在化妆品原材料市场的激烈竞争中，由于其出色的抗衰老效果，保湿，修复和漂白，氨基酸衍生物已成为市场上的新产品。但是，许多缺勤的传统生产方法使其很难完全“表现出强度”。如今，使用合成生物技术来生产“微生物细胞工厂”不仅可以提高氨基酸衍生物的生产效率并降低生产成本，而且还可以达到绿色制造。 天津科学技术大学生物工程学院教授Xie Xixian的团队致力于研究这一领域。他的最新文章“氨基酸衍生物在化妆品和生物合成中的研究进度中的应用”有系统地精心处理合成生物技术在氨基酸衍生物生产中的应用前景，为化妆品的制造打开了新的途径原料。相关研究结果最近发表在《合成生物学》杂志上。 可以在皮肤护理行业中称为“全能者” “氨基酸是形成蛋白质的主要单元，而氨基酸衍生物是通过化学或生物学方法基于氨基酸分子而在结构变化后获得的化合物。” Xie Xixian解释说，这种变化可能是官能团的引入，例如羟基和酰基基团，也可能会改变分子结构。 “与单个氨基酸相比，氨基酸衍生物具有更丰富的生理活性和更好的应用性能，这也是它们在化妆领域取得成功的关键。” Xie Xixian说。 就对皮肤护理的影响而言，氨基酸衍生物可以称为“全能器”。 Xie xixian提供了一个例子：“作为氨基酸衍生物之一，谷氨酸衍生物具有出色的保湿能力，并且可以锁定皮肤水分小海绵。这些是许多保湿面具和乳液的主要成分；芳香氨基酸衍生物具有自身的抗氧化剂和抗炎比例以及其自身的抗氧化和抗炎性，不仅在抗紫外线造成的自由基造成的自由基损害之前，这会延迟自由基照明的保护，从而延迟了自由基伤害的延迟，延迟了激进的启动，延迟了激进的延迟，延迟了激进的激活，散发出激活的延迟，辐射的延迟，辐射的延迟，辐射的延迟，辐射的延迟，散发出辐射的延迟，不足黑色素，并帮助漂白剂。 “此外，一些氨基酸衍生物也可能促进皮肤层面的修复并增强皮肤屏障。 但是，在合成生物技术的增加之前，这种高质量的原材料面临着生产瓶颈。 天津科学技术大学生物工程学院副教授Ma Qian已确定，制造氨基酸的传统方法有两种主要类型衍生物：一种是将它们与自然资源区分开，例如采取并将氨基酸的特定衍生物与动物和植物组织分开。其余的是使用化学合成在恶劣条件下进行反应和产生的，例如高温和高陈述。 “这些劳动方法存在明显的缺点。” Ma Qian清楚地指出，自然提取方法依赖于资源，其产量过高和成本高。例如，某些稀有的氨基酸衍生物只能提取几克每吨天然原材料的目标成分，这些成分无法满足化妆品需求。尽管化学合成方法可以提高产量，但它们需要消耗大量的化石原料。在反应过程中，有毒和有害的废水和废气将形成。它不是环保的，但也可以允许化学杂质留在产品上以影响化妆品的安全性。更重要的是，Trarisyonal方法制造的米诺酸衍生物的稳定性较差，并且不同批次产品的有效性发生了巨大变化，从而使化妆品公司仔细地选择了原材料。 创建“微生物学” “合成生物技术的出现等同于安装'智能机器'制造氨基酸衍生物。” Xie Xixian显然是隐喻的，主要的是设计和开发“微生物细胞工厂” - 在微化学植物中改变微生物，使它们能够以方向和有效的方式生产目标产品。 如何专门这样做？ Xie Xixian团队的研究提供了清晰的道路。首先，我们需要“绘制图纸”，即研究靶氨基酸衍生物的合成的自然路径，或从一开始就设计人工合成的距离路径。 “例如，如果我们想制作稀有的氨基酸衍生物-Ergothionine，我们需要知道该暗示在某些真菌中，在这里逐步使用了酶，” Xie Xixian说。 Next is the "formation of a factory", that is, using gene editing tools such as CrisPR to introduce major genes responsible for catalytic reactions to chastic microorganisms such as E. coli and saccharomyces cerevisiae, while preventing the bypass metabolism of raw materials that have been consumed microorganisms Nutritions that microorganisms "eat" convert to the targets possible. 最后，这是一种“相互作用”，它提供了廉价的碳资源，例如用于改良的发酵罐微生物以及控制温度，pH和其他近关系的葡萄糖，因此它们可以在温和的环境中“努力工作”并合成大量目标产品。 与传统方法相比，这种制造方法可以被视为令人不安的优势。 “效率和成本是最直观的突破。” Xie Xixian举了一个例子。有时，团队正在优化Ergothionine生产路径合成生物技术，从以前的毫克/升级到克/升级的发酵产量增加，从而达到了幅度的突破。 Xie Xixian说：“这意味着成本大量崩溃。现在用于高端产品的成分现在可用于普通产品。” At the level of environmental protection, synthetic biotechnology is a "beRdeng benchmark "." Microorganisms can be made using biomass raw materials such as corn and do not rely on fossil resources; The reaction can be carried out at room temperature and pressure, with low energy consumption and almost no pollutants. "Xie Xixian emphasized that it was perfectly in line with the intent of the cosmetic industry in nature, safety and maintenance. 此外，生物合成技术会产生氨基酸衍生物，其安全性和纯度也得到了保证。 “制造动物和植物的传统方法可能是因为原材料携带病原体或原材料本身的特定蛋白质含量，导致最终产物混合可能引起人类感染或过敏反应的成分。对合成生物技术的期望也可以产生自然界不存在但具有更好有效性的氨基酸衍生物。 大规模应用需要分为多个级别 如今，通过合成生物技术制造的氨基酸衍生物从实验室样品加速到消费者敷料表。 “ Ergothionine是一个常见的例子。” Xie Xixian介绍了这种氨基酸的衍生物是主要品牌高端抗衰老品系的公寓安排。 “许多产品都以'合成生物资源'为特征，以突出原材料的高质量和技术定义。” Xie Xixian说。 重组胶原蛋白是另一种主要的“星”产品。与传统的胶原蛋白相比，他是由Synt制作的重组胶原蛋白Hetic Biotechnology与人类秩序更兼容，没有病毒风险，并且具有生物相容性。 “在推出相关产品后，他们迅速征服了市场。现在，许多美容和论文维修的医疗面具都包含重组胶原蛋白。” Xie Xixian说。此外，氨基酸衍生物，例如γ-氨基丁酸，具有抗敏感性的四氢嘧啶和延长作用的作用性水γ-聚谷氨酸，也通过合成生物技术和成为有效化学化妆品的常见原料来生产。 “可以说，由合成生物技术驱动的氨基酸衍生物市场正处于快速增长的时期。” Ma Qian说，为了实现更大的尺寸和较低的氨基酸衍生产品的成本应用，Therestill需要破坏许多水平。 首先，优化底盘应变的问题。 “完美的'蜂窝工厂'需要具有清晰代谢途径的特征，稳定的gen邪恶和强烈的压力抗性，但许多自然菌株的产生难以转化。同时，在表达复杂的合成途径时，常用的大肠杆菌和酵母菌易于“燃烧” - 过度代谢慢慢，产物会下降，甚至由于产物中毒而导致死亡。 第二个是主要酶的瓶颈性能。合成道路中的酶就像工党中的工人一样，但是有多种自然的酶要么'选择活跃' - 底物的特异性太强，要么“低效率” - 催化反应很慢，甚至“不确定如何工作”，QIAN可以很好地提高启示的范围。表达，表达，表达，表达，表达，表达，表达和表达，这是主要障碍之一限制产品的产量。 同样，从实验室到工厂的“放大效果”不容忽视。 “在小型测试中，应变表现良好，但是如果将其放置在价值十吨的大型发酵罐中，则可能无法将其调整为当地条件。”玛袋为一个例子。大储罐中氧，温度和pH的分布不均会导致微生物代谢的疾病。如何优化发酵过程并使大规模生产的产出和稳定性与小型试验相对应是工业化的主要挑战。 此外，还需要控制研发和清洁成本。 “研究和la脚开发的早期阶段应该经过每小时和排水的重复'设计建筑测试'训练'周期；产品清洁步骤很复杂，而且成本通常超过总成本的一半以上。”马清认为，将来有必要缩短研发Cycl通过自动设计工具并开发更好的清洁技术，以进一步降低成本。 尽管面临挑战，但专家仍然对合成生物技术在氨基酸衍生物生产中应用的MGA前景充满信心。他们认为，在基因编辑技术的发展和发酵技术的发展中，这些困难将逐渐克服。 Xie Xixian和Ma Qian都认为，合成生物技术不仅会为化妆品行业提供更安全，有效的原材料。 “将来，消费者使用的每瓶护肤产品都可能包括合成生物技术的智慧，这有助于更好的生活中的技术发展。” Xie Xixian说。
