概要：陸上環境には膨大な微生物の生物多様性が存在することはよく知られています。 紫外線、温度変動、水の入手可能性、資源をめぐる種間/種内の競争など、さまざまな種類のストレスにさらされた陸生微生物は、広範囲の生物活性分子を生成するように進化してきました。 細菌、古細菌、原生生物、菌類、および藻類は、持続可能で比較的低コストで高速な生産プロセスを組み合わせているため、医薬品またはその他の産業目的で生体分子を生産する高い可能性を示しています。 ここでは、皮膚保護用途で陸生微生物によって生成されるさまざまな生理活性分子の概要を提供します。 いくつかの菌株によって生成されるポリフェノールおよびカロテノイド化合物の含有量が高く、エキソ多糖類、メラニン、インドールおよびピロール誘導体、シクロスポリン、カルボン酸、およびその他の分子の存在が、それらの抗酸化作用、光保護作用および美白作用との関連で議論されています。アクティビティ。 高付加価値の天然産物の生産を強化するために開発された関連するバイオテクノロジーツールや、一部の抗酸化酵素、加水分解酵素、分解酵素の保護効果についても説明します。 さらに、抗菌剤、保湿剤、生物界面活性剤、色素、香味料、芳香剤として使用される、または使用される可能性がある微生物化合物のクラスについても説明します。

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関連する研究によると、カンクン「寿命を延ばす奇跡のハーブ」として知られる一般的なハーブです。 その主成分は、シスタノシドなど様々な効果があります。抗酸化物質, 抗炎症薬、 と免疫機能の促進。 シスタンシュとのメカニズム肌美白カンクサの抗酸化作用にあり配糖体。 人間の皮膚のメラニンは、次の物質によって触媒されるチロシンの酸化によって生成されます。チロシナーゼ、酸化反応には酸素の関与が必要なため、体内の酸素フリーラジカルはメラニン生成に影響を与える重要な要素になります。 シスタンケには抗酸化物質であるシスタノシドが含まれており、体内のフリーラジカルの生成を減らし、メラニンの生成を抑制します。

1. はじめに

微生物は、細菌、古細菌、原生生物、菌類、藻類など、非常に多様な生物です。 ここ数十年で、豊富な微生物界から得られる膨大な化学的多様性の活用において大きな進歩が見られました[1、2]。 1928 年に真菌の代謝産物であるペニシリンが発見され、これが微生物由来の天然物と医薬品の黄金時代の始まりとなり、その後、真菌や寄生虫感染症、さらには数種類の癌の治療法が開発されました [3]。 40 年代から 50 年代初頭には、重要な抗菌性抗生物質 (テトラサイクリン、セファロスポリン、アミノグリコシド、マクロライド) のほぼすべてのグループが発見され、50 年代から 60 年代には、抗腫瘍、抗ウイルス、および非抗生物質酵素阻害代謝物が単離されました。主に Streptomyces 種に由来します [4]。

皮膚の恒常性に影響を与えるさまざまな環境要因の中で、紫外線 (UV) 照射は表皮を通過して真皮上部に到達する可能性があるため、最も危険な要素です。 すべての皮膚層に影響を及ぼし、したがって皮膚の老化に寄与する追加のパラメータとしては、食事（例、高脂肪食）および生活習慣（例、喫煙）、さまざまな大気汚染物質、ならびに代謝、ホルモン、炎症過程などの内部要因が挙げられます。など [7–9] (図 1)。 損傷物質は、（とりわけ）ミトコンドリアの機能不全、ゲノムの増加、およびプロテオームの損傷を引き起こす多数の分子イベントおよびシグナル伝達経路を調節します。 マトリックスメタロプロテアーゼの合成と活性の増加、コラーゲン産生の減少、ストレス誘発性早期老化（SIPS）の誘発、炎症性老化関連分泌表現型（SASP）の蓄積[8-11]。 皮膚の恒常性を守るためには、放射線照射やその他のストレス要因の悪影響から保護できる非常に効果的な細胞内または細胞外防御システムを維持することが重要です。 悪影響は、肉眼的には、肌の色合いの喪失、しわの増加、脱水（表皮の厚さの増加による）、色素沈着過剰、黄ばみ（皮膚の黄ばみまたは淡い色合い）によって特徴付けられます（図 1）。

急成長する化粧品分野における陸生微生物の利用の可能性については、個別の研究や証拠が多数あるにもかかわらず、これまでのところ、その応用に取り組んだ系統的なレビューは存在しない。 化粧品および薬用化粧品の世界市場は、2017年に5,324億米ドルと評価され、2023年までに市場価値は8,056億米ドルに達すると予想されており、2023年には7.14パーセントのCAGR（年間平均成長率）を記録すると予想されています。 2018 年から 2023 年 [12]。

今回の研究では、細菌、藻類、真菌、原生生物を含む広範囲の陸生微生物から単離された、皮膚保護効果（したがって化粧品や薬用化粧品として興味深い）を持つさまざまな生物活性化合物の概要を提供します。 異種生産および／または生体内変換された、皮膚保護に関心のある生体分子の例が含まれる。 「陸生」という用語には、土壌および淡水由来の微生物、植物内部寄生虫、および地衣類が含まれます。 海洋微生物とキノコ（すべて担子菌門と子嚢菌門）は、最近レビューされたため除外されます[2、13]。 抗酸化作用、光保護作用、美白作用を持つ陸生微生物由来の代表的な生理活性化合物と、抗菌剤、保湿剤、顔料、香料、香料について説明します。 生理活性分子、供給源生物、それらの生息地、生物活性、および欧州連合の化粧品物質および成分のリストにおけるそれらの存在を含む詳細な表が提供されます (CosIng 目録 [14])。

