分论坛1｜刘忠: 化妆品新原料的发现：活性蛋白模拟肽

7月3-4日，由广东省化妆品学会主办，中国美妆网承办，广东省科学技术协会指导，并得到广州市白云区人民政府特别支持，为期2天的“2019（第三届）中国化妆品国际高峰论坛暨2019中国美妆供应链展（简称iPDM展）”，在广州白云国际会议中心火热上演。政产学研群英荟萃，“高”处相逢，第三次携手共盟发展，用有趣、有思想的前沿探索，再攀化妆品产业高峰。

暨南大学副教授、博士生导师刘忠（右）

以下为暨南大学副教授、博士生导师刘忠的演讲实录。

什么是肽，肽是一切生命活动的调节者。在介绍这个之前，先介绍一下氨基酸，由氨基和羧基组成的物质，我们叫氨基酸。为什么介绍氨基酸，多肽就是由氨基酸组成的，由氨基酸的氨基和羧基脱掉一个水分子变成了多肽，多肽是良性的，多肽是由氨基酸组成的。

多肽是由多个，两个以及两个以上的氨基酸脱水之后形成的，相对而言可能是比较安全的物质。大家会有疑问，这个跟氨基酸到底有什么不一样？氨基和羧基组成链之后，变成没有结果的分子式，会有多种不同的构象，有可能会有小分子或大分子，我们叫多肽。多肽很多人会问多肽和蛋白质有什么分别？这个没有严格的区分。

在化妆品，多肽可以分为很多种，化妆瓶里面可以有多肽，包括信号肽、抗菌肽、神经递质调节肽、载体肽、酶抑制肽。

关于肽类的化妆品，我们经常看到多肽会有促修复、促再生的功效，是通过调节胶原蛋白来进行的。而且具有美白效果，这些肽就是通过抑制剂黑色素的生成和促进黑色素的解离，其是通过阻断使用离子和相互作用来实现的。这是有关肽类化妆品的作用途径。

再看下蛋白质，蛋白质其实也是一种肽，因为蛋白质占人体重量的16%~20%，它是一切生物的物质基础。

肽如果是由很多个氨基酸缩合而成，我们就认为是蛋白质，在学术界也没有一个严格定义，6000Da以下就称为多肽，6000Da以上就称为蛋白质，蛋白质有一些跟肽相比有独特的地方，肽由比较少的氨基酸缩合而成的，链可以α-旋转、β-折叠，折叠时候具有三维空间，这时候除了它的序列还有三维构象，甚至本身链组成了不同结构之后，会出现二级结构、三级结构，把蛋白质的结果分为四级结构。正是因为结构不同，导致蛋白质的功能有非常大的特异性，比如说酶，酶就是一种蛋白质，就有很强的特异性和催化性。

蛋白质初级结构是由氨基酸序列组成的，二级结构是由肽链折叠组成的，三级结构是通过相互作用之中扭曲折叠缠绕，各个不同链组合在一起就是四级结构。从生物学上来讲，经常会有比较独特的β-折叠、β-螺旋等。

因为蛋白质结构复杂，生产和制造工艺成本方面会非常高，壁垒也非常高，虽然基因工程的方法发展迅猛，但是有关很多调节人体功能的蛋白质，他们的结构还是没有解析出来的，这也是另外一个难点。

如果想在化妆品添加蛋白质，又让它发挥作用，可以从天然的蛋白质活性机制上面去找思路。基于蛋白质的功能就可以推出新的应用思路，利用蛋白质活性位点，这一块难度较大，在医药方面应用较多。

比如说CD4，CD4是一个酶细胞上的受体蛋白，大家对CD4不太熟悉，但是听过艾滋病就知道了，艾滋病要感染个体的时候，喜欢挑CD4高表达蛋白，与病毒gp120的CD4结合位点是容易结合的，不想感染艾滋病的情况下，只能阻断传播。

我们通过肽在空间构想或者它的功能上来模拟蛋白一部分的功能，从而在体内发挥一定功效，这就叫做活性蛋白模拟肽。它有几个优点，一是分子量小，容易吸收，二是制备容易，蛋白可能很难表达出来，更不用说繁杂的制备工艺。可以应用在抗体和疫苗的领域。

