Die Topologie spielt eine Rolle: Zyklische Peptide durchdringen die Hautmembran leichter als lineare Analoga
Einleitung
Die äußere Hautbarriere begrenzt die Diffusion der meisten Moleküle. Mithilfe maßgeschneiderter Stratum-corneum-Modelle basierend auf präziser Lipidomik haben wir zyklische und lineare Peptidanaloga verglichen.
Unser fortschrittlicher Simulations-Workflow enthüllte deutliche Unterschiede in der konformativen Stabilität, Hydratation und passiven Permeabilität.
Methoden
Peptid-Modellierung
Umgebungs-Modellierung
- ⇒ Sterole
- ⇒ Ceramide
- ⇒ Freie Fettsäuren
- x Cardiolipine
- x Phospholipide
- x Phosphosphingolipide
Stratum Corneum
Biased MD-Simulationen
In standard MD-Simulationen entwickeln sich Moleküle natürlich, aber seltene Ereignisse wie das Durchqueren einer Membran oder Bindung können zu lange dauern. Biased MD fügt eine lenkende Kraft hinzu, um diese Prozesse zu beschleunigen, sodass ihre Wahrscheinlichkeit durch die Freie-Energie-Landschaft quantifiziert werden kann.
Permeabilitätsbewertung
D bezeichnet den Diffusionskoeffizienten
P bezeichnet den Permeabilitätskoeffizienten
Ergebnisse
- Wichtige quantitative Deskriptoren:
- Freie Energie (FE),
- Permeabilitätskoeffizient (log P)
- Molekulare Mechanismen
- Optimierungsstrategie
Ergebnisse & Diskussion
Das zyklische Peptid blieb kompakt und starr. Im Gegensatz dazu erkundete das lineare Analogon einen breiteren konformativen Raum, von gestreckten bis zu U-förmigen Strukturen, was seine passive Permeation verlangsamte. Das 2D-Diagramm (rechts) von molekularer Ausdehnung vs. Insertionstiefe hebt diese Unterschiede hervor: Das zyklische Peptid behielt eine stabile Struktur während der Permeation bei, während das lineare Analogon konformative Veränderungen durchlief, die seinen Hydratationszustand und damit seine Permeation beeinflussten. Die Permeabilitätsanalyse bestätigte, dass die zyklische Form weitaus permeabler ist, mit log P-Werten, die sich um etwa 19 Größenordnungen unterscheiden.
Diese Studie wurde durchgeführt von : Lucas Meyer
Lucas Meyer Cosmetics entwickelt und liefert hochwertige aktive, funktionale und Trägersystem-Inhaltsstoffe für die Kosmetik- und Körperpflegeindustrie, basierend auf robuster Forschung und Formulierungswissenschaft. Ihre wissenschaftliche Arbeit nutzt Expertise in Phospholipiden, botanischen Extrakten, Peptiden und Biotechnologie, um Inhaltsstoffe zu entwickeln, die die Gesundheit von Haut und Haar unterstützen – mit Fokus auf Probleme wie Alterung, Umweltstress, Barrierefunktion und Entzündungen. Das Unternehmen unterhält globale F&E- und Anwendungslabore, die rohe Aktivstoffe in stabile, wirksame, marktreife Formulierungen umwandeln und bieten technische und regulatorische Unterstützung sowie Innovation. Durch einen wissenschaftlich fundierten, nachhaltigkeitsbewussten Ansatz strebt Lucas Meyer Cosmetics kosmetische Lösungen an, die Wirksamkeit, Sicherheit und Respekt vor der natürlichen Hautphysiologie vereinen.
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