KR20100129262A

KR20100129262A - 케라틴 유도체 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100129262A
Application number: KR1020107011995A
Authority: KR
Inventors: 로버트 제임스 켈리; 소냐 마리 스콧; 알리사 던 로드딕-랜질로타; 스티븐 제프리 에이킨
Original assignee: 케라텍, 리미티드; 위버 제프리 에이.
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-12-08
Also published as: WO2009059161A1; EP2215105A1; EA201070548A1; CA2704774A1; US20100330019A1; IL205464A0; JP2011502171A; ZA201003290B; CN101903397A; CO6280538A2; EP2215105A4; US20090111750A1; AU2008318490A1; MX2010004687A

Abstract

가용성 케라틴 유도체가 기술된다. 상기 가용성 케라틴 유도체는 가용성 케라틴 단백질의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 적어도 하나의 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질을 포함할 수 있다. 가용성 케라틴 유도체는 석시닐화 또는 4급화로 생성될 수 있거나, 지방산 유도체와의 반응에 의해 생성될 수 있다. 가용성 케라틴 유도체는 개인 케어 제형에 사용될 수 있으며, 또한 특정 상이한 가용성 케라틴 유도체들의 혼합물을 포함할 수 있다.

Description

케라틴 유도체 및 이의 제조 방법{Keratin derivatives and methods of making the same}

본 출원 발명은 2007년 10월 31일에 출원된 미국 가출원 제61/001,111호에 우선권을 주장한다.

본 발명은 가용성 케라틴 단백질의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 적어도 하나의 화학적 기의 치환에 의해 형성된 가용성 케라틴 유도체에 관한 것이다. 상기 치환된 화학적 기는 전하를 포함할 수 있다. 가용성 케라틴 유도체는 석시닐화 또는 4급화(quaternisation)로 형성되거나, 지방산 유도체와의 반응에 의해 형성될 수 있다. 본 발명은 또한 상기 가용성 케라틴 유도체의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.

케라틴 단백질은 당업계에 잘 알려져 있으며 울(wood), 깃털 및 헤어를 포함한 다수의 원료에서 발견된다. 케라틴 섬유는 관련 단백질의 복잡한 혼합물로 이루어져 있으며, 상기 관련 단백질들은 모두 케라틴류의 일부이다. 빈번히 케라틴 단백질 분획으로 언급되는 이들 단백질은 이의 구조 및 섬유 내 역할에 따라 다음 그룹으로 분류될 수 있다:

ㆍ섬유 피질에서 주로 발견되는 섬유성 단백질인 중간 필라멘트 단백질(intermediate filament proteins, IFP);

ㆍ큐티클 뿐 아니라 섬유 피질의 매트릭스 내에서 발견되는 구상 단백질인 고 황 단백질 (High Sulfur Protein, HSP); 및

ㆍ섬유 피질에서 주로 발견되는 고 글리신-티로신 단백질(High Glycine-Tyrosine Protein, HGTP).

케라틴 섬유의 미세 구조가 당업계에 잘 알려져 있으며 상세히는 R.C. 마쉘 등의 문헌[R.C. Marshall et al., Structure and Biochemistry of Mammalian Hard Keratin, Electron Microscopy Reviews, (1991 ) 4, 47]에서 상세히 논의된다.

케라틴 단백질은 개인 케어 제형, 상처 케어 어플리케이션, 정형 외과 부재 및 고분자 필름 생성에서의 이의 용도를 포함하여, 폭넓은 다양한 분야에서 사용되고 있다.

케라틴 단백질은 보습제 및 에몰리언트(emollient)로서 컨디션닝, 필름 형성을 포함한 다수의 기능을 가진다.

가장 보편적으로 사용되는 케라틴 단백질은 충분한 용해도를 제공하기 위해 가수분해되며, 이로써 제형 내 봉입이 용이해진다. 케라틴 단백질은 당해 단백질 내 특징적으로 높은 정도로 존재하는 시스테인과 관련된 가교결합으로 인해 내재적으로 불용성이다. 당업계에서의 과제는 기능성과 같은 케라틴 단백질의 바람직한 다수의 특성들이 가수분해시 소실된다는 것이다. 개인 케어 제형에서 케라틴을 포함한, 가수분해된 단백질을 사용한 다수의 예가 당업계에 공지되어 있다.

WO 98/51265는 환경적 및 화학적 손상의 공격으로부터 헤어를 보호하기 위한 제형에 있어서 특히 높은 황 함량을 가진 가수분해된 단백질 및 이의 유도체의 사용을 개시한다. WO98/51265에서 발명자들은 목적하는 제형을 제조하기 위해 가수분해된 단백질과 폴리아미노 양이온성 제제의 배합을 사용한다.

US 4,948,876은 울과 헤어를 염색하는 데 있어 보조제로서의 용도로 효소적 가수분해에 의해 생성된 S-설포시스테인 케라틴 펩티드를 개시한다. 발명자들은 효소적 소화를 사용하여 저분자량의 펩티드를 제조하고 목적하는 용해도를 달성하였다.

US 4,895,722는 화장품의 제조에 있어 화학적 및 효소적 가수분해에 의해 수득된 것을 포함하는 다양한 케라틴 분해 제품의 용도를 개시한다.

케라틴 단백질이 화장 성분으로 사용됨을 기술하는 종래 기술에서, 사용된 케라틴은 한 물질로 가수분해되며, 케라틴 원료(source)를 이의 구성 성분(예: IFP, HSP, HGTP)으로 분획화하는 것은 시도되지 않았다. 가수분해 결과, 케라틴 단백질의 많은 바람직한 특성들이 소실된다. 저분자량 케라틴 펩티드는 훨씬 낮은 정도로 응집하여 이들이 유도된 고분자량 케라틴보다 훨씬 열등한 물리적 특성을 갖는 물질을 생성한다. 더욱이, 화학적 방법의 케라틴 분해로 발생할 수 있는 시스테인의 비가역적 전환으로 이를 다른 단백질 물질과 구별시켜 주는 핵심적 기능을 상실한 펩티드 생성물이 수득된다.

참조에 의해 본원에 혼입되는 미국 특허 출원 공개 제2006/0165635호에 교시된 바와 같이, 온전한(intact) 케라틴은 당해 케라틴이 유도되는 천연 케라틴의 바람직한 다수의 특성을 보유하며 케라틴 기질에 대해 반응성을 나타낸다. 이들 온전한 단백질 유도체는 미국 특허 출원 공개 제2006/0165635호에 개시되어 있지 않다.

4급 암모늄 화합물, 석시닐레이트 및 지방산 유도체와 같은 화학물질은, 헤어나 피부를 컨디션닝하는 것과 같은 유리한 미용적 특성을 부여하기 위해, 피부에 직접성(substantivity)을 제공하기 위해, 또는 제형에 계면활성적 특성을 부여하기 위해 개인 케어 제품에 빈번히 사용되고 있다. 그러나, 이들 화학 물질류들은 단백질 및 펩티드와 관련된 이점을 갖고 있지 못하며, 문제는 합성 화학 물질과 관련된 이점과 단백질성 물질 내 내재된 이점을 모두 전달하는 데 있다.

화학적 변형은 단백질의 기능적 특성을 개질하는 유용한 방법을 제공한다. 이러한 특성을 획득하는 데 일반적으로 사용되는 화학 반응은 아실화, 석시닐화, 에스테르화, 산화, 환원, 글리코실화, 인산화 및 알킬화이다. 이러한 반응에는 이온화가 가능한 아미노산기와 말단 아미노기가 일반적으로 관여한다.

석시닐화는 용해도, 포움성 및 유화 특성, 및 또한 미감을 개선하기 위해 음식 단백질에 일반적으로 사용된다. 단백질의 석시닐화는 음전하의 카보닐기의 도입이 관여하며, 상기 음전하의 카보닐기는 분자의 정전기적 반발력에 영향을 미쳐 단백질로 피복된 표면들 사이에 정전기적 반발력을 증가시킴으로써 에멀젼 안정성을 증가시킨다. 석시닐화 반응은 단백질 내 아민기가 관여하며, 적은 정도로 히드록실 아미노산이 관여한다.

다른 화학적 변형은 단백질에 양전하의 4급 암모늄 염을 추가하여 더욱 양이온성인 종을 생성시키는 4급화 단계이다. 양이온 계면활성제는 덜 효과적인 세정제 또는 포움제이나, 2개의 매우 중요한 특성을 갖는다. 이의 양전하는 음이온의 기질에 양이온 계면활성제가 흡수되도록 하여 정전기방지적 거동 및 연화 작용을 부여하며, 몇몇의 양전하는 또한 살균 작용을 갖는다. 이는 빈번하게 헤어 케어 제품, 예를 들어 컨디셔너에 사용된다.

추가적인 화학적 변형은 단백질 분자 상의 아민기에 지방산 분자를 부착시켜 단백질의 소수성을 증가시키는 것이다.

따라서, 헤어 또는 피부를 컨디셔닝하거나, 피부에 직접성을 제공하거나, 제형에 계면활성적 특성을 부여하는 등의 미용 특성을 포함하며, 또한 케라틴 단백질의 다른 바람직한 특성들을 보유하는, 케라틴 유도체를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

발명의 요약

본 발명의 제1 양태에서, 본 출원의 발명자들은 가용성 케라틴 단백질이 당해 단백질 상의 리신기, 말단 아민기, 및/또는 히드록실 아미노산 기에서의 화학기를 치환함으로써 변형되어 가용성 케라틴 유도체를 형성할 수 있음을 밝혀내었다.

제1 양태의 한 측면에서, 치환은 석시닐화 반응에 의해 완결될 수 있으며, 여기서 상기 석시닐화 반응은 무수물이 가용성 케라틴 단백질 내의 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산 기와 반응하는 것이다. 이러한 반응은 전체적 전하를 더 음전하로 만드는 효과가 있다.

제1 양태의 다른 측면에서, 치환은 4급화 반응에 의해 완결될 수 있으며, 여기서 화학 기는 가용성 케라틴 단백질 상의 하나 이상의 리신 기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산 기에 첨가된 양전하의 4급 암모늄염일 수 있다. 이러한 반응은 전체적 전하를 더욱 양전하로 만드는 효과가 있다.

제1 양태의 또 다른 측면에서, 치환은 가용성 케라틴 단백질 상의 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에 장쇄 지방산을 부가함으로써 일어날 수 있으며, 이로써 적어도 약간의 단백질 전하를 중성화시킬 수 있다. 상기 장쇄 지방산은, 라우르산과 옥살릴 클로라이드를 배합하여 형성된 것과 같은 장쇄 지방산 클로라이드일 수 있다. 또는, 지방산 유도체는 커플링 과정을 통해 제조될 수 있다. 바람직한 커플링제는 에틸카보디이미드 하이드로클로라이드 (EDC) 또는 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카보디이미드 하이드로클로라이드이다. 상기 경우에서, 분자 내 정전기적 반발력이 변화되어 계면활성 및 기타 특성이 증강된다.

제1 양태에 사용된 가용성 케라틴 단백질은 전체 케라틴 또는 케라틴 단백질 분획일 수 있다. 케라틴 단백질 분획의 예는 IFP 분획, HSP 분획 및 HGTP 분획을 포함한다. 가용성 케라틴 단백질은 온전한 것(intact)일 수 있다. 가용성 케라틴 단백질은 대신 부분적으로 또는 완전히 가수분해될 수 있다. 가용성 케라틴 단백질은 S-설폰화 케라틴이거나 부분적으로 산화된 케라틴일 수 있다. 한 측면에서, 가용성 케라틴은 온전한 S-설폰화 케라틴 중간 필라멘트 단백질 분획일 수 있다. 가용성 케라틴 단백질의 시스테인 함량은 대략 4%일 수 있다.

본 기술의 제2 양태는 가용성 케라틴 단백질의 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 화학기로 치환하는 단계에 의해 가용성 케라틴 유도체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 당해 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 당해 수성 용액을 상기 화학기를 포함하는 용액과 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 치환된 화학기는 음전하기 또는 양전하기를 포함할 수 있으며, 이로써 가용성 케라틴 단백질에 전하를 부여할 수 있다. 가용성 케라틴 단백질은 제1 양태에서 기술된 가용성 케라틴 단백질과 유사할 수 있다. pH 조절제 및 pH 완충 용액과 같은 다른 임의 성분이 최종 제품의 특성을 조절하기 위해 첨가될 수 있다. 상기 방법은 또한 반응 온도의 조절을 포함할 수 있다.