2. 酸化防止剤

酸化ストレスは、活性酸素 (ROS) および窒素種 (RNS) の生成および/または蓄積の増加による皮膚老化の主な原因の 1 つです。 それらの生成と内因性の抗酸化物質の防御機構との間の不均衡は、細胞の酸化ストレスをもたらし、皮膚のしわ、乾燥、光老化、色素沈着、および弾力症を引き起こす可能性があります。 さらに、フリーラジカルの蓄積は、皮膚の炎症や皮膚がんの原因となる可能性があります[15]。

活性酸素種（ROS）は、通常の代謝（ミトコンドリアの酸化的リン酸化など）の副産物として、NAD(P)Hオキシダーゼ、または大気汚染物質、紫外線、X線、ガンマ線などの外因性発生源によって形成されます。 - 光線 [16]; その濃度が細胞の抗酸化能力を超えると、ROS は酸化ストレスを引き起こし、すべての細胞生体分子に損傷を与えます [10]。

局所抗酸化製品は、細胞の酸化ストレスの原因となる連鎖反応の開始を阻害する反応種のスカベンジャーとして作用する可能性があります [17]。 海洋微生物が抗酸化化合物を生合成する能力を多くの報告が実証している[2]。 陸生微生物に関しては、ポリフェノール、カロテノイド、エキソ多糖類など、酸化反応を著しく阻害する化合物について、以下のセクションで詳しく説明します。

安定ラジカル 2、2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル (DPPH)、カチオン ラジカル 2、20 -アジノ-ビス-3-エチルベンゾチアゾリン{など、さまざまなラジカルの中和を含むバイオアッセイ{7}}スルホン酸 (ABTS)、ならびにヒドロキシルおよび一酸化窒素ラジカルは、インビトロの抗酸化能力を測定するために広く適用されています。 たとえ生体内での抗酸化作用との関係が明確に記載されていないとしても、測定された抗酸化活性から、アッセイ条件下で酸化される可能性のある化合物の量を推定することができます[18]。

2.1. フェノール化合物

フェノール化合物は、強力な抗酸化作用とラジカル消去作用、およびさまざまな薬理学的標的との相互作用でよく知られています。 微生物のフェノール含有量と抗酸化活性との間の強い相関関係は、複数の著者によって異なる微生物を使用して示されています。 黄ら。 は、中国の薬用植物から単離された真菌内部寄生菌の研究中に、この正の相関関係を確認しました [19]。 抗酸化活性への強い寄与は、ショウガの根茎から単離された内生菌であるアスペルギルス・アウストアフリカヌスでも確認された。 粗抽出物の HPLC 分析では、主にフェルラ酸 (1)、p-クマリン酸 (2)、桂皮酸 (3) などのヒドロキシ桂皮酸の存在が示されました [20] (図 2)。 これらの分子は植物界ではよく知られており、その抗酸化能力について広範に研究されています (表 1)。

微細藻類アルスロスピラ プラテンシス [21] および他のアルスロスピラ属の培養物を使用しても、同様の結論が得られました。 [22、23]。 没食子酸、クロロゲン酸、フェルラ酸、カフェイン酸などの単純なフェノール類とヒドロキシ桂皮酸は、クロレラ・ブルガリス、ヘマトコッカス・プルビアリス、ダイクロネマ・ルテリー、フェオダクティラム・トリコルヌタム、テトラセルミス・スエシカ、アンキストロデスムス種、スピロジャイラ種などのさまざまな種の微細藻類から単離されています。 、ユーグレナ・カンタブリカ、カエスピテラ・パッチエ、およびポルフィリジウム・プルプレウム[24-26]。

アナベナ属、ノストック属、ノジュラリア属、マイクロキレート属、オオシラトリア属、シネコシスティス属、ハパロシフォン属、マスティゴクラドゥス属、サイトネマ属、ウェスティロプシス属、シリンドロスペルマム属、アウロシラ属、クロオコッカス属、リンビア属、カロトリクス属、ディコスリックス属、フォルミディオヘテ属、リムノスリックス属、フォルミジウム属の陸生シアノバクテリア種に関する研究も行われている。を報告したそれらの抗酸化活性と総フェノール含有量との相関関係。 クロロゲン酸と没食子酸は、Dichothrix sp.を含むいくつかのシアノバクテリア種の主要なフェノール類として同定されました。 これらの化合物を最も効率的に生産するものの1つです（それぞれ77.9μg/g生重量および24.4μg/g生重量）[26]。

植物によって生成されるもう 1 つのよく知られた天然化合物であるレスベラトロール (4) は、ブドウ品種から単離された内部寄生虫から最近報告されています [27,28]。 これは、その独特の老化防止特性で最も有名な化合物の 1 つと考えられています (図 2)。 それは、ROS 生成とタンパク質酸化の強力な阻害剤であり、脂質過酸化に対してビタミン E および C よりも効果的な薬剤であることが広く報告されています [29]。 微生物の合成および／または植物からの抽出は、有機溶媒、バイオマスの要求が高く、最終収量が低いため非効率であると考えられているため、微生物はレスベラトロールの生産にうまく考慮されてきました。 レスベラトロールは、2009 年にサッカロミセス セレビシエを使用して初めて工業的に生産されました。 この開発以来、より高い収量を得るために生物変換や遺伝子工学などのさまざまな方法が使用されてきました。 例えば、レスベラトロールは、Alternaria sp.によって生産されています。 (1.4 μg/L)、遺伝子組み換え S. cerevisiae (531.4 mg/L)、および E. coli (2370 mg/L) によるもの [30]。 議論した分子と、抗酸化活性またはその他の関連する生物学的活性を持つ追加の微生物フェノール化合物を表 1 に示します。

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