피부 주름에 영향을 미치는 광노화 과정에서 자외선에 의해 콜라겐 합성이 증가합니다. 콜라겐 분해 효소 인 Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1)은 불규칙한 콜라겐을 형성하여 피부에 주름을 유발합니다. MMP-1은 ...
피부 주름에 영향을 미치는 광노화 과정에서 자외선에 의해 콜라겐 합성이 증가합니다. 콜라겐 분해 효소 인 Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1)은 불규칙한 콜라겐을 형성하여 피부에 주름을 유발합니다. MMP-1은 삼중 나선의 N 말단에서 약 3/4 지점의 단일 부위에서 간질 성 콜라겐 I을 절단합니다. 콜라겐 절단을 개선하기 위해 다양한 방법이 사용되지만 화학적 합성에 기반한 화합물에는 많은 부작용이 있습니다. 기능성을 입증 한 펩타이드는 이러한 문제를 해결하기위한 새로운 소재로 주목 받고있다. Protamex와 Neutrase를 통해 굴 단백 가수 분해물의 주름 개선 효과를 조사하여 MMP-1 억제 펩타이드를 찾았습니다. MMP-1 억제 펩티드는 이온 교환, 크기 배제 및 역상 액체 크로마토 그래피로 구성된 다단계 크로마토 그래피 절차를 사용하여 굴 가수 분해물로부터 정제되었습니다. 이들의 서열은 자동화 된 Edman 분해 및 질량 분석을 사용하여 AFN, GPN, PGN, FNLK 및 IVVPK로 식별되었습니다. 새로운 MMP-1 펩티드에 대한 결합 모드를 조사하기 위해 분자 모델링 접근법을 적용했습니다. 이 연구에서는 MMP-1 억제제 복합체의 X 선 결정 구조 25 개를 수집했습니다. MMP-1은 활성 부위의 아연 복합체가 콜라겐 절단에 중요한 역할을한다는 것을 발견했습니다. 결합 모드 분석은 5 개의 펩티드가 MMP-1의 아연 복합체에 결합하는 것으로 나타났습니다. 그런 다음 MMP-1에서 펩타이드의 안정성을 조사하기 위해 명시 적 물에서 50ns 분자 역학시뮬레이션을 수행했습니다. 우리의 결과는 IVVPK 펩티드 결합이 MMP-1에서 더 안정하다는 것을 보여주었습니다. 이를 바탕으로 MMP-1 활성을 억제하는 능력은 시험관 내 및 생체 내 분석을 통해 검증되었습니다. 또한 세포막 투과성을 향상시키기 위해 세 가지 전략을 사용하여 펩타이드 디자인의 분자 변형을 수행했습니다. 종합하여, 우리는 세 가지 펩타이드 (linear_IVVPA, cyclic_IVGVP, IVVPK_Cl)가 새로운 MMP-1 억제제에 대한 유망한 후보가 될 수 있다고 제안했습니다. 이 구조 정보는 리간드가 MMP-1에 어떻게 결합하는지 이해하는 데 유용합니다. 또한 본 연구는 주름 개선을위한 건강 기능 식품 소재 개발에도 도움이 될 것으로 기대된다.
피부 주름에 영향을 미치는 광노화 과정에서 자외선에 의해 콜라겐 합성이 증가합니다. 콜라겐 분해 효소 인 Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1)은 불규칙한 콜라겐을 형성하여 피부에 주름을 유발합니다. MMP-1은 삼중 나선의 N 말단에서 약 3/4 지점의 단일 부위에서 간질 성 콜라겐 I을 절단합니다. 콜라겐 절단을 개선하기 위해 다양한 방법이 사용되지만 화학적 합성에 기반한 화합물에는 많은 부작용이 있습니다. 기능성을 입증 한 펩타이드는 이러한 문제를 해결하기위한 새로운 소재로 주목 받고있다. Protamex와 Neutrase를 통해 굴 단백 가수 분해물의 주름 개선 효과를 조사하여 MMP-1 억제 펩타이드를 찾았습니다. MMP-1 억제 펩티드는 이온 교환, 크기 배제 및 역상 액체 크로마토 그래피로 구성된 다단계 크로마토 그래피 절차를 사용하여 굴 가수 분해물로부터 정제되었습니다. 이들의 서열은 자동화 된 Edman 분해 및 질량 분석을 사용하여 AFN, GPN, PGN, FNLK 및 IVVPK로 식별되었습니다. 새로운 MMP-1 펩티드에 대한 결합 모드를 조사하기 위해 분자 모델링 접근법을 적용했습니다. 이 연구에서는 MMP-1 억제제 복합체의 X 선 결정 구조 25 개를 수집했습니다. MMP-1은 활성 부위의 아연 복합체가 콜라겐 절단에 중요한 역할을한다는 것을 발견했습니다. 결합 모드 분석은 5 개의 펩티드가 MMP-1의 아연 복합체에 결합하는 것으로 나타났습니다. 그런 다음 MMP-1에서 펩타이드의 안정성을 조사하기 위해 명시 적 물에서 50ns 분자 역학 시뮬레이션을 수행했습니다. 우리의 결과는 IVVPK 펩티드 결합이 MMP-1에서 더 안정하다는 것을 보여주었습니다. 이를 바탕으로 MMP-1 활성을 억제하는 능력은 시험관 내 및 생체 내 분석을 통해 검증되었습니다. 또한 세포막 투과성을 향상시키기 위해 세 가지 전략을 사용하여 펩타이드 디자인의 분자 변형을 수행했습니다. 종합하여, 우리는 세 가지 펩타이드 (linear_IVVPA, cyclic_IVGVP, IVVPK_Cl)가 새로운 MMP-1 억제제에 대한 유망한 후보가 될 수 있다고 제안했습니다. 이 구조 정보는 리간드가 MMP-1에 어떻게 결합하는지 이해하는 데 유용합니다. 또한 본 연구는 주름 개선을위한 건강 기능 식품 소재 개발에도 도움이 될 것으로 기대된다.
