te functioneren, in tegenstelling tot het gevestigde geloof in de gemeenschap dat dit enzym koper nodig heeft. "We weten nog steeds niet precies welke rol zink speelt in de interactie met TYRP1 en we hebben uitgebreid verder onderzoek nodig om daar achter te komen", legt Montse Soler López uit, corresponderende auteur van de paper en wetenschapper bij de ESRF.

De sleutel van dit werk is dat het een echt model biedt voor het ontwerp van bleekmiddelen om vlekken te verwijderen die op de huid van mensen verschijnen als gevolg van de zon of leeftijd. Bauke W. Dijkstra, tevens corresponderend auteur en voormalig directeur onderzoek bij de ESRF, legt de relevantie van hun werk in de industriële context uit:"Cosmetische bedrijven investeren hierin enorm, dus we verwachten dat onze bevindingen een grote vooruitgang in het veld zullen zijn".