제2 양태의 한 측면에서, 치환은 석시닐화 반응을 포함할 수 있다. 석시닐화 반응에서의 치환으로 무수물이 가용성 케라틴 단백질의 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기와 반응하여 가용성 케라틴 유도체를 생성할 수 있다. 상기 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 제조된 수성 용액을, 상기 무수물을 함유하는 용액과 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

제2 양태의 다른 측면에서, 치환은 4급화 반응을 포함할 수 있다. 4급화 반응에서의 치환으로 가용성 케라틴 단백질 내 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에 첨가된 양전하의 4급 암모늄염이 생성된다. 상기 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 상기 수성 용액을 4급 암모늄염을 함유하는 용액과 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

제2 양태의 또 다른 측면에서, 치환은 산 클로라이드 치환 반응 또는 커플링 반응을 포함할 수 있다. 산 클로라이드법 또는 커플링 반응에서 치환으로 지방산기가 가용성 케라틴 단백질 내 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에 첨가된다. 이 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 이 수성 용액을 상기 장쇄 지방산을 함유하는 용액과 혼합하는 단계를 포함한다. 장쇄 지방산은 산 클로라이드법을 통해 또는 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카보디이미드 히드로클로라이드(EDC) 커플링제의 사용에 의해 라우로일 클로라이드 및 라우르산의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 제3 양태는 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 계면활성 제품에 관한 것이다. 상기 가용성 케라틴 유도체는 제1 양태에서 상기 기술한 것일 수 있다.

본 발명의 제4 양태는 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 개인 케어 제형에 관한 것이다. 상기 개인 케어 제형은 약 0.001 중량% 내지 50 중량%의 가용성 케라틴 유도체를 포함할 수 있다. 상기 비는 0.001% 내지 10% 또는 0.001% 내지 5%일 수 있다. 가용성 케라틴 유도체는 상기 제1 양태에서 기술한 것과 같을 수 있다. 가용성 케라틴 유도체의 특성으로 인해 이 가용성 케라틴 유도체가 사용될 수 있는 개인 케어 제형으로는 컨디셔닝 샴푸, 바디/페이스 클렌저/샴푸, 헤어 컨디셔너, 헤어 겔, 헤어 무스, 헤어 세팅 로션, 헤어스프레이, 펌전 용액(pre-perming solution), 펌후 용액(post-perming solution), 보습 크림, 샤워 겔, 포움 배스 겔, 마스카라, 네일 폴리쉬, 액상 파운데이션, 면도 크림 및 립스틱을 포함한다. 다른 개인 케어 제형(예: 피부를 보호하는 세정제)이 또한 본 발명 내 포함된다.

본 발명의 제5 양태는 개인 케어 제형을 위한 첨가제에 관한 것이다. 이 첨가제는 상기 제1 양태에서 기술한 바와 같은 가용성 케라틴 유도체를 포함할 수 있다.

본 발명의 제6 양태는 헤어 처리 방법에 관한 것이다. 이 방법은 약 0.001 내지 50%의 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 개인 케어 제형을 헤어에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가용성 케라틴 유도체는 상기 제1 양태에서 기술된 바와 같을 수 있다.

본 발명의 제7 양태는 헤어 처리 방법에 관한 것이다. 이 방법은 첨가제를 포함하는 개인 케어 조성물을 헤어에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 가용성 케라틴 유도체를 포함할 수 있다. 이 가용성 케라틴 유도체는 제1 양태에서 기술된 것과 같을 수 있다.

본 발명의 제8 양태는 가용성 케라틴 유도체 혼합물이다. 이 가용성 케라틴 유도체 혼합물은 2개 이상의 가용성 케라틴 유도체를 포함할 수 있다. 이 가용성 케라틴 유도체 혼합물은, 가용성 케라틴 단백질 분획 내 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제1 가용성 케라틴 단백질 분획을 포함할 수 있다. 이 가용성 케라틴 유도체 혼합물은 가용성 케라틴 단백질 분획 내 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제2 가용성 케라틴 단백질 분획을 추가로 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 가용성 케라틴 분획은 중간 필라멘트 단백질, 고 황 단백질 또는 고 글리신-티로신 단백질일 수 있다. 제1 가용성 케라틴 단백질 분획은 제2 가용성 케라틴 단백질 분획과 상이할 수 있다.

본 발명의 제9 양태는 가용성 케라틴 유도체 혼합물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 제1 가용성 케라틴 단백질 분획 상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제1 가용성 케라틴 단백질 분획을, 제2 가용성 케라틴 단백질 분획 상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제2 가용성 케라틴 단백질 분획과 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 가용성 케라틴 분획은 중간 필라멘트 단백질, 고 황 단백질 또는 고 글리신-티로신 단백질일 수 있다. 제1 가용성 케라틴 단백질 분획은 제2 가용성 케라틴 단백질 분획과 상이할 수 있다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 추가적 측면은 단지 예시로써 제시된 아래 기재에 의해 분명해 질 것이며 이는 첨부된 도면을 참조한다.

도 1은 석시닐화 단백질 시료의 전하 특성을 나타내는 그래프로 여기서 0%= 비-유도체 단백질(온전한 케라틴), 28%= 시료 SPA, 74% = 시료 SPB, 79% = 시료 SPC 및 83% = 시료 SPD이다;

도 2는 온전한 케라틴과 석시닐화 단백질의 pH-용해도 곡선을 도시한다;

도 3은 4급화된 단백질 시료의 전하 특성을 나타내는 그래프로, 여기서, 0%= 비-유도체 단백질(온전한 케라틴), 7% = 시료 QuatA, 41 % = 시료 QuatB, 65% = 시료 QuatC 및 85% = 시료 QuatD이다;

도 4는 온전한 케라틴과 4급화된 단백질의 pH-용해도 곡선을 도시한다;

도 5는 미처리된 헤어의 주사전자현미경(SEM) 상을 도시한다(시료 E 및 F) (Mag: 80Ox);

도 6은 미처리된 헤어의 SEM 상을 도시한다(시료 E 및 F) (Mag: 200Ox);

도 7은 라우레쓰 황산나트륨(SLES)으로 세척된 헤어의 SEM 상을 도시한다(시료 A 및 B) (Mag: 80Ox);

도 8은 SLES 세척된 헤어의 SEM 상을 도시한다(시료 A 및 B) (Mag: 200Ox);

도 9는 석시닐화된 케라틴 단백질 시료 SPC 세척된 헤어의 SEM 상을 도시한다(시료 C 및 D) (Mag: 80Ox);

도 10은 SPC 세척된 헤어의 SEM 상을 도시한다(시료 C 및 D) (Mag: 200Ox);

도 11은 상이한 헤어 시료 (A-F)에서 추출된 헤어 지질의 TLC 분석 결과를 도시한다(여기서, CE는 콜레스테롤 에스테르, FFAE는 지방산 에스테르, FFA는 유리 지방산, Chol는 콜레스테롤, Cer는 세라미드, TG는 트리글리세리드이다);

도 12는 평균 코밍 스트로크 포스(combing stroke force) 계산[이 실시예에서 = (100+160+170+180+200)/5=162로 계산됨] 및 각 포스/신장 곡선에서 평균 코밍 포스를 계산하는 데 사용된 그래프를 도시한다;

도 13은 2개 실험에서 처리 및 미처리 헤어 트레스(tresses)에서 측정된 코밍 포스 측정의 평균값의 그래프를 도시한다;

도 14는 2개 실험에서 처리 및 미처리 헤어 트레스에서 관찰된 코밍 포스에 대해 측정된 최고 피크의 평균 값 그래프를 도시한다;

도 15는 2개 실험에서 처리 및 미처리 헤어 트레스에 대해 코밍 포스 측정에서 보고된 최고 피크의 평균값 그래프를 도시한다;

도 16은 고분자량 4급화 유도체에 대해 상이한 헤어 트레스(미처리 및 처리)를 대상으로 한 상이한 질문에 대해 모든 평가자들의 선택 백분율을 도시한다;

도 17은 저분자량 4급화 유도체에 대해 상이한 헤어 트레스(미처리 및 처리)를 대상으로 한 상이한 질문에 대해 모든 평가자들의 선택 백분율을 도시한다.

바람직한 양태의 상세한 설명

본 발명의 제1 양태에서, 가용성 케라틴 유도체가 개시된다. 이 가용성 케라틴 유도체는 가용성 케라틴 단백질을 변형시키는 것을 포함하며, 상기 변형은 가용성 케라틴 단백질 내 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기에서 화학기를 치환시킴으로써 가용성 케라틴 단백질을 개질하여 유도체를 형성하는 것이다.

케라틴은 높은 함량의 아미노산 시스틴이 특징인 단백질류로, 상기 아미노산 시스틴은 디설피드 결합을 통해 케라틴 단백질에 높은 정도의 가교결합을 제공한다. 또한 케라틴 단백질은 다수의 생물학적 조직에 기초적 구조적 역할을 제공하는 매우 질서정연한 단백질이다.

더욱이, 디설피드 가교결합의 존재는 체내 효소적 분해에 어느 정도의 복원력(resilience)을 제공하며, 이로써 케라틴 내 전달된 임의의 물질이 조절가능한 시간의 기간 동안 특정 부위에서 유지될 수 있다.

케라틴은 천연적으로 불용성이기 때문에 케라틴이 가용성 케라틴 단백질로 제조되기 위해서는 화학적으로 변형되어야 한다. 본 발명에서 당업자에게 공지된 케라틴을 가용화시키는 임의의 방법이 사용되어 본 발명에서 사용되기 위한 가용성 케라틴을 제공할 수 있는 것과 마찬가지로, 가용성으로 변형된 임의의 케라틴이 본 발명에 사용될 수 있다.

이러한 한 방법은 미국 특허 제7,148,327호에 기술된 바와 같이 케라틴을 화학적으로 변형시켜 S-설폰화 케라틴을 형성시키는 것을 포함하며, 상기 문헌은 참조에 의해 본원에 혼입된다.

제1 양태의 한 측면에서, 가용성 케라틴은 S-설폰화 케라틴 단백질이다. S-설폰화 케라틴은 케라틴 단백질 내 시스틴 아미노산 사이에 디설피드 결합이 가역적으로 변형되어 극성 기능기를 생성하고, 이로 인해 케라틴 단백질 내 본래 존재하는 천연 디설피드 가교결합의 조절된 재도입이 허용되는 과정을 겪은 케라틴 단백질을 말한다. S-설폰화 케라틴은 S-설포시스테인 형태에서 우세적으로 존재하는 시스테인/시스틴을 갖는다. 이러한 극성이 매우 높은 기가 단백질에 어느 정도의 용해도를 부여한다. 용액 내에서 안정하지만, S-설포 기는 시스테인과 같은 티올에 대해, 및 다른 환원제에 대해 반응성이 높은 불안정한 시스테인 유도체이다. 환원제와의 반응으로 S-설포시스테인 기가 시스틴으로 재전환된다. S-설포시스테인과 시스테익산 모두가 SO₃ ^-기를 함유하긴 하지만 양 기는 화학적으로 상이하다. 시스테익산은 시스테인이나 시스틴의 산화에 의해 비가역적으로 생성되고, 일단 형성된 후에는 디설피드 가교결합이 시스테인으로 재형성될 수 없다. S-설포시스테인은 시스테인에 대해 반응성이며 디설피드 가교결합을 용이하게 형성한다.

제1 양태의 다른 측면에서, 가용성 케라틴은 부분적으로 산화된 케라틴 단백질이다. '부분적으로 산화된'은 가능한 상대적으로 소수인 다른 산화에 민감성인 아미노산 외에 케라틴 내 85% 초과의 시스틴이 시스테익산으로 산화된 것을 의미한다. 케라틴 단백질의 부분적 산화로 케라틴 단백질 내 시스틴 아미노산 사이의 디설피드 결합이 시스테익산으로 전환되어 케라틴 단백질을 가용화시킨다.

제1 양태의 가용성 케라틴 단백질은 상이한 분획으로 분리되지 않은 전체 케라틴 단백질일 수 있다. 다른 양태에서, 케라틴 단백질은 케라틴 단백질 분획일 수 있다. 인간 헤어, 울, 동물 섬유, 뿔, 발굽 또는 기타 포유류 원료로부터 유래된 것과 같은 경질 알파 케라틴 단백질이, 이의 생화학적 특성에 따라 특히 이의 분자량 및 아미노산 조성에 따라 특정 성분들로 분류될 수 있다. U.S. 특허 출원 공보 제2006/0165635호는 특정 조성물을 상세히 기술하고 있으며, 당해 출원은 참조에 의해 본원에 혼입된다. 상술한 케라틴 단백질 분획은 케라틴 단백질류 내의 구별된 기들로 분류될 수 있으며, 이는 중간 필라멘트 단백질(IFP), 고 황 단백질(HSP) 및 고 글리신-티로신 단백질 (HGTP)을 포함할 수 있다.

중간 필라멘트 단백질은 오윈 등[Orwin et al. (Structure and Biochemistry of Mammalian Hard Keratin, Electron Microscopy Reviews, 4, 47, 1991)]이 상세히 기술하고 있으며, 또한 길레스피[Gillespie (Biochemistry and physiology of the skin, vol. 1, Ed. Goldsmith Oxford University Press, London, 1983, pp. 475-510)]은 저 황 단백질이라고도 한다. 중간 필라멘트 단백질류의 중요한 특성은 40-60 kD 범위의 분자량과 약 4%의 시스테인 함량(시스틴의 1/2로 측정됨)이다.