In the photo-aging process affecting skin wrinkles, collagen synthesis increases due to ultraviolet rays. Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), a collagen degrading enzyme, forms irregular collagen, causing wrinkles on the skin. MMP-1 cleaves interstitial collagen I at a single site approximately thre...
In the photo-aging process affecting skin wrinkles, collagen synthesis increases due to ultraviolet rays. Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), a collagen degrading enzyme, forms irregular collagen, causing wrinkles on the skin. MMP-1 cleaves interstitial collagen I at a single site approximately three-quarters of the way from the N terminus of the triple helix. Although various methods are used to improve collagen cleavage, compounds based on chemical synthesis have many side effects. Peptides, which proved functionality, have attracted attention as novel materials for solving these problems. We investigated the anti-wrinkle efficacy of hydrolysate from oyster protein by Protamex and Neutrase to find MMP-1 inhibitory peptides. MMP-1 inhibitory peptides were purified from the oyster hydrolysate using a multistep chromatographic procedure comprised of ion-exchange, size exclusion, and reversed-phase liquid chromatography. Their sequences were identified as AFN, GPN, PGN, FNLK, and IVVPK, using automated Edman degradation and mass spectrometry. To investigate binding mode for novel MMP-1 peptides, we have applied molecular modeling approaches. In this study, 25 X-ray crystal structures of MMP-1 inhibitor complex were collected. As the MMP-1 found that the zinc complex at the active site plays an important role in collagen cleavage. Binding mode analysis showed that five peptides bind to the zinc complex in MMP-1. Then 50 ns molecular dynamics simulations in explicit water were carried out to investigate the stability of the peptides at MMP-1. Our results showed that IVVPK peptides binding was more stable with MMP-1. Based on this, the ability to inhibit MMP-1 activity was validated by in vitro and in vivo assays. Also, molecular modification in peptide design was performed using three strategies to improve cell membrane permeability. Taken together, we suggested that the three peptides (linear_IVVPA, cyclic_IVGVP, IVVPK_Cl) might be promising candidates for novel MMP-1 inhibitors. This structural information will be useful for understanding how ligands bind to MMP-1. Besides, this study is expected to help develop the materials from healthy functional food to promote anti-wrinkle.
In the photo-aging process affecting skin wrinkles, collagen synthesis increases due to ultraviolet rays. Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), a collagen degrading enzyme, forms irregular collagen, causing wrinkles on the skin. MMP-1 cleaves interstitial collagen I at a single site approximately three-quarters of the way from the N terminus of the triple helix. Although various methods are used to improve collagen cleavage, compounds based on chemical synthesis have many side effects. Peptides, which proved functionality, have attracted attention as novel materials for solving these problems. We investigated the anti-wrinkle efficacy of hydrolysate from oyster protein by Protamex and Neutrase to find MMP-1 inhibitory peptides. MMP-1 inhibitory peptides were purified from the oyster hydrolysate using a multistep chromatographic procedure comprised of ion-exchange, size exclusion, and reversed-phase liquid chromatography. Their sequences were identified as AFN, GPN, PGN, FNLK, and IVVPK, using automated Edman degradation and mass spectrometry. To investigate binding mode for novel MMP-1 peptides, we have applied molecular modeling approaches. In this study, 25 X-ray crystal structures of MMP-1 inhibitor complex were collected. As the MMP-1 found that the zinc complex at the active site plays an important role in collagen cleavage. Binding mode analysis showed that five peptides bind to the zinc complex in MMP-1. Then 50 ns molecular dynamics simulations in explicit water were carried out to investigate the stability of the peptides at MMP-1. Our results showed that IVVPK peptides binding was more stable with MMP-1. Based on this, the ability to inhibit MMP-1 activity was validated by in vitro and in vivo assays. Also, molecular modification in peptide design was performed using three strategies to improve cell membrane permeability. Taken together, we suggested that the three peptides (linear_IVVPA, cyclic_IVGVP, IVVPK_Cl) might be promising candidates for novel MMP-1 inhibitors. This structural information will be useful for understanding how ligands bind to MMP-1. Besides, this study is expected to help develop the materials from healthy functional food to promote anti-wrinkle.
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