黑色素是一种色素，在保护皮肤（人体最大的器官，也是免疫系统的重要组成部分）免受有害紫外线（UV）辐射方面发挥着重要作用。当皮肤接触到紫外线时，黑色素合成细胞会刺激黑色素的产生，其中酪氨酸酶在这一生物合成过程中至关重要。然而，由于紫外线暴露或衰老等原因，这一过程可能会受到干扰，从而导致黑色素的过度产生，引发诸如色素沉着过度等问题。为了应对这一挑战，限制黑色素形成的酪氨酸酶抑制剂在化妆品行业中受到广泛追捧。不幸的是，一些抑制剂，例如氢醌，已被发现对皮肤有害，导致类似白癜风的症状和皮疹。由于这些风险，目前不再鼓励使用氢醌。
为了应对对更安全替代品的需求不断增长，研究人员正急于寻求来自产生较少毒性化合物的微生物的酪氨酸酶抑制剂。最近，东京理科大学（TUS）的一个团队发现了一种有效的酪氨酸酶抑制剂，其来源于结核棒杆菌(C. tuberculostearicum)，这是一种通常栖息在人体皮肤上的细菌。该研究由TUS应用生物科学系助理教授古山祐树监督，并于2024年7月4日发表在《国际分子科学杂志》上。研究包含了共同作者关野由香小姐和TUS的藏本浩二教授的贡献。古山教授描述了他们的研究策略：“我们决定探索我们皮肤上共生细菌产生的代谢物，这些物质通常不会引发免疫反应。这些天然化合物表现出低毒性，使它们成为更安全的选择。”
在检查了100多种皮肤细菌后，研究人员将C. tuberculostearicum作为一种能使酪氨酸酶失活的强效化合物的来源。为了验证其抑制作用，他们使用了来自蘑菇的酪氨酸酶（Agaricus bisporus）。进一步的测试显示，活性成分是环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)。团队随后采用三维（3D）对接模拟来研究环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)的作用机制。
“我们的目标是理解环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)如何损害酪氨酸酶的功能，”古山教授阐述道。“在黑色素生产中，酪氨酸酶首先将L-酪氨酸（L-Tyr）转化为二羟基苯丙氨酸（DOPA）醌，然后转化为DOPA铬。最终，DOPA铬聚合形成黑色素。我们的研究发现，环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)与L-Tyr相似，结合并阻塞蘑菇酪氨酸酶的底物结合口袋，这导致了该酶的失活。”古山教授强调了他们发现的重要性：“这项研究首次识别出一种来自皮肤细菌的酪氨酸酶抑制剂，并阐明了其机制。”
研究团队对他们发现的意义非常乐观。现有科学文献支持环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)对人类细胞的非毒性特征，指出它可能作为一种皮肤益生菌，有助于解决色素沉着问题。此外，该代谢物还呈现出抗菌、抗氧化和抗癌等额外优势，扩展了其潜在的治疗用途。尤其值得注意的是，从C. tuberculostearicum提取出大量环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)的成功，为潜在的工业规模生产奠定了基础——这是实现大规模制造活性成分的经济可行性的重要因素。
然而，古山教授意识到在这些天然成分可以供应给消费者之前，必须解决许多重大挑战。他强调在广泛采用环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)作为化妆品成分之前，需要进行彻底的研究。“在环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)可以广泛使用之前，进一步的研究至关重要。用人类酪氨酸酶进行测试是必要的，因为其结构与蘑菇酪氨酸酶不同。我们还需要详细分析其作用机制，以确保有效性和安全性，”古山教授进一步解释道。
总之，虽然环(L-脯氨酸-L-酪氨酸)的前景光明，但其在护肤配方中的未来使用需要全面的科学验证和理解。