상기 언급한 동일한 문헌에서 오윈과 길레스피는 고 황 단백질류를 또한 잘 기술하고 있다. 이 단백질류는 이종성 정도가 크지만 10-30 kD 범위의 분자량 및 10% 초과의 시스테인 함량을 갖는 것이 특징일 수 있다. 이 단백질류의 하위구조로는 시스테인 함량이 34% 이하일 수 있는 초고함량 황 단백질이다.

고 글리신-티로신 단백질류에 대해서 또한 상기 언급된 동일한 문헌에서 오윈과 길레스피가 잘 설명하고 있다. 이 단백질류는 또한 고 티로신 단백질로 언급되며 10 kD 미만의 분자량 특성을 가지며, 티로신 함량이 일반적으로 10% 초과이며 글리신 함량이 일반적으로 20% 초과인 것이 특징이다.

본 발명의 목적을 위해, '케라틴 단백질 분획'은 상술한 바와 같은 하나의 구별된 단백질 기를 전적으로는 아니라 할지라도 우세하게 함유하는 정제된 형태의 케라틴이다.

제1 양태의 가용성 케라틴 단백질은 온전할 수 있다. 용어 "온전한"은 상당히 가수분해되지는 않은 단백질을 말하며, 여기서 가수분해는 물의 첨가를 통해 결합이 절단되는 것을 말한다. 길레스피는 '온전한'이 케라틴화된 중합체 상태의 단백질을 의미하며, 추가적으로 울 및 헤어에서 착화되어 온전한 케라틴을 형성하는 폴리펩티드 하위단위를 나타내는 것으로 간주한다. 본원의 목적을 위해, '온전한'은 길레스피에서 기술된 폴리펩티드 하위단위를 나타낸다. 이것들은 케라틴화 공정을 통해 형성된 디설피드 가교결합없는 이의 본래 형태의 케라틴 단백질과 등가물이다.

온전한 케라틴 단백질 및 케라틴 단백질 분획은 함께 출원 중인 미국 특허 출원 공보 제2008/0038327호에 보다 상세히 기재되어 있으며, 당해 출원은 참조에 의해 이의 전체가 본원에 혼입된다.

가용성 케라틴 단백질이 가수분해될 수 있다. 가수분해는 물의 첨가로 결합이 절단되는 것을 말한다. 이러한 방식으로 가수분해된 케라틴 단백질은 또한 케라틴 펩티드 또는 올리고-펩티드로 언급될 수 있다. 본원 목적에서, 용어 "가수분해된 단백질'은 펩티드를 포함한다. 본 발명에서 교시된 유도체화는 전체 단백질 및 가수분해된 단백질(펩티드) 모두를 유도체화하는 것을 포함하는 것으로 이해된다. 예시적 목적으로 가수분해에서 발생하는 발명자에 의해 이해되는 반응식은 아래 반응식 1에 도시된 것과 같다:

[반응식 1]

상기 식에서, R은 케라틴 단백질 또는 펩티드 염기이고, X 및 Y는 표준 아미노산 측쇄이다.

반응식 1은 유도체화 전 가수분해를 도시하고 있으나, 대신 유도체화 후 가수분해가 일어날 수 있어 상기 반응식으로 제한되는 것으로 이해되어선 안된다.

다른 언급이나 다른 시사가 없다면(예를 들어 온전한 단백질을 언급할 때), 본원에 사용된 용어 "단백질"은 전체 단백질 및 펩티드 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

가용성 케라틴 단백질은 용액으로 존재할 수 있으며, 당해 용액은 물과 같이 개인 케어 제형으로 사용하기에 적합한 임의의 용액일 수 있다. 수성 용액은 수성 용액을 제조하기에 적합한 용액에 대한 임의 비율의 가용성 케라틴을 포함할 수 있다. 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액은 개인 케어 제형 중 0.001 내지 50중량%의 가용성 케라틴 단백질을 포함할 수 있다.

가용성 케라틴 유도체를 제조하는 데 사용된 화학기는 음전하기 또는 양전하기를 포함할 수 있으며, 이 음전하기나 양전하기가 가용성 케라틴 단백질에 해당 전하를 부여할 수 있다.

화학기는 가용성 케라틴 단백질의 하나 이상의 리신기, 말단 아민기, 및/또는 히드록실 아미노산기의 위치에서 가용성 케라틴 단백질에 결합할 수 있다. 화학기는 가용성 케라틴 단백질의 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기를 치환함으로써 케라틴에 부착된다.

본원에 기술된 제1 양태의 한 측면에서, 석시닐화 반응에 의해 개질된 가용성 케라틴 유도체가 개시되며, 이를 가용성 케라틴 석시닐화 유도체라 일컫는다.

석시닐화 반응에서 치환으로 무수물이 단백질 내 하나 이상의 리신기 및/또는 말단 아민기와 반응하고, 더 적은 정도로는 히드록실 아미노산기와 반응하여 가용성 케라틴 유도체를 형성한다. 한 양태에서, 치환된 화학기는

(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 임의 치환된 알킬기이다. 더욱 구체적으로 X는 (CH₂)_n일 수 있으며, 여기서 n은 2 내지 6의 범위일 수 있다)를 포함한다.

특정 예에서, 바람직한 시약인 석신산 무수물(X=CH₂CH₂)을 사용하는 반응은 아래 반응식 2에 도시된 바와 같은 다음 과정에 기초하여 일어나는 것으로 이해된다.

[반응식 2]

상기 식에서, R은 가용성 케라틴 단백질이다.

석시닐화는 S-설폰화 중간 필리멘트 케라틴 단백질 분획 및 석신산 무수물을 사용하여 완결될 수 있다. 이 석신산 무수물은 S-설포화된 케라틴 단백질 분획 내 1차 아민기(리신 및 N-말단)와 반응한다. 이 반응은 또한 적은 정도로 히드록실 아미노산기(세린, 쓰레오닌 및 티로신)에서 일어날 수 있다. 다양한 반응으로 카복실산 작용기를 부여한다. 이해되는 바와 같이, 리신기의 경우, 반응으로 특정 시간에 양전하의 아미노산을 갖는 가용성 케라틴 단백질은 음전하의 카복실레이트 기를 갖는 단백질로 변화된다. 이는 가용성 케라틴 단백질을 더욱 음전하가 되게 하는 효과가 있다.

상기 석시닐화 과정은 예를 들어, 다른 상이한 무수물 화합물(예: 프탈릭, 글루타릭, 부티릭 또는 아세틱 무수물)을 포함한 다른 시약을 사용함으로써 변형될 수 있다. 또는, p-톨루엔설포닐 클로라이드가 시약으로 사용되어 방향족 환이 부착된 설프아미드화 단백질을 생성할 수 있다.

한 측면에서, 석신산 무수물 또는 기타 시약은 가용성 케라틴 단백질 100 부당 대략 석신산 무수물 1 내지 10부의 비율로 가용성 케라틴 단백질에 첨가될 수 있다. 더욱 구체적인 예에서 석신산 무수물은 가용성 케라틴 단백질 25부당 석신산 무수물 약 1부의 비율로 첨가된다.

반응 과정 동안, pH는 7.0 내지 9.0 사이로 조절될 수 있다. pH가 반응 동안 감소하는 경향이 있기 때문에 pH는 수산화나트륨과 같은 pH 증가제의 첨가로 조절될 수 있다.

또한, 반응 단계 동안에 온도가 대략 1℃ 내지 10℃, 더욱 바람직하게는 약 5℃로 조절될 수 있다.

제1 양태의 다른 측면에서, 가용성 케라틴 단백질은 4급화 반응을 통해 개질될 수 있다. 4급화 반응에서의 치환으로 단백질 내 하나 이상의 리신기 및/또는 말단 아민기와 반응하는 양전하의 4급 아민염이 생성된다. 이 반응은 또한 히드록실 아미노산기(세린, 쓰레오닌 및 티로신)에서 더 적은 정도로 일어날 수 있다. 한 양태에서, 치환된 화학기는

(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고, Y는 임의 치환된 알킬쇄이고, R'는 알킬쇄이다)를 포함한다. 특정 예에서, X는 NH일 수 있으며, Y는 CH₂CH(OH)CH₂일 수 있으며 R'은 CH₃일 수 있다.

한 특정 예에서, 바람직한 시약을 사용하는 반응이 아래 반응식 3에 도시된 바와 같은 다음 과정에 기초하여 일어날 수 있음이 이해된다:

[반응식 3]

상기 식에서 R은 가용성 케라틴 단백질이다.

4급화는 글리시딜 트리메틸 암모늄 클로라이드(GTMAC)를 사용하여 완결될 수 있다. 이 GTMAC는 가용성 케라틴 단백질 내 1차 아민기(리신) 및 가용성 케라틴 단백질 내 말단 아민기(N-terminals)와 반응한다. 반응은 또한 더 적은 정도로 히드록실 아미노산기(세린, 쓰레오닌 및 티로신)에서 일어날 수 있다. 이해되는 바와 같이, 리신기의 경우, 이 반응으로 특정 시간에 양이온의 가용성 케라틴 단백질이 당해 가용성 케라틴 단백질 내 리신기 및 말단 아민기에 첨가된 양전하의 4급 암모늄염을 갖는 것으로 전환된다. 이는 가용성 케라틴 단백질을 더욱 양전하가 되게 하는 효과가 있다.

GTMAC는 상기 언급한 바와 같지만, 반응성 기가 가용성 케라틴 단백질과 반응할 수 있는 4급염에 부착되도록 하는 것이 주요 목적인 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 4급염이 사용될 수 있음이 인정되어야 한다. 예를 들어, 다른 4급 염들, 특히 C₁₀, C₁₂, C₁₄, C₁₆, C₄₀ 및 그 이상의 탄소수와 같은 장쇄 염을 포함하는 부착된 에폭시드기를 갖는 4급염들이 사용될 수 있다. 언급한 바와 같이, 에폭시드기가 유리하다. 이는 이 기가 반응성이 높고, 이 단백질의 장쇄가 상기 4급 질소에 부착하여, 분자 형태 R₁---N(CH₂)_nR₂(여기서, R₁은 케라틴 단백질 또는 펩티드이고, R₂는 4급 질소 함유 잔기이다)를 가장 통상적으로 제공하기 때문이다.

한 측면에서, GTMAC는 가용성 케라틴 단백질 80부에 대략 1 내지 10부의 GTMAC 비율로 가용성 케라틴 단백질에 첨가될 수 있다. 한 구체적 예에서, GTMAC는 가용성 케라틴 단백질 16부에 GTMAC 약 1부의 비율로 첨가될 수 있다.

반응 단계 동안, 온도는 약 40℃로 조절될 수 있다.

한 양태에서, OPA 분석으로 측정했을 때 모든 말단 및 리신 측쇄 아민의 85% 이상이 치환되도록 하는 적합한 비율로 GTMAC가 가수분해된 가용성 케라틴 단백질에 첨가될 수 있다.

제1 양태의 또 다른 측면에서, 장쇄 지방산을 가진 가용성 케라틴 유도체가 기술된다. 이 측면에서의 치환으로 단백질의 하나 이상의 리신기 및/또는 말단 아민기에 첨가된 음전하의 지방산기가 생성된다. 상기 반응은 또한 더 적은 정도로 히드록실 아미노산기(세린, 쓰레오닌 및 티로신)에서 일어날 수 있다. 용어 "장쇄"는 C₁₀ 이상 길이의 지방산을 나타낸다. 바람직하게, 지방산은 C_10-18쇄일 수 있다. 한 측면에서, 치환된 화학기는

(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고,

는 반복하는 지방산 쇄이고, n은 1 내지 40이다)를 포함한다. 구체적 예에서, X는 NH일 수 있으며,

는 (CH₂)일 수 있고, n은 10 내지 18의 범위 내일 수 있다.

구체적 예에서, 바람직한 시약을 사용한 반응은 아래 반응식 4에서 도시된 바와 같이 다음 과정에 기초하여 일어나는 것으로 이해된다:

[반응식 4]

상기 식에서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 O 또는 NH이고,

는 반복하는 지방산 쇄이다.

상기 공정에서, 장쇄 지방산은 라우르산과 옥살릴 클로라이드를 결합시켜 형성된 것과 같은 지방산 클로라이드이다. 다른 양태에서, 옥살릴 클로라이드 대신에 다른 시약들이 사용될 수 있다(예: 티오닐 클로라이드, 무기 할라이드 및 일반적으로 COCl 기를 포함한 시약). 또는, 단백질 반응 동안에 반응 온도는 1℃ 내지 10℃로 유지되며, pH는 약 8로 유지된다.