比如小GTP酶，在肿瘤当中，通常需要激活信号转导，这个信号转导包括Ros—Sos界面，这就需要通过小GTP酶来激活，阻断癌细胞增长，就可以用肽来治疗癌症。

CD2—CD58是在进行抗原递呈的时候才会出来，那部分肽模拟出来，然后植入体内，这时候就可以阻断CD2—CD58的相互作用，当一些免疫失调，比如自身免疫性疾病是由于免疫失衡导致的，免疫失调的时候用模拟肽就可以阻断免疫系统的活化。

GPCR，目前绝大多数抗癌药的靶点都是通过作用于GPCR受体家族的，这个受体家族结果复杂。在细胞膜外、细胞膜内、细胞外三种情况下，蛋白要激活，一定涉及到细胞外和蛋白细胞外的部分相互作用，只需要把胞外的部分制备出来即可，通过基因工程的方法进行基因重组，哪怕注射方式打入人的体内，从而阻断对肿瘤细胞的癌控，或者生殖和转移，这在药物开发领域给了我们很好的提示。

回到化妆品领域。血管内皮生长因子VEGF，和EGF功能有点类似，生长因子通过作用到细胞上具有促进皮肤修复的作用。显然VEGF要做一个大的蛋白，制备有难度，用到皮肤上吸收也是一个大问题。

无论VEGF还是EGF，必然有一个跟皮肤受体相互作用的内容，实验发现，VEGF对皮肤修复有非常好的促进作用，不仅如此，在药物领域也发现它具有VEGF类似的效果。EGF通常要跟受体发挥作用，这个受体就是EGF2，将这部分肽制备出来后再放到体内，具有祛痘效果。

还有一类是胶原，胶原虽然普通，但是它的结构复杂，它是由三条链扭在一起，通过α-螺旋形式扭在一起形成的。把胶原蛋白上面富含的区域甘氨酸、羟辅氨酸、辅氨酸的区域合成出来，扭在一起会不会有类似胶原蛋白的效果？实验结果发现，确实有一定效果，但效果不明显，把羟辅氨酸上面的羟基进行一定形式的改变，羟基用氟来取代，使胶原的效果迅速增强，在一定程度上可取代胶原蛋白。

胶原蛋白在作用时存在几条链，通过α-螺旋的形式扭在一起，我们叫三螺旋，三螺旋部分有一个胶原模拟肽（GFOGER），这个特征的氨基酸在体内会跟受体起作用，就是我们经常看到的受体整联蛋白，通过六个序列甘氨酸-苯丙氨酸-羟脯氨酸-甘氨酸-谷氨酸-精氨酸跟整联蛋白进行作用。

把这六个序列合成出来，然后再把它放入皮肤和体内看有什么效果，发现它跟一型胶原蛋白效果相似，所以可以用来模拟胶原的功能，以后不用花费很大功夫生产胶原。

现在药物界和化妆品都可以使用，天然蛋白的模拟物肽应用效果都不错。化妆品的原料开发也可以从天然蛋白和酶的特异功能上寻找新的思路。

我们做的是模拟肽的发现。首先介绍一下酶是硫氧还蛋白还原酶，另外一大系统是硫氧还蛋白还原酶和硫氧还蛋白组成的抗氧化系统，因此，硫氧还蛋白还原酶的功能在体内非常重要，主要是可以调节天然底物硫氧还蛋白，通过硫氧还蛋白还原酶调节以后即可。

酶从四级结构来讲，有两条肽链组成，这两条链其实就是它相互传递电子，从一个亚基传递到另外一个亚基的的状态。它的活性位点是两个肽在起作用，其他肽是半胍氨酸起到的作用。

曾经花了半年时间尝试把这部分合成出来，设计了一系列的肽，通过计算机模拟，通过实验观察它是否也具有同样的功能。通过计算机辅助平台筛选出来的肽进行氧化评价和安全性测试。