Evaluation of influence of selected cinnamic acid derivatives on melanogenesis process

W części teoretycznej pracy omówiono proces melanogenezy, rodzaje i funkcje malanin oraz zawarto informacje na temat tyrozynazy, która stanowi kluczowy enzym w procesie syntezy melanin. Scharakteryzowano także wybrane zaburzenia barwnikowe skóry oraz inhibitory tyrozynazy stosowane w kosmetyce i medycynie do usuwania przebarwień skórnych.Celem pracy badawczej było określenie potencjalnego wpływu 12 pochodnych kwasu cynamonowego na proces melanogenezy. Kwas cynamonowy wykazuje hamujący wpływ na aktywność tyrozynazy, co ostatecznie prowadzi do zmniejszenia ilości tworzonej melaniny. Sugeruje to możliwość wykorzystania związków będących jego pochodnymi w terapii problemów dermatologicznych, takich jak patologiczne przebarwienia skóry.W celu określenia, czy badane związki mają charakter inhibitorów tyrozynazy, przeprowadzono pomiar absorbancji próbek przy długości fali 492 nm. Badane roztwory zawierały tyrozynazę, bufor fosforanowy, substrat (L-DOPA), a także badane związki lub sam rozpuszczalnik. Z otrzymanych pomiarów obliczono procentową inhibicję tyrozynazy przez badane związki w odniesieniu do próby kontrolnej bez inhibitora. Związkiem referencyjnym był kwas kojowy, którego wartość procentowej inhibicji stanowiła odniesienie przy porównywaniu wyników. Otrzymane dane wskazują, że trzy z badanych substancji, hamują tyrozynazę w stopniu porównywalnym do kwasu kojowego. Dla związków aktywnych, wyselekcjonowanych w badaniach skriningowych przeprowadzono następnie badania ilościowe. Obliczono procent zahamowania tyrozynazy przez różne stężenia związków badanych, co pozwoliło wyznaczyć wartość IC50 dla tych substancji. Określono także rodzaj inhibicji tyrozynazy przez związek A-67, będący pochodną kwasu 4-chlorocynamonowego. W tym celu wykonano badania z zastosowaniem różnych stężeń zarówno substratu, jak i związku A-67. Doświadczenie wykazało, że związek hamuje tyrozynazę w sposób mieszany (kompetycyjno – niekompetycyjny).

In the theoretical part of the thesis there were described melanogenesis process, types and function of melanins as well as structure and function of tyrosinase, which is crucial enzyme in the biosynthesis of melanin. There were also characterized selected skin pigmentation disorders and tyrosinase inhibitors which are used in cosmetics and medicines to treat such problems.The aim of the thesis was to identify possible influence of 12 cinnamic acid derivatives on melanogenesis. Cinnamic acid was proved to possess an inhibitory effect on tyrosinase activity what results in reducing the amount of produced melanin. The findings suggest the possibility to use its derivatives in therapy of dermatological problems such as pathological skin pigmentation. In order to determine whether test compounds are inhibitors of tyrosinase, absorbance of samples was measured at 492 nm. The solutions contained tyrosinase, phosphate buffer, the substrate (L-DOPA), as well as the tested compounds or the solvent alone. Based on the measurements the percentage inhibition of the tyrosinase by tested compounds was calculated when compared to the control sample without the inhibitor. Kojic acid was used as a reference substance and the value of its percentage inhibition of the enzyme was compared to results of tested compounds. The results suggest that three of tested substances inhibit tyrosinase at a level comparable to kojic acid. For active compounds identified in the screening tests additional quantitative studies were performed. The percentage inhibition of tyrosinase was found for different concentrations of tested compounds, what enabled calculation of the IC50s. The type of tyrosinase inhibition by the compound A-67, a derivative of 4-chlorocinnamic acid was also evaluated. For this purpose studies using different concentrations of both the substrate and the compound A-67 were carried out. The experiment showed that the compound constitutes a mixed-typed tyrosinase inhibitor (competetive – non- competetive).