또는, 지방산 유도체가 커플링 과정을 통해 생성될 수 있다. 바람직한 시약을 사용한 커플링 반응은 아래 반응식 5에 도시된 바와 같은 다음 과정에 기초하여 일어나는 것으로 이해된다:

[반응식 5]

상기 식에서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 O이거나 NH이고,

는 반복하는 지방산 쇄이다.

상기 과정에서, 바람직한 커플링제는 EDC 또는 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카보디이미드 히드로클로라이드이다. 당업자에게 공지된 다른 커플링제가 또한 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 사용될 수 있다.

한 측면에서, OPA 분석으로 측정시, 지방산은 모든 말단 및 리신 측쇄 아민의 85% 이상이 치환되도록 하는 적합한 비율로 가수분해된 케라틴 단백질에 첨가된다.

본 발명의 제2 양태에서, 가용성 케라틴 유도체를 제조하는 방법이 기술된다. 상기 방법은 가용성 케라틴 단백질의 하나 이상의 리신기, 말단 아민기 및/또는 히드록실 아미노산기를 화학기로 치환시키는 단계를 포함한다. 더욱 구체적으로, 상기 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 당해 수성 용액을 화학기를 함유하는 용액과 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 화학기는 가용성 케라틴 단백질에 전하를 부여하는 음전하기 또는 양전하기를 포함할 수 있다. 기타 임의 성분들, 예를 들어, pH 조절제 및 pH 완충 용액이 최종 제품의 특성을 바꾸기 위해 첨가될 수 있다. 상기 방법은 또한 반응 온도의 조절을 포함할 수 있다.

제2 양태의 한 측면에서, 가용성 케라틴 유도체를 제조하는 방법은 석시닐화 반응을 종결시키는 단계를 포함한다. 석시닐화 반응에서의 치환으로 무수물이 가용성 케라틴 단백질 내 하나 이상의 리신기 및/또는 말단 아민기, 및 더 적은 정도로 히드록실 아미노산기와 반응하여 가용성 케라틴 유도체를 형성한다. 상기 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 당해 수성 용액을 무수물을 함유하는 용액과 혼합하는 단계를 포함한다.

석시닐화는 석신산 무수물을 사용하여 완결될 수 있다. 석신산 무수물은 가용성 케라틴 단백질 내 1차 아민기(리신 및 N-말단)와 반응하거나, 더 적은 정도로 히드록실 아미노산(세린, 쓰레오닌 및 티로신)과 반응하여 카복실산 작용기들을 제공할 수 있다. 앞에서 언급된 다른 시약들이 또한 사용될 수 있다.

석신산 무수물은 가용성 케라틴 단백질 100부 당 대략 1 내지 10부의 석신산 무수물의 비율로 가용성 케라틴 단백질에 첨가될 수 있다. 한 구체적 예에서, 석신산 무수물은 가용성 케라틴 단백질 25부에 약 1부의 석신산 무수물의 비율로 첨가된다.

반응 단계 동안에, pH는 8.0 내지 8.2로 조정될 수 있다. pH는 반응 동안에 감소하는 경향이 있기 때문에 수산화나트륨과 같은 pH 증가제를 첨가하여 pH를 조절할 수 있다.

또한, 반응 단계 동안, 온도는 약 1℃ 내지 10℃, 더욱 바람직하게 약 5℃로 조절될 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 추가 측면에서, 가용성 케라틴 유도체를 제조하는 방법은 4급화 반응 단계를 포함한다. 4급화 반응에서의 치환으로 가용성 케라틴 단백질의 리신기 및 말단 아민기와 반응하는 양전하의 4급 암모늄염을 생성할 수 있다. 상기 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 당해 수성 용액을 4급 암모늄염을 함유하는 용액과 혼합하는 단계를 포함한다.

4급화는 글리시딜 트리메틸 암모늄 클로라이드 (GTMAC)를 사용하여 완결될 수 있다. 이 GTMAC는 가용성 케라틴 단백질 내 1차 아민기(리신) 및 가용성 케라틴 단백질 내 말단 아민기(N-말단)와 반응한다. 이 반응은 또한 더 적은 정도로 히드록실 아미노산기(세린, 쓰레오닌 및 티로신)에서 일어날 수 있다. 앞에서 언급한 다른 4급염이 또한 사용될 수 있다.

GTMAC는 가용성 케라틴 단백질 80부에 대해 약 1 내지 10부의 GTMAC의 비율로 가용성 케라틴 단백질에 첨가될 수 있다. 한 예에서, GTMAC는 가용성 케라틴 단백질 16부에 대해 약 1 부의 GTMAC 비율로 첨가될 수 있다.

반응 단계 동안에, 온도는 약 40℃로 조절될 수 있다.

제2 양태의 다른 측면에서, 가용성 케라틴 유도체를 제조하는 방법은 산 클로라이드 법 또는 EDC 커플링 반응 단계를 포함할 수 있다. 산 클로라이드 법 또는 EDC 커플링 반응에서의 치환으로 지방산기가 가용성 케라틴 단백질 내 하나 이상의 리신기 및/또는 말단 아민기에 첨가될 수 있다. 이 반응은 더 적은 정도로 히드록실 아미노산기(세린, 쓰레오닌 및 티로신)에서 또한 일어날 수 있다. 상기 방법은 가용성 케라틴 단백질의 수성 용액을 제조하는 단계 및 당해 수성 용액을 장쇄 지방산 함유 용액과 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 장쇄 지방산은 산 클로라이드법을 통해 제조된 라우로일 클로라이드이거나 커플링제 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카보디이미드 히드로클로라이드(EDC)과 결합하여 사용되는 라우르산일 수 있다.

바람직한 산 클로라이드 법 동안, 반응 용액의 온도는 대략 1℃ 내지 10℃로 유지되고, pH는 약 8로 유지될 수 있다.

제3 양태에서, 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 계면활성 제품이 개시된다. 본원에 기술된 가용성 케라틴 유도체는 물과 같은 액체의 표면 장력을 감소시키는 능력을 포함한 계면활성 유형 특성을 가지며, 이로써 상이한 상 사이에서 퍼짐성을더욱 용이하게 하고 계면 장력을 감소시킨다. 이는 본 발명의 가용성 케라틴 유도체가 소수성 "꼬리"와 친수성 "머리"를 모두 갖는 양쪽성이기 때문인 것으로 이해된다. 이는 상기 유도체가 유기 용매와 물 모두에 가용성임을 의미한다. 염기성 케라틴 단백질이 어느 정도의 계면 활성 특성을 또한 나타내지만, 본 발명의 가용성 케라틴 유도체는 치환 반응에 의해 유발된 변경된 전하로 인해 훨씬 강한 계면활성 특성을 나타낸다. 예를 들어, 본 발명에 따른 가용성 케라틴 유도체의 농도의 절반이 염기성 케라틴 단백질에 비해 동일한 정도의 수표면 장력의 감소를 얻는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 포움(계면활성제의 다른 특성인)은 본 발명의 가용성 케라틴 유도체가 염기성 케라틴 단백질에 비해 훨씬 감소된 농도에서도 염기성 케라틴 단백질에 비해 훨씬 더 많이 생성되며 오래 지속된다. 가용성 케라틴 유도체는 제형에서 계면활성제로서 단독 사용될 수 있다. 또는, 가용성 케라틴 유도체는 제형 중 다른 계면활성제와 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 제4 양태에서, 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 개인 케어 제형이 기술된다. 용어 "개인 케어 제형"은, 신체 냄새 변화, 신체 외모 변화, 신체 세정, 양호한 신체 컨디션 유지 또는 신체를 향기롭게 함을 포함하는 효과를 얻으려는 목적으로 구강 점막 및 치아를 포함한 임의의 신체의 외부와 접촉되도록 위치시키는 것이 의도되는 임의의 성분 또는 제제를 포함한다.

개인 케어 제형은 가용성 케라틴 유도체를 약 0.001 중량% 내지 50 중량% 함유할 수 있다. 상기 비는 바람직하게 0.001 중량% 내지 10 중량%이고, 더욱 바람직하게는 0.001 중량% 내지 5 중량%이다. 개인 케어 제형은 임의 적합한 미용 담체를 추가로 포함할 수 있다.

상기 가용성 케라틴 유도체는 제1 양태에서 상세히 기술된 가용성 케라틴 유도체일 수 있다.

가용성 케라틴 유도체의 특성으로 인해 본 케라틴 유도체가 사용될 수 있는 개인 케어 제형으로는 컨디셔닝 샴푸, 바디/페이스 클렌저/샴푸, 헤어 컨디셔너, 헤어 겔, 헤어 무스, 헤어 세팅 로션, 헤어스프레이, 펌전 용액(pre-perming solution), 펌후 용액(post-perming solution), 보습 크림, 샤워 겔, 포움 배스 겔, 마스카라, 네일 폴리쉬, 액상 파운데이션, 면도 크림 및 립스틱을 포함한다. 전술한 특성을 얻는 데 도움을 주는 다른 개인 케어 제형, 예를 들어 염색으로부터 피부를 보호하는 세정제가 또한 본 발명 내 포함된다.

본 발명의 제5 양태에서, 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 개인 케어 제형의 첨가제가 기술된다. 가용성 케라틴 유도체는 제1 양태에서 상세히 기술된 가용성 케라틴 유도체일 수 있다. 첨가제는 제4 양태에서 언급한 바와 같은 임의의 적합한 개인 케어 제형에 첨가될 수 있다. 첨가제는 개인 케어 제형의 0.1 중량% 내지 5 중량% 범위의 양으로 개인 케어 제형에 첨가될 수 있다. 개인 케어 제형은 또한 임의의 적합한 미용용 담체를 포함할 수 있다.

제6 양태에서, 헤어 처리 방법이 기술된다. 상기 방법은 약 0.001 내지 50%의 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 개인 케어 제형을 헤어에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가용성 케라틴 유도체는 제1 양태에서 기술된 가용성 케라틴 유도체일 수 있다. 상술한 바와 같은 임의의 적합한 개인 케어 제형이 사용될 수 있다. 제6 양태의 방법에서 사용되는 개인 케어 제형은 임의의 적합한 양으로 임의 유형의 헤어에 적용될 수 있다.

제7 양태에서, 헤어 처리의 다른 방법이 기술된다. 상기 방법은 첨가제를 포함하는 개인 케어 제형을 헤어에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 가용성 케라틴 유도체를 포함할 수 있다. 이 가용성 케라틴 유도체는 제1 양태에서 기술된 케라틴 단백질 유도체일 수 있다. 임의의 적합한 양의 첨가제가 개인 케어 제형에 포함될 수 있으며, 임의의 적합한 양의 개인 케어 제형이 헤어에 적용될 수 있다. 첨가제 함유 개인 케어 제형은 임의의 헤어 형태에 적용될 수 있으며, 상술한 임의의 개인 케어 제형일 수 있다.

제8 양태에서, 가용성 케라틴 유도체 혼합물이 개시된다. 이 가용성 케라틴 혼합물은 함께 혼합된 2개 이상의 가용성 케라틴 유도체를 포함할 수 있다. 이 가용성 케라틴 유도체 혼합물은 유리한 용적 및 시스테인 함량을 가질 수 있다. 증가된 시스테인 함량(구체적으로 S-설폰화 Cys 및 산화된 Cys(시스테익산))에 의해 개인 케어 제형으로서 개선된 효능을 갖는 물질에 이를 수 있다. 개선된 용적으로 상업적으로 더욱 실행가능한 제조 과정에 이를 수 있다.

가용성 케라틴 유도체는 제1 양태에서 언급된 것 중 어느 하나일 수 있다. 이 양태의 한 측면에서, 가용성 케라틴 유도체는 앞에서 보다 상세히 언급한 바와 같은 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질 분획이다. 본 혼합물에 사용된 가용성 케라틴 유도체의 가용성 케라틴 단백질 분획은 중간 필라멘트 단백질, 고 황 단백질 또는 고 글리신-티로신 단백질일 수 있다. 가용성 케라틴 단백질 분획은 S-설폰화되거나 부분적으로 산화될 수 있다. 가용성 케라틴 단백질 분획은 또한 앞에서 보다 상세히 언급한 바와 같이 온전하거나, 가수분해될 수 있다.

가용성 케라틴 유도체의 혼합물은 상이한 케라틴 단백질 분획을 갖는 가용성 케라틴 유도체를 포함할 수 있다. 즉, 가용성 케라틴 유도체 혼합물은, 치환된 화학기를 갖는 케라틴 단백질 분획을 포함하는 제1 가용성 케라틴 유도체, 및 치환된 화학기를 갖는 케라틴 단백질 분획을 포함하는 제2 가용성 케라틴 유도체를 포함하며, 여기서 제1 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획은 제2 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획과는 상이할 수 있다. 한 구체적 예에서, 제1 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획은 케라틴 중간 필라멘트 단백질인 반면, 제2 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획은 케라틴 고 황 단백질 또는 케라틴 고 글리신-티로신 단백질일 수 있다. 케라틴 단백질 분획들의 임의 배합이 사용될 수 있다.

