Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Gray hair in old age: Hydrogen peroxide inhibits the synthesis of melanin

11.03.2009
Researchers from Mainz and Bradford discover the molecular mechanism for hair turning white and gray in old age

Anzeige

Gray or white hair develops with advancing age in an entirely natural aging process which results in the generation of less and less color pigments.


Researchers of the Johannes Gutenberg University Mainz in Germany und the University of Bradford in Great Britain have now unlocked the secret of hair turning white or gray in old age. According to them, free oxygen radicals are significantly involved in the loss of hair color. "The originator of the entire process is hydrogen peroxide, which we also know as a bleaching agent," explains Professor Heinz Decker of the Institute of Biophysics at Mainz University.

"With advancing age, hydrogen peroxide builds up in larger amounts in the hair follicle and ultimately inhibits the synthesis of the color pigment melanin." The biophysicists in Mainz together with dermatologists from Bradford have revealed the molecular mechanisms of this process for the first time, and they published their findings in the professional journal The FASEB Journal.

Hydrogen peroxide - or H2O2 by its the chemical formula - is a by-product of metabolism, and as such it is generated in small amounts throughout the human body, conse-quently also in hair follicles. With increasing age, the quantity builds up, because the human body can no longer keep up neutralizing the hydrogen peroxide using the enzyme catalyse, which breaks down hydrogen peroxide into its two components water and oxygen. In their work, the scientists showed that in aging cells this enzyme is still present but in very limited concentration. This has dramatic consequences. Hydrogen peroxide attacks the enzyme tyrosinase by oxidizing an amino acid, methionine, at the active site. As a consequence, this key enzyme, which normally starts the synthesizing pathway of the coloring pigment melanin, does not function anymore.

"We now know the specific molecular dynamic that underlies this process," elucidates Decker. The scientists at the Institute of Biophysics at Mainz University have been working for about ten years already on research concerning tyrosinases, which are enzymes present in all organisms and performing a variety of functions. In computer simulations that helped to reveal the molecular mechanisms, the biophysicists were supported by the newly established research focus on "Computer-based Research Methods in the Natural Sciences" at Johannes Gutenberg University Mainz.

Oxidation by hydrogen peroxide not only interferes with the production of melanin, but also inhibits other enzymes that are needed for the repair of damaged proteins. As a re-sult, a cascade of events is set off, at the end of which stands the gradual loss of pig-ments in the entire hair from its root to its tip. With this research work, the scientists from Mainz and Bradford not only solved - on a molecular level - the age-old riddle of why hair turns gray in old age, but also have pointed out approaches for future therapy of vitiligo, a skin pigment disorder. For melanin is not only the pigment in hair, but it is also responsible for color in skin and eyes.

The researchers in Mainz were supported by the Collaborative Research Center 490 "Mechanisms of Invasion and Persistence of Infectious Agents," and the Research Training Group 1043 "Antigen-specific Immunotherapy", both funded by the German Research Foundation (DFG).

Original Publications:
J. M. Wood, H. Decker, H. Hartmann, B. Chavan, H. Rokos, J. D. Spencer, S. Hasse, M. J. Thornton, M. Shalbaf, R. Paus, and K. U. Schallreuter
Senile hair graying: H2O2-mediated oxidative stress affects human hair color by blunt-ing methionine sulfoxide repair
The FASEB Journal, online published on 23 February 2009, doi: 10.1096/fj.08-125435

T. Schweikardt, C. Olivares, F. Solano, E. Jaenicke, J.C. Garcia-Borron and H. Decker
A three-dimensional model of mammalian tyrosinase active site accounting for loss of function mutations
Pigment Cell Research (2007) 20:394-401

H. Decker, T. Schweikardt and F. Tuczek
The first crystal structure of tyrosinase: all questions answered?
Angewandte Chemie International Edition Engl., (2006) 45, 4546 - 4550

Petra Giegerich | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.biophysik.uni-mainz.de/
www.fasebj.org/cgi/content/abstract/fj.08-125435

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center

nachricht Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Im Focus: Mikroben kennen nur eine Konstante: Veränderung!


Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.

„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...

Im Focus: Schnelles Korallensterben


Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen

Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.

Jetzt ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Komplexität beherrschen

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik

Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen

23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Nea Kameni volcano movement captured by Envisat

23.05.2012 | Geowissenschaften

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Exklusive Kontakte beim Investforum

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp