Седина в пожилом возрасте: Перекись водорода подавляет образование меланина
Ученые из Майнца и Брадфорд Ковер молекулярный механизм для серой и белой окраски волос в пожилом возрасте
Серые или седые волосы возникают с увеличением лет жизни с очень естественным процессом старения, в котором образуется меньше цветные пигменты.
Ученые из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце и Университета Брэдфорда в Великобритании раскрыли секрет серого или белого цвета волос с возрастом. Соответственно, кислородные радикалы принимают существенное участие в потере цвета волос. «Отправной точкой всего процесса является перекись водорода, которую мы также знаем как отбеливатель», — объясняет профессор университета. Доктор Хайнц Декер из Института биофизики Университета Майнца. «С возрастом он все чаще вырабатывается в волосах и в конечном итоге предотвращает выработку цветового пигмента меланина». Биофизики из Майнца совместно с дерматологами из Брэдфорда впервые детально разобрали молекулярный механизм этого процесса и опубликовали его в специализированном журнале The FASEB Journal.
Перекись водорода (или H2O2 в ее химическом названии) вырабатывается в небольших количествах в организме человека в ходе метаболизма, в том числе и в волосах. Однако с возрастом это количество увеличивается, поскольку организм больше не может справляться с расщеплением перекиси водорода на два ее компонента: воду и кислород. В своей работе ученые показали, что ответственный за это фермент, называемый каталзой, который обычно нейтрализует перекись водорода, встречается в клетках только в очень низких концентрациях. Это имеет драматические последствия.
Перекись водорода атакует фермент тирозиназу и окисляет определенный строительный блок, а именно аминокислоту метионин. «Этот процесс окисления ухудшает функцию фермента тирозиназы до такой степени, что он больше не может производить меланин. Теперь мы знаем точную молекулярную динамику, лежащую в основе этого процесса», — объясняет Декер. Ученые Института биофизики уже около десяти лет занимаются исследованием тирозиназ, которые встречаются в виде ферментов во всех организмах и выполняют множество различных функций. В компьютерном моделировании, направленном на раскрытие молекулярных механизмов, биофизиков поддерживал недавно основанный Центр вычислительных методов исследования в естественных науках при Университете Майнца.
Однако окисление перекисью водорода не только парализует выработку меланина, но и ослабляет работу других ферментов, необходимых для восстановления поврежденных строительных блоков белка. Это запускает каскад событий, завершающихся постепенной потерей пигмента по всему волосу – от корня до кончика. С помощью этой работы ученые из Майнца и Брэдфорда не только разгадали давнюю загадку того, почему наши волосы седеют с возрастом на молекулярном уровне, но также продемонстрировали подходы к будущей терапии, например, витилиго, нарушения пигментации. в коже. Ведь меланин отвечает не только за цвет волос, но и кожи и глаз.
Работу в Майнце финансировали Совместный исследовательский центр 490 «Инвазия и персистенция инфекций» и Исследовательская учебная группа 1043 «Антиген-специфическая иммунотерапия».
Оригинальные публикации:
Дж. М. Вуд, Х. Декер, Х. Хартманн, Б. Чаван, Х. Рокос, Дж. Д. Спенсер, С. Хассе, М. Дж. Торнтон, М. Шалбаф, Р. Паус и К. У. Шальройтер Старческое поседение волос: воздействие H2O2-опосредованного окислительного стресса цвет человеческих волос за счет притупления восстановления сульфоксида метионина. Журнал FASEB, опубликовано в Интернете 23 февраля 2009 г., doi: 10.1096/fj.08-125435.
Т. Швайкардт, К. Оливарес, Ф. Солано, Э. Йенике, Дж. К. Гарсиа-Боррон и Х. Декер. Трехмерная модель активного центра тирозиназы млекопитающих, учитывающая мутации потери функции Pigment Cell Research (2007) 20:394- 401
Х. Декер, Т. Швейкардт и Ф. Тучек. Первая кристаллическая структура тирозиназы: ответы на все вопросы? Applied Chemistry International Edition English, (2006) 45, 4546 – 4550.
Источник: Майнц [лей]