이 양태의 다른 측면에서, 가용성 케라틴 유도체 혼합물 내 상이한 가용성 케라틴 유도체들의 비는 각각의 가용성 케라틴 유도체의 가용성 케라틴 분획 성분에 따라 선택될 수 있다. 제1 가용성 케라틴 유도체는 중간 필라멘트 단백질을 포함하고, 제2 가용성 케라틴 유도체는 고 황 단백질 또는 고 글리신-티로신 단백질을 포함하는 경우, 제2 가용성 케라틴 유도체에 대한 제1 가용성 케라틴 유도체의 비는 임의의 적합한 비일 수 있다. 한 측면에서, 상기 비는 사용된 케라틴 원료에 의해 결정된다.

제9 양태에서, 가용성 케라틴 유도체 혼합물을 제조하는 방법이 개시된다. 이 방법은 2개 이상의 가용성 케라틴 유도체를 함께 혼합하는 것을 일반적으로 포함할 수 있다. 이 양태의 한 측면에서, 가용성 케라틴 유도체는 앞에서 보다 상세히 기술한 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질 분획이다. 혼합물에 사용된 가용성 케라틴 유도체의 가용성 케라틴 단백질 분획은 중간 필라멘트 단백질, 고 황 단백질 또는 고 글리신-티로신 단백질일 수 있다. 가용성 케라틴 단백질 분획은 S-설폰화되거나 부분적으로 산화될 수 있다. 가용성 케라틴 단백질 분획은 또한 앞에서 상세히 기술한 바와 같이 온전하거나 가수분해될 수 있다.

제9 양태의 방법에서 함께 혼합된 가용성 케라틴 유도체들은 상이한 케라틴 단백질 분획을 갖는 가용성 케라틴 유도체들을 포함할 수 있다. 즉, 가용성 케라틴 유도체 혼합물이, 치환된 화학기를 갖는 케라틴 단백질 분획을 포함하는 제2 가용성 케라틴 유도체와 혼합된, 치환된 화학기를 갖는 케라틴 단백질 분획을 포함하는 제1 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 경우, 제1 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획은 제2 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획과 상이할 수 있다. 한 구체적 예에서, 제1 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획은 케라틴 중간 필라멘트 단백질인 반면, 제2 가용성 케라틴 유도체의 케라틴 단백질 분획은 케라틴 고 황 단백질 또는 케라틴 고 글리신-티로신 단백질일 수 있다. 케라틴 단백질 분획의 임의 조합이 가용성 케라틴 유도체 혼합물을 제조하는 방법에서 사용될 수 있다.

이 양태의 다른 측면에서, 상이한 가용성 케라틴 유도체들이 각 가용성 케라틴 유도체들의 가용성 케라틴 분획 성분에 기초하여 특정 비율로 함께 혼합될 수 있다. 예를 들어, 중간 필라멘트 단백질을 포함하는 제1 가용성 케라틴 유도체가 고 황 단백질 또는 고 글리신-티로신 단백질을 포함하는 제2 가용성 케라틴 유도체와 혼합되는 경우, 제2 가용성 케라틴 유도체에 대한 제1 가용성 케라틴 유도체의 비는 임의의 적합한 비일 수 있다. 한 측면에서 이 비는 사용된 케라틴 원료에 의해 결정될 수 있다.

실시예

실시예 1- 석시닐화된 케라틴 유도체의 제조

이 실시예는 가용성 케라틴 단백질의 유도체에 대한 조사를 기술한다. 가용성 케라틴 단백질이 석시닐화되는 과정 및 생성된 유도체 특성들을 기술한다.

온전한 가용성 케라틴 중간 필라멘트 단백질의 석시닐화는 반응물에 석신산 무수물을 첨가함으로써 실시된다. 석신산 무수물은 온전한 가용성 케라틴 IFP(리신 및 N-말단)에서 1차 아민기와 반응하거나, 더 적은 정도로 히드록실 아미노산기(세린, 쓰레오닌 및 티로신)와 반응하여 카복실산 작용기를 제공한다. 이해되는 바과 같이, 리신기의 경우, 이는 특정 시간에 양전하의 아미노산이 음전하의 카복실레이트기로 치환되는 것을 의미한다. 이로써 온전한 가용성 케라틴 IFP가 더욱 음전하 특성을 갖도록 하는 효과가 있다.

더욱 구체적으로, 이 방법은,

(i) pH 8에서 100g의 온전한 가용성 케라틴 IFP(3.2% 용액)를 수조에서 5℃로 냉각시킨다;

(ii) 8.3g의 석신산 무수물을 1시간의 기간 동안 첨가한다. pH는 반응 도중 1molL^-1의 NaOH를 계속 첨가함으로서 8 내지 8.2로 유지된다;

(iii) pH의 변화가 중지되면 용액을 1시간 동안 교반한다;

(iv) 산을 첨가하여 용액의 pH를 3으로 감소시키고 가용성 케라틴 유도체를 침전시킨다;

(v) 가용성 케라틴 유도체를 여과로 수집하고 동결건조 전에 물로 세척하여 시료 'SPD'를 수득한다.

더 적은 양의 식신산 무수물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 방법과 동일한 과정을 따르는 3개의 다른 경우에서 반복되어 시료들을 수득한다: 석신산 무수물 4.15g (SPC), 2.075g (SPB) 및 1g (SPA). 이후 시료들을 분석하여 반응물의 함량을 측정하였다.

시료 중 존재하는 가용성 케라틴 유도체의 양을 애슁(ashing)법을 사용하여 측정하였다. 시료들을 700℃로 가열하고 남아있는 고체를 총 고체의 백분율로서 측정하였다. 분석된 시료들에서 99.5% 초과의 가용성 케라틴 유도체 고체 함량이 수득되어 생성된 고체가 필수적으로 순수한 고체 케라틴 유도체임을 나타낸다.

적외선 스펙트럼이 Perkin-Elmer2000 FT-IR 상의 KBr 디스크로서 모든 시료에 대해 기록되었다. SPB, SPC 및 SPD의 적외선 스펙트럼은 카보닐로 인해 약 1730 cm^-1 에서 구별된 시그날을 나타내며, 이로써 가용성 케라틴 유도체에 부착된 산기의 존재를 확인하였다. SPA 스펙트럼은 약한 카보닐 시그날만을 나타내었다. 가용성 케라틴 유도체의 치환의 정도(DS)는 반응에 사용된 석신산 무수물의 양에 의해 결정된다. 과량의 석신산 무수물은 높은 DS를 얻는 데 필요하다.

1차 아민이 버트랜드-하브 등(Bertrand-Harb et al.)의 OPA(오쏘-프탈디알데히드)법을 사용하여 가용성 케라틴 유도체 중 검출되었으며, 50ml의 OPA 표준물은 25ml의 0.1 molL^-1 나트륨 보레이트, 2.5ml의 20% SDS, 1 ml의 MeOH에 용해된 40mg의 OPA, 및 100μL의 머캅토에탄올로부터 제조되었다. 물을 추가하여 용적을 50ml가 되게 하였다. 상기 시약은 날마다 제조되어 사용할 때까지 25℃의 암소에 보관되었다. 미지의 시료를 50 mmolL^-1 인산나트륨 완충액 중에서 2g/L의 단백질 농도로 제조하였다. 각 시료 10OμL를 2ml의 OPA 표준물과 혼합하고 흡광도를 340nm에서 측정하기 전에 2분 동안 배양시켰다. 일련의 표준물을 0.25 내지 2.00 mmolL^-1에서 L-류신을 사용하여 제조하고 이로부터 보정 곡선을 도출하였다. 표 1은 상기 OPA법을 사용하여 측정된 리신 치환의 정도를 보여준다.

OPA법에 의해 측정된 리신 치환 정도

시료	석신산 무수물의 당량	치환 정도(DS)(%)
SPA	6	28
SPB	12.5	74
SPC	25	79
SPD	50	83

석시닐화 반응에서, 일반적으로 N-석시닐화의 함량은 O-석시닐화의 정도보다 더 높은데, 그 이유는 O-석시닐 티로신 에스테르 결합이 pH>5에서 신속히 절단되어 불안정하기 때문이다.

이 분자의 전하를 콜로이드 적정 기술을 사용하여 측정하였다. 0.1% 가용성 케라틴 유도체 용액 5ml를 완충액(pH 3.5, 7 또는 9.5) 및 수적의 톨루이딘 블루에 첨가하고 1/400N 칼륨 폴리(비닐)설페이트(PVSK) 용액으로 적정하여 용액 내 존재하는 양전하의 양을 측정하였다. 음전하의 양을 측정하기 위해, 알려진 양의 1/400N 폴리(디알릴디메틸암모늄)클로라이드 (PDAC)를 0.1 % 가용성 케라틴 유도체 5ml, 완충액(pH 3.5, 7 또는 9.5) 및 수적의 톨루이딘 블루에 첨가하고, PVSK로 역적정하였다. 석시닐화로 인해 양전하의 리신기가 음전하의 COO^-로 전환되기 때문에 가용성 케라틴 유도체에 존재하는 음전하가 증가되고 양전하는 감소할 것으로 기대된다. 콜로이드 적정은 측정가능한 음전하의 양이 실질적으로 증가하고 및 측정가능한 양전하의 양은 거의 검출불가능함을 보여준다(도 1 및 표 2). 존재하는 음전하의 양은 석시닐화 증가 정도에 따라 증가하는 것으로 관찰되어 상승적으로 음전하가 발생함이 확인된다.

콜로이드 적정법을 사용하여 측정된 전하량

	전하/meq/g
	양전하			음전하
시료	pH 3.5	pH 7	pH 9.5	pH 3.5	pH 7	pH 9.5
온전한 케라틴	0.0219	0.0169	0.0113	0.396	0.625	0.826
SPA	0.0213	0.0169	0.0158	0.428	0.647	0.854
SPB	0.0254	0.0238	0.0150	0.489	0.703	0.917
SPC	0.0258	0.0207	0.0142	0.481	0.829	1.035
SPD	0.0298	0.0125	0.0099	0.637	0.927	1.178

pH 용해도 곡선은, pH 2 내지 10의 1%의 가용성 케라틴 유도체 분산제를 제조하고, 이를 1시간 동안 진탕하고(매 15분마다 pH를 모니터링하여 필요한 경우 산/염기를 첨가하면서), 고체를 여과하여 건조하고 무게를 측정하여 한 세트의 pH에서 용해된 가용성 케라틴 유도체의 양을 측정함으로써 얻어졌다. pH 대 용해도(%) 도표로 등전점 또는 pl 및 pl에서의 화학적 변형의 효과를 측정할 수 있으며, pH 용해도 곡선(도 2)은 DS가 증가함에 따라 산성 pH에서 용해도도 꾸준히 증가함을 보여준다. 이는 분자의 pl을 더 낮은 pH로 변환시켜 당해 pH에서 용해도를 증가시키는 음전하기의 첨가에 기인한 것이다.

가용성 케라틴 유도체 시료들의 방출 스펙트럼을 히타찌 F-4000 형광 스펙트로포토미터를 사용하여 기록하였다. 사용된 여기 파장은 340nm이었고, 여기 및 방출 밴드패스는 모두 5nm였다. 시료들은 수중 0.01%이었다. 석시닐화 단백질의 방출 극대값이 표 3에 제시되어 있다.

단백질의 방출 스펙트럼의 λ_max

시료	파장/nm
온전한 케라틴	337.6
SPA	340.0
SPB	341.8	364.0(sh)
SPC	342.2	365.6(sh)
SPD	344.0	369.8(sh)

낮은 DS를 갖는 시료 SPA는 이의 방출 최대값이 340nm로 최대 적색 편이하는 약간의 변화를 나타낸다. 석시닐화의 증가로 방출 최대값의 더 큰 적색 편이에 이르고, 시료 SPD의 경우 369.8에서 새로운 숄더(shoulder)가 성장한다. 벌키(bulky)한 음전하의 석시닐기의 도입으로 더 많은 트립토판이 아마도 불리한 전하 반발력으로 인해 가용성 케라틴 유도체가 강제적으로 펼쳐지기 때문에 극성 환경에 도출된다.

본 발명자들은 상기 방법을 사용하지만 염기성 단백질 물질로서 온전한 단백질 대신 가수분해된 케라틴 단백질을 사용한 추가의 실험을 완결하였다. 이 경우, 변경된 전하 및 치환에 관하여 관찰된 결과들은 유사하였다.

상기 결과들은 케라틴 단백질의 석시닐화로 출발 케라틴 단백질에 비해 존재하는 음전하가 증가되어 상이한 특성을 갖는 케라틴 유도체가 생성됨을 보여준다. 석시닐화된 케라틴 유도체는 비-유도체 케라틴 단백질에 비해 증가된 양전하와 함께 저하된 pl을 나타낸다.

실시예 2 - 4급화 케라틴 유도체의 제조

이 실시예는 가용성 케라틴 단백질의 유도체에 대한 연구를 기술한다. 가용성 케라틴 단백질이 4급화되는 공정을 기술한다.

가용성 케라틴 단백질의 4급화는 가용성 케라틴 단백질 내 리신기 및 말단 아민기에 양전하의 4급 암모늄염을 첨가함으로써 실시되었다. 이 반응은 상기 동일한 실험 조건하에서 실시하였던 각 때에 동일한 특성을 발생시키는 화합물로 반복될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 더욱 구체적으로, 가용성 케라틴 단백질의 4급화는 아래 방법을 사용하여 실시되었다:

(i) 40.25g의 온전한 가용성 케라틴 용액을 함유하는 4개의 스코트 병(3.2%, pH=7.57, 각 병은 1.25g의 단백질을 함유한다)에 글리시딜 트리메틸 암모늄 클로라이드를 상이한 양으로(QuatA에서 0.625ml (0.5g), QuatB에서 1.25ml (1 g), QuatC에서 2.5ml (2g) 및 QuatD에서 5ml (4g)) 첨가하였다.

(ii) 상기 병을 밀봉하고 잘 진탕한 후 40℃에서 18시간 동안 예열된 인큐베이터-쉐이커에 위치시켰다.

(iii) 18시간 후, 시료들을 인큐베이터에서 제거하여 투석하고 동결 건조시켰다.

제조된 시료들을 이후 석시닐화에 대해 상기 기술한 바와 같은 방법을 사용하여 분석하여 4급화 반응의 정도를 측정하였다. 결과는 아래 분석에서 확인할 수 있다.

투석후, 시료들(QuatA-D)은 애슁(ashing)에 의해 99% 초과의 가용성 케라틴 유도체인 것으로 밝혀졌으며, 다만, QuatA는 96%의 가용성 케라틴 유도체인 것으로 관찰되었다. 위 치환으로 어떠한 강한 적외선 활성 시그날도 수반되지 않기 때문에 각 시료들(QuatA-D)에 대해 측정된 적외선 스펙트럼은 온전한 케라틴의 스펙트럼과 구별가능한 차이점이 전혀 관찰되지 않았다. 가용성 케라틴 유도체의 치환의 정도(DS)는 반응에 사용된 글리시딜 트리메틸 암모늄 클로라이드(GTMAC)의 양으로 측정된다. 표 4는 OPA법을 이용하여 측정된 리신 치환의 정도를 나타낸다.

OPA법에 의해 측정된 리신 치환의 정도

시료	첨가된 GTMAC의 양(ml)	치환 정도 DS(%)
QuatA	0.625	7
QuatB	1.25	41
QuatC	2.5	65
QuatD	5	85

QuatA-D 시료들의 전하를 콜로이드 적정 기술을 사용하여 측정하였다. 이 기술은 양전하의 고분자전해질과 음전하의 고분자전해질 사이의 반응을 이용하여 미지의 시료 중 존재하는 전하의 양을 측정한다. 음전하 고분자전해질이 사용되는 경우, 칼륨 폴리(비닐)설페이트(PVSK)가 톨루이딘 블루와 상호작용하여 적자색의 용액을 생성한다. 따라서, 양전하 물질들은 상기 블루 용액이 적자색이 될 때까지 PVSK로 직접 적정할 수 있다. 음전하 물질들은 당해 용액에 첨가된 알려진 양의 양전하의 고분자전해질 폴리(디알릴디메틸암모늄)클로라이드(PDAC)을 갖는 것이 필요하며 이후 PVSK로 역적정된다. 가용성 케라틴 유도체의 적정은 이온화 가능한 기가 허용되도록 몇몇의 pH 수준에서 반복될 필요가 있다. 이 기술은 또한 분자 내 모든 전하에 접근가능한 고분자전해질에 의존적이다. 가용성 케라틴 유도체의 경우, 당해 가용성 케라틴 유도체에 의해 경험된 폴딩(folding)으로 인해 특정 전하가 당해 가용성 케라틴 유도체의 다른 부위에 강하게 결합할 수 있으며, 이로써 적정이 용이하지 않을 수 있다. 온전한 케라틴에 대한 적정은 소량의 양전하만이 검출가능하며, 이는 pH 증가로 감소되는 반면, 대략 10배 이상의 양의 음전자 인자가 검출가능하며, 이의 양은 pH 증가로 예상대로 증가한다. 이 온전한 케라틴 유도체에 대해 시스테인기가 낮은 pH에서 음전하를 띠는 모두 S-설폰화물이므로, 특성상 음성인 것으로 온전한 케라틴에 대해 공지되어 있다. QuatA-D에 대해 적정할 때, 양전하의 양이 A-C의 경우 약간 증가하고, D에서는 많이 증가하는 반면, 음전하의 양은 유의하게 감소함이 분명하다(표 5 및 도 3). 시료 내 존재하는 음전하의 양은 화학 반응에 의해 영향받지 않아야 하며, 따라서 음전하의 감소는 음전하 물질에 결합하는 존재하는 양전하 양의 증가에 기인한 것이다. QuatD의 경우, 음전하 물질은 전혀 검출되지 않았다. 이 시료에서 리신의 치환의 정도는 C에서의 치환의 정도보다 약간 더 높은 정도에 불과하다. 그럼에도 불구하고 이러한 양상은 상당히 변화되었다. 과량의 다른 아미노산과 반응했을 가능성이 있다. 또한, 시료를 투석 처리하기 때문에 가능성은 낮지만 용액 내 미반응의 GTMAC가 여전히 존재하였을 가능성이 있다.

콜로이드 적정법에 의해 4급화 시료에서 측정된 전하량

	전하/meq/g
	양전하			음전하
시료	pH 3.5	pH 7	pH 9.5	pH 3.5	pH 7	pH 9.5
온전한 케라틴	0.0219	0.0169	0.0113	0.396	0.625	0.826
QuatA	0.0541	0.0429	0.0317	0.221	0.350	0.493
QuatB	0.0481	0.0373	0.0247	0.210	0.279	0.327
QuatC	0.0611	0.0401	0.0265	0.147	0.157	0.173
QuatD	0.255	0.135	0.113	0	0	0

상이한 pH에서 가용성 케라틴 유도체의 용해도는 당해 pH에서 존재하는 이온화된 기의 개수에 부분적으로 의존한다. 가용성 케라틴 유도체는 이의 이온점(ionization point) (pl)에서 분자의 모든 전하가 중성이기 때문에 이온점 근처에서 용해도가 가장 낮다. 이 시료들은, 온전한 케라틴에 비해 치환 정도에 강하게 의존하는 용해도와 함께 산성 매질에서 용해도가 감소하는 것으로 관찰되었다. 시료 D(85% 치환된)는 pH 7에서의 투석 중 주로 침전되는 것으로 관찰되었다. 도 4는 온전한 케라틴과 4개의 4급화 시료들, Quat A-D의 pH-용해도 곡선을 도시한다. 이 곡선으로부터 시료의 용해도는 4급화 증가와 함께 낮은 pH에서 감소하는 것이 분명하다. 시료 QuatD는 pH 9에서 60%의 용해도가 달성될 뿐이어서 난용성인 것으로 관찰되었다. QuatD의 낮은 용해도는, 음전하와 연합되어 존재하는 상당한 양의 양전하가 현재 존재하기 때문에 아마도 자가 응집으로 인한 것이다. 이들 결과는 예측한 바와 같이 pl이 DS 증가와 함께 높은 pH로 전환됨을 시사한다.

온전한 케라틴과 4급화 시료 QuatA-D의 방출 스펙트럼의 λ_max가 표 6에 제시되어 있다. 온전한 케라틴의 스펙트럼은 338.0nm에서 최대값을 가진다. 이 값이Quat A 및 B에서는 매우 작게 전이(shift)되는 반면, Quat C 및 D에서는 더 짧은 파장으로의 약간의 전이가 관찰되며, 이는 분자 내에서 양전하 증가와 함께 청색 전이가 관찰됨을 의미한다. 트립토판 잔류물의 더욱 극성 환경에로의 노출이 방출의 적색 전이를 일으키며, 따라서, 청색 전이는 더 적은 극성 환경을 경험한 방출성 아미노산으로 인해 발생할 수 있음이 고려된다. 양전하의 상기 증가는 단백질이 이전에 경험했던 반발력 효과 대신 더욱 긴밀하게 폴딩되는 것을 독려할 수 있다.

단백질 방출 스펙트럼의 λ_max

시료	파장/nm
온전한 케라틴	338.0
QuatA	336.2
QuatB	335.8
QuatC	333.8
QuatD	332.4

상기 시험에서는 온전한 케라틴을 사용하여 유도체를 형성시켰다. 가수분해된 케라틴을 사용한 추가의 가용성 케라틴 유도체가 제조되었다('QuatP'라 칭함). QuatP 용액을 다음 단계로 제조하였다:

(i) 15.1%의 개질되지 않은 펩티드 용액 250ml를 500ml의 스코트 병 내에 위치시켰다.

(ii) pH를 9로 조정하여 반응에 이용될 수 있는 유리 아민기의 양을 최대로하였다. 12.5ml의 GTMAC (글리시딜 트리메틸 암모늄 클로라이드)를 첨가하고 상기 병을 잘 진탕시키고, 파라필름으로 밀봉하였다. 40℃의 예열된 진탕 수조에 48시간 동안 120rpm으로 위치시켰다.

4급화 펩티드 QuatP의 성공적 제조를 OPA법으로 확인하였다. 개질된 펩티드는 개질되지 않은 펩티드보다 더 적은 유리 아민기를 갖는 것으로 관찰되었다(유리 아미노기의 35.77%가 개질됨). 개질된 펩티드의 최종 농도는 14.38%(본래는 15.1%)인 것으로 계산되었다. 이 추가적 실험은 염기 단백질이 온전한 케라틴 분획이거나 가수분해된 케라틴 분획일 수 있음을 보여준다.

치환 정도에 영향을 주는 것이 무엇이고 이에 따라 가장 효과적인 사용 시간 및 사용 시약을 개발하는 데 도움이 되기 위해 4급화 반응을 최적화하기 위한 추가의 시험이 실시되었다. 요약하면, 치환의 정도는 시간과 첨가된 GTMAC의 양의 증가에 따라 증가하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 시간에 대한 관심이 적은 과정을 최적화하는 한 방법은 적은 양의 시료를 사용하고 더 오랜 시간의 기간동안 당해 과정을 진행시키는 것이다. 단백질 용액의 농도가 또한 치환의 정도에 기여하는 것으로 관찰되었다. 더욱 농축된 단백질 용액을 사용함으로써 더 많은 치환이 일어날 수 있다. 시료를 워크웝(work up)하는 방법(예: 투석 또는 산)은 치환의 정도에 아무런 영향을 미치지 않았다. 반응 용액의 초기 pH가 대략 9의 최적의 pH로 약간의 효과를 갖는 것으로 관찰되었다.

상기 결과들은 가용성 케라틴 단백질의 4급화에 의해 출발 케라틴 단백질과는 상이한 특성을 나타내며 4급 치환의 정도가 상이한 가용성 케라틴 유도체가 생성됨을 보여준다. 이들 결과는 또한 4급화된 케라틴 유도체에서, pl이 증가하고, 존재하는 양전하의 양 또한 증가하였음을 보여준다. 추가로, 상기 과정은 반복될 수 있으며, 요구되는 치환의 정도에 맞추어 최적화될 수 있다.

실시예 3 - 지방산 치환

다른 방법은 화학적으로 개질된 가용성 케라틴 단백질에 대해 기술한다.

제1 방법에서, 아래 반응식 4에 도시된 바와 같이 지방산 클로라이드가 지방산 케라틴 유도체(FAP)를 형성하기 위해 사용된다:

[반응식 4]

상기 식에서, R은 케라틴 단백질 또는 펩티드 염기이고, X는 NH 또는 O이고 []_n은 반복되는 지방산 쇄이다.

더욱 구체적으로, 온전한 가용성 케라틴 중간 필라멘트 단백질과 장쇄 지방산의 반응으로 제1 시료(FAP1)를 형성하는 아래 방법을 사용하여 실시되었다:

(i) N₂하 35℃에서 무수 CH₂Cl₂(10ml) 중 0.5g의 라우르산에 10분간 0.41g의 옥살릴 클로라이드를 점적 첨가하였다;

(ii) 반응 혼합물을 2시간 동안 35℃에서 교반한 후 용매를 진공하에서 제거하였다;

(iii) 생성된 고체를 10ml의 아세톤에 용해시키고, pH 8에서 빙수조 중 격렬히 교반하면서 5% 가용성 케라틴 단백질 용액 25ml 또는 250ml에 점적 첨가하였다;

(iv) 반응 중에 pH를 0.1molL NaOH의 첨가에 의해 이의 초기 수준으로 유지시켰다;

(v) 교반을 밤새 계속한 후, pH를 감소시켜 가용성 케라틴 유도체를 침전시켰다;

(vi) 고체를 여과하고 아세톤으로 세척하여 미반응된 라우르산을 모두 제거하고 이후 동결건조하였다.

첨가된 라우르산/옥살릴 클로라이드의 함량을 변화시켜 FAP2, FAP3 및 FAP4로 불리는 추가의 시료들을 제조하였다. FAP2의 경우 또한 pH를 7로 낮춤으로써 제조되었다. 시료들은 이후 분석하여 반응물의 양을 측정하였다.

"EDC 커플링'이라 불리는 제2 방법에서, 중간 필라멘트 단백질은 반응식 5에 도시된 과정을 통해 커플링제로 EDC (N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카보디이미드 히드로클로라이드)를 사용하여 장쇄 지방산과 반응한다.

[반응식 5]

상기 식에서, R은 케라틴 단백질 또는 펩티드 염기이고, X는 NH 또는 O이고, []_n은 반복되는 지방산 쇄이다.

더욱 구체적으로, EDC 생성물('EDCP'라 칭함)을 형성하는 데 사용된 방법은 다음 단계들을 포함한다:

(i) 0.1 g의 라우르산, 무수 에틸 아세테이트(10ml) 중 57mg의 N-히드록시석신이미드 (NHS) 및 0.112g의 EDC를 함께 실온에서 N₂하 혼합하였다;

(ii) 반응 혼합물을 밤새 교반하고, 이후 여과하여 디시클로헥실 우레아를 제거하고, 용매를 진공하 제거하였다;

(iii) 생성된 고체를 5ml의 THF(테트라하이드로푸란)에 용해시키고 5x10^-4 molL^-1의 중탄산나트륨을 함유하는 5% 가용성 케라틴 단백질 용액 50ml에 점적 첨가하였다;

(iv) 이후, 용액을 밤새 교반하고 pH를 감소시켜 가용성 케라틴 유도체를 침전시켰다;

(v) 고체를 여과하고 이후 동결건조하였다.

시료들을 이후 분석하여 반응물의 함량을 측정하였다.

주요 과정의 변형의 요약 및 초기 실시예에서 기술된 OPA법에 의해 측정된 리신 치환 함량이 아래 표 7에 요약되어 있다.

OPA법에 의해 측정된 리신 치환 함량

시료	첨가된 라우로일 클로라이드/라우르산 함량(당량)	반응 혼합물의 pH	치환 정도 DS (%)
FAP1	1	8	25
FAP2	10	7	5
FAP3	10	8	47
FAP4	50	8	38
EDCP	1	8	30

가용성 케라틴 유도체의 치환의 정도(DS)는 주로 반응에 사용된 라우르산 또는 라우로일 클로라이드의 양에 의해 측정된다. 이해되는 바와 같이, 가용성 케라틴 유도체의 폴딩으로 둘러싸여 접근이 불가능한 부위에 존재하는 몇몇의 리신기가 존재하기 때문에 100%의 리신기의 치환을 달성하는 것은 어렵다. 이들 시료들에 의해 달성된 치환의 양은 4급화 및 석시닐화에 의해 달성된 것보다는 적은 것으로 관찰된다. 이는 라우르산의 크기가 더 큼으로 인해 특정 리신 위치에 접근하는 것이 방해를 받기 때문이다. 10배 이상의 시약의 양은 반응물의 함량에 부정적인 영향을 미치기 때문에 최대 달성가능한 치환은 약 50%인 것으로 보인다.

FAP3의 소수성의 측정은 FAP3이 개질되지 않은 케라틴 단백질보다 상당히 더 소수성인 것을 보여준다.

상기 방법을 사용하지만, 온전한 단백질 대신 염기 단백질 물질로서 가수분해된 케라틴 단백질을 사용하는 추가의 실험들이 본 발명자들에 의해 완성되었다. 이 경우, 변화된 전하 및 치환에 관하여 발견된 결과들은 유사하였다.

상기 지방산 유도체에 기초한 개질에는 다른 지방산을 사용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 다른 지방산, 특히 C₁₀, C₁₂, C₁₄, C₁₆, C₄₀ 또는 40 초과의 탄소수와 같이 장쇄 염을 포함하는 지방산이 사용될 수 있다. 추가적 양태에서, 옥살릴 클로라이드 대신 다른 시약들, 예를 들어, 티오닐 클로라이드, 무기 할라이드 및 COCl기를 일반적으로 갖는 시약들이 사용될 수 있다.

실시예 4 - 다른 케라틴 분획의 사용

중간 필라멘트 단백질(IFP)의 분획으로부터의 온전한 케라틴은 바람직한 분획이다. 명세서에서 이미 언급한 바와 같이, 케라틴 단백질은 섬유 피질의 매트릭스 내 뿐만 아니라 큐티클에서 발견되는 구성 단백질인 고 황 단백질(HSP); 및 주로 섬유 피질에서 발견되는 고 글리신-티로신 단백질(HGTP)를 포함한 다른 분획들로 나눠질 수 있다. HSP 및 HGTP 분획들이 또한 단백질에서 동일한 아민기 및 동일한 히드록실 아미노산을 갖기 때문에 본 발명이 IFP 분획으로만 제한되는 것은 아님이 이해되어야 한다.

예로써, HSP 및 HGTP를 사용한 석시닐화 과정에서 발생할 수 있는 화학 반응은 아래 반응식 6에 도시된 바와 같을 수 있다:

[반응식 6]

상기 식에서, R은 케라틴 단백질 또는 펩티드 염기이다.

유사하게 HSP 및 HGTP를 사용한 4급화 과정에서 발생할 수 있는 화학 반응이 아래 반응식 7에 도시된 바와 같을 수 있다:

[반응식 7]

상기 식에서, R은 케라틴 단백질 또는 펩티드 염기이다.

HSP 및 HGTP를 사용한 지방산 또는 EDC 커플링 과정에서 발생할 수 있는 화학 반응이 아래 반응식 8에 도시된 바와 같을 수 있다:

[반응식 8]

상기 식에서, R은 케라틴 단백질 또는 펩티드 염기이고, X는 N 또는 O이고, []_n은 반복되는 지방산 쇄이다.

실시예 5 - 계면활성적 특성 테스트

상기 가용성 케라틴 유도체들의 계면활성적 특성을 가용성 IFP 분획과 같은 비-유도체 케라틴 단백질과 테스트하였으며, 다른 공지된 측정값과 비교하였다.

표면 장력 측정은 실시예 1 및 실시예 2에 각각 기재된 시료 SPC 및 QuatC를 사용하여 완료했다. 아래 표 8에 나타낸 바와 같이, 가용성 케라틴 유도체 화합물의 표면 장력 감소 특성은 약간 오염된 수돗물 및 비-유도체 케라틴과 유사하였다. 놀랍게도, 동일한 표면 장력 감소 효과를 얻는데 비-유도체 케라틴의 농도의 절반만이 요구되었다.

표면 장력 측정

	농도(g/L)	값
온전한 비-유도체 IFP 분획 케라틴	10	43.2 dynes.cm^-1
SPC	5	48.6 dynes.cm^-1
QuatC	5	46.8 dynes.cm^-1
에탄올		22.8 dynes.cm^-1
약간 오염된 물		51.5 dynes.cm^-1
역삼투수		72.3 dynes.cm^-1
이중 증류수		72.3 dynes.cm^-1

형성된 포움(foam) 높이 및 포움이 붕괴되기 전에 훼손되지 않은 채로 유지되는 시간을 측정하는 포움 실험을 실시하였다. 아래 표 9에 나타낸 바와 같이, 가용성 케라틴 유도체가 비-유도체 단백질보다 포움 및 붕괴 시간 면에서 실질적으로 더 개선되었다. 놀랍게도, 가용성 케라틴 유도체는 또한 비-유도체 케라틴 보다 실질적으로 더 낮은 농도에서 동일한 효과를 달성하였다.

포움 실험

	농도(g/L)	포움 높이(0 시간)	전체 포움 붕괴 시간
온전한 비-유도체 IFP 분획 케라틴	1.0	0 cm	0초
	10	1.0 cm	3분
	50	3.0 cm	14분
SPC	50	3.9 cm	14분
	10	2 cm	16분
QuatC	50	3.4 cm	24분
	10	3.2 cm	20분

유중수(w/o) 에멀젼 형성에 의해 가용성 케라틴 유도체의 에멀젼 효과를 측정하기 위해 추가 시험을 실시하였다. 이 방법은 가용성 케라틴 유도체 10ml의 존재하에서 15ml의 물과 대두유 쿠킹유 15ml(시료 1) 또는 피마자유 15ml(시료 2)를 진탕하는 단계를 포함한다. 이후 상기 분산액을 약 1분 동안 세워 두고 후속으로 에멀젼의 존재 또는 기타의 것을 확인하기 위해 관찰하였다. 두 시료들 모두에서, 유중수(w/o) 에멀젼이 형성되었으며, 이는 본 발명의 가용성 케라틴 유도체가 유화제로서 작용할 수 있으며, 따라서 유용한 계면활성 특성을 가짐을 나타낸다.

요약해서, 가용성 케라틴 유도체는 계면활성 특성을 나타낸다. 추가로 이러한 특성은 비-유도체 케라틴과 상당한 차이를 보인다.

실시예 6 - 유도체 케라틴을 함유하는 개인 케어 제품 및 제형

본 발명의 가용성 케라틴 유도체를 사용한 다양한 개인 케어 제품의 실시예들이 제공된다. 다수의 유리한 특성으로 인해, 본 가용성 케라틴 유도체는 개인 케어 제품에 사용하기에 매우 적합한 것으로 이해된다. 예를 들어, 가용성 케라틴 유도체는 피부에 결합하여 피부 내 수분을 잡아둠으로써 피부를 보습하는 능력이 있다. 본 명세서의 이후 실시예로부터 이해되는 바와 같이, 가용성 케라틴 유도체의 사용으로 코밍 포스(combing force)가 감소하고 '감촉(feel)'이 개선되어 헤어 관리가 더 용이해지기 때문에 가용성 케라틴 유도체 특성은 또한 헤어 제품에 유용하다. 아래 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것으로 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.

각 제형에서, '케라틴 유도체'는 지정 수준으로 포함된다. 케라틴 유도체는 상술한 것을 포함하는 방법을 사용하여 양성 또는 음성 부위를 포함하도록 개질된 케라틴 단백질을 말한다. 다른 언급이 없다면, 케라틴 유도체를 희석된 수용액 형태로 제공하고, 이 용액의 적합한 양을 제형 내 포함시켜 지정 수준의 케라틴 유도체를 획득하는 것이 편리하다. 백분율은 w/v로 표현된다.

컨디셔닝 샴푸

라우릴 황산 나트륨 28% 25.0%

라우레쓰-2-황산 나트륨 70% 4.0

코카미드 DEA 70% 3.5

코카미도프로필 베타인 (30%) 3.0

케라틴 유도체 0.5

염화나트륨 적당량

구연산 적당량

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

과정: 35.0g의 물, 라우레쓰 황산 나트륨 및 라우릴 황산 나트륨을 결합시킨다. 용해될 때까지 65℃로 가열한다. 코카미드 DEA를 첨가하고 냉각시킨다. 베타인을 물과 혼합하고 상 A에 첨가한다. 케라틴 유도체를 첨가하고 구연산으로 pH를 6.5로 조정한다. 필요한 만큼 보존제 및 향료를 첨가하고, 염화나트륨으로 목적하는 두께로 조절하고, 잔류하는 물을 첨가한다.

헤어 겔

카보머(카보폴 Ultrez 10) 0.5%

EDTA 이나트륨 0.05

글리세린 4.0

트리에탄올아민(20%) 3.0

케라틴 유도체 0.45

보존제 적당량

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

과정: 물 60.0g을 70℃로 가열하고 카보폴, EDTA 및 글리세롤을 추가한다. 격렬히 혼합한다. 냉각시킨다. 트리에탄올아민을 첨가하여 pH를 6.3으로 조정한다. 케라틴 유도체를 첨가한다. 보존제 및 잔류하는 물을 결합시켜 첨가한다. 철저히 혼합하고 필요하다면 향료를 첨가한다.

클리어 바디/페이스 클렌저 및 샴푸

라우릴 황산 암모늄 28% 25.0%

라우레쓰 설포석시네이트 이나트륨 20.0

코카미도프로필 베타인 8.0

케라틴 유도체 0.5

염화나트륨 적당량

향료(parfum) 적당량

보존제 적당량

물(aqua) 적당량 가해 100이 되게 함.

헤어 컨디셔너

세트리모늄 클로라이드 5.0%

스테아릴 알코올 4.5

케라틴 유도체 0.25

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

헤어 무스

케라틴 유도체 0.25%

수소화된 탈로우 트리모늄 클로라이드 0.20

노녹시놀-10 0.35

알코올 10.0

부탄-48 10.0

물 적당량 가해 100이 되게 함.

세팅 로션

카보머(카보폴 Ultrez 10) 2.0%

미네랄 오일(light) 0.20

케라틴 유도체 0.25

알코올 37.5

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

헤어스프레이

VA/크로토네이트/비닐 네오데코노에이트 공중합체 1.60%

(Resyn 28-2930)

아미노메틸 프로판올 0.15

PEG-75 라놀린 0.20

케라틴 유도체 0.25

알코올 65.05

부탄 30 28.0

펌전 용액(pre-perming solution)

TEA 라우릴 설페이트 30.0%

코카미도프로필 디메틸아민 옥시드 10.0

코카미드 DEA 7.5

코카미도프로필 베타인 20.0

코카미드 MEA 3.0

케라틴 유도체 0.5

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량

펌후 용액(post-perming solution)

케라틴 유도체 0.5%

코카미도프로필 디메틸아민 옥시드 10.0

PPG-5-세테쓰-10-포스페이트 0.5

글리세린 3.0

히드록실프로필 메틸세룰로스 1.5

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

보습 크림

세테아릴 알코올 및 세테아레쓰-20 5.0%

세테아릴 알코올 2.0

미네랄 오일(light) 5.0

케라틴 유도체 0.5

보존제 0.3

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

핸드 및 바디 로션

폴리글리세릴-3 메틸글루코스 디스테아레이트 4.0%

스테아릴/베헤닐 비스왁세이트(beeswaxate) 3.0

옥틸도데칸올 4.0

아보카도 오일 6.0

미네랄 오일 3.0

호호바 오일 2.0

케라틴 유도체 0.5

세라미드 III 0.2

프로필렌 글리콜 3.0

보존제 적당량

향료(Parfum) 적당량

물(aqua) 적당량 가해 100이 되게 함.

주름 예방 트리트먼트 크림

베헤노일 락틸레이트 나트륨 2.0%

세테아릴 알코올 3.0

글리세릴 스테아레이트 2.6

이소프로필 팔미테이트 6.0

해바라기씨유 6.0

케라틴 유도체 0.5

글리세린 3.0

아스코빌 포스페이트 마그네슘 (및) 레시틴 6.0

마그네슘 (Rovisome-C, R.I.T.A)

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

페이스 보습 크림

미리시틸 락테이트 3.0%

라네쓰-25 (및) 세테쓰-25 (및) 올레쓰-25 (및) 1.0

스테아레쓰-25(Solulan 25, Amerchol)

미네랄 오일(70 visc.) 16.5

페트롤라툼 3.0

토코트리에놀 1.0

카보머 934 0.75

케라틴 유도체 0.5

트리에탄올아민(10% aq.) 7.5

보존제 적당량

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

보습 바디 로션

메틸 글루코스 디올레에이트 2.0%

메틸 글루코스 세스퀴스테아레이트 1.5

메틸 글루세쓰-20 디스테아레이트 1.5

세테아릴 알코올 (및) 세테아레쓰-20 1.5

이소프로필 팔미테이트 3.0

세라미드 3, 헥실데칸올 2.0

메틸 글루세쓰-10 3.0

케라틴 유도체 0.5

카보머 1342 0.2

트리에탄올아민 0.2

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량을 가해 100이 되게 함.

양이온성 에몰리언트 로션(emollient lotion)

이소스테아르아미도프로필 라우릴아세토디모늄 5.0%

클로라이드

락타미드 MEA 3.0

이소스테아릴 네오펜타노에이트 15.0

미리스틸 미리스테이트 1.0

세틸 알코올 4.0

글리세릴 이소스테아레이트 3.5

케라틴 유도체 0.5

보존제 적당량

물 적당량을 가해 100이 되게 함.

남성 페이스 컨디셔너

카보머(Ultrez 10 Carbopol) 0.4%

프로필렌 글리콜 1.0

PPG-5-부테쓰 0.5

베타 글루칸 2.0

PEG-60 수소화된 피마자유 0.5

트리에탄올아민(99%) 0.4

케라틴 유도체 0.5

SD-39 C 알코올(Quantum) 5.0

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

면도 후 보습 트리트먼트

세테아레쓰-12 (및) 세테아레쓰-20 (및) 6.0%

세테아릴 알코올 (및) 세틸 팔미테이트 (및)

글리세릴 스테아레이트(Emulgade SE, Henkel)

세테아릴 알코올 1.0

디카프릴릴 에테르 8.0

옥틸도데칸올 4.0

글리세린 3.0

카보머(Ultrez 10 Carbopol) 0.3

케라틴 유도체 0.5

비사볼롤 0.2

에틸 알코올 3.0

물 (및) 히알루론산나트륨, (및) 밀(triticum vul 4.0

gare) germ 추출물 (및) 삭카로마이세스 (및)

세레비시아에 추출물 (Eashave, Pentapharm)

트리에탄올아민 적당량

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

항산화 크림

글리세린(99.7%) 3.0%

크산틴 검 0.15

EDTA 이나트륨 0.05

수소화된 폴리이소부텐 1.0

이소프로필 팔미테이트 5.0

페트롤라튬 0.75

디메티콘 0.75

시클로펜타실록산 3.0

스테아레쓰-2 1.0

PEG-100 스테아레이트 1.9

세틸 알코올 2.0

에틸헥실 팔미테이트 3.0

폴리아크릴아미드 (및) C13-14 이소파라핀 (및) 2.0

라우레쓰-7(sepigel 305, Seppic)

케라틴 유도체 0.5

글리세린 (및) 물 (및) 포도(Vitis vinifera) 씨 0.5

추출물(Collaborative)

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

액상 세정제

라우레쓰 황산 나트륨 50.0%

코카미드 DEA 3.0

케라틴 유도체 0.25

염화나트륨 적당량

보존제 적당량

구연산 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

샤워 겔

라우레쓰 황산 나트륨 35.0%

라우로일 사코시네이트 나트륨 5.0

코코아미도프로필 베타인 10.0

코코아미도프로필 히드록실 설타인 5.0

글리세린 2.0

케라틴 유도체 0.15

테트라나트륨 EDTA 0.25

구연산 적당량

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

포움 배쓰 겔

TEA 라우릴 설페이트 40.0%

라우로일 디에탄올아미드 10.0

리놀레익 디에탄올아미드 7.0

PEG-75 라놀린 오일 5.0

케라틴 유도체 0.25

테트라나트륨 EDTA 0.5

향료 적당량

보존제 적당량

염료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

네일 폴리쉬(Nail Polish)-제1 코팅

케라틴 유도체 10.0%

수산화나트륨(4%) 10.0

케라틴 분획(SHSP 또는 SPEP) 적당량

라우릴 황산나트륨 적당량

염료 또는 색소 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

네일 글로서(Nail Glosser)

케라틴 유도체 10.0%

케라틴 분획(SHSP 또는 설폰화 케라틴 펩티드) 적당량

수산화나트륨(4%) 10.0

라우릴 황산나트륨 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

마스카라

PEG-8 3.0%

잔탄 검 0.50

테트라히드록시프로필 에틸렌디아민 1.3

카나우바 왁스 8.0

밀납 4.0

이소에이코산 4.0

폴리이소부텐 4.0

스테아르산 5.0

글리세릴 스테아레이트 1.0

케라틴 유도체 0.25

색소 10.0

폴리우레탄-1 8.0

VP/VA 공중합체 2.0

보존제 적당량

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

액상 파운데이션

폴리소르베이트 80 0.1%

수산화칼륨 0.98

케라틴 유도체 0.25

이산화티탄/탈크, 80% 0.1

탈크 3.76

옐로우 산화철/탈크, 80% 0.8

레드 산화철/탈크, 80% 0.38

블랙 산화철/탈크, 80% 0.06

프로필렌 글리콜 6.0

마그네슘 알루미늄 실리케이트 1.0

세룰로스 검 0.12

디-PPG-3 미리시틸 에테르 아디페이트 12.0

세테아릴 알코올 (및) 세테쓰-20 포스페이트 (및) 3.0

디세틸 포스페이트(Crodafos CS 20 Acid)

스테아레쓰-10 2.0

세틸 알코올 0.62

스테아레쓰-2 0.5

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

면도 크림

나트륨 코코설페이트 5.0%

케라틴 유도체 0.25

글리세린 7.0

이나트륨 라우릴 설포석시네이트 50.0

이나트륨 EDTA 적당량

염화나트륨 적당량

구연산 적당량

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

립스틱

옥틸도데카놀 22.0%

올레일 알코올 8.0

케라틴 유도체 0.16

C30-45 알킬 메티콘 20.0

라놀린 오일 14.0

페트롤라튬 5.0

벤톤 36(Rheox) 0.6

테녹스 20(Eastman) 0.1

색소/피마자유 10.0

보존제 적당량

시클로메티콘 적당량 가해 100이 되게 함.

설피트 헤어 스트레이트너(Sulfite Hair Straighter)

카보머(Carbopol 940) 1.5%

암모늄 비설페이트 9.0

디에틸렌 우레아 10.0

세테아레쓰 20 2.0

케라틴 유도체 0.5

향료 적당량

수산화암모늄 28% 적당량 가해 pH를 7.2로

물 적당량 가해 100이 되게 함.

스트레이트 후 중화 용액

나트륨 비카보네이트 2.35%

탄산나트륨 2.94

EDTA 0.15

세테아레쓰 20 0.2

케라틴 유도체 0.5

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

릴렉서 전 컨디셔너(Pre-relaxer Conditioner)

양이온성 폴리아민 2.0%

이미다졸리디닐 우레아 0.25

케라틴 유도체 0.5

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

알칼리금속 히드록시드 스트레이트너(Lye)

벤토나이트 1.0%

라우릴 황산나트륨 1.5

PEG-75 라놀린 1.5

페트롤라튬 12.0

세테아릴 알코올 12.0

수산화나트륨 3.1

케라틴 유도체 0.5

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

릴렉싱 후 샴푸

라우릴 황산나트륨 10.0%

코카미드 DEA 3.0

EDTA 0.2

케라틴 유도체 0.5

구연산 적당량 가해 pH 5.0로

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

헤어 토닉/큐티클 커버

글리세린 5.5%

EDTA 0.07

카보머(Carbopol Ultrez 10) 0.33

트리에탄올아민(20%) 1.0

케라틴 유도체 0.5

에탄올 10.0

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

리브 인 헤어 컨디셔너(Leave in hair conditioner)

세틸 알코올 5.0%

글리세릴 스테아레이트 3.0

페트롤라튬 0.7

이소프로필 미리스테이트 1.5

폴리소르베이트 60 1.0

디메티코놀 및 시클로메티콘 4.0

글리세린 7.0

EDTA 0.1

D-판테놀 0.2

케라틴 유도체 0.5

시클로메티콘 4.0

향료 적당량

보존제 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

헤어 염색 후 컨디셔너

쿼터늄-40 2.0%

케라틴 유도체 0.5

암포테릭-2 4.0

히드록실에틸 세룰로스 2.0

인산 적당량 가해 pH 4.5로

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

일시적 헤어 컬러링 스타일링 겔

디메티콘 코폴리올 1.5%

PPG-10 메틸 글루코스 에테르 1.0

폴리비닐피롤리돈 2.5

트리이소프로판올아민 1.1

카보머(Carbopol 940) 0.6

라우레쓰-23 1.0

페녹시에탄올 0.2

케라틴 유도체 0.5

EDTA 0.01

D&C 오렌지 4 0.12

Ext D&C 바이올렛 2 0.02

FD&C 엘로우 6 0.02

에탄올 5.0

향료 적당량

물 적당량 가해 100이 되게 함.

실시예 7- 석시닐화가 헤어의 물리적 특성에 미치는 영향

석시닐화된 케라틴 유도체를 함유하는 용액으로 반복해서 세척 후 헤어 트레스(tress)의 물리적 상태를 산업 표준물, 예를 들어, 라우레쓰 황산나트륨(SLES)과 비교하여 측정하는 실험을 실시하였다. 주사형 전자현미경(SEM) 및 TLC 분석을 실시하여 트레스에 행해진 상이한 처리로 인한 헤어 섬유의 표면 형태 및 지질 함량의 변화를 조사하였다.

천연 적색 헤어를 대략 1.5g으로 무게를 달고 이 헤어를 끈으로 묶어 트레스로 고정시켜 6개의 헤어 트레스를 만들었다. 이 트레스를 2% 라우레쓰 황산 나트륨(SLES) 용액(70% SLES로부터 제조되고 희석되어 2% 용액이 된)으로 2분간 세척함으로써 전처리하고, 추가의 2분 동안 온수(~40℃)로 철저히 세척하였다(거품이 전혀 없고, 계면활성제가 전혀 남아 있지 않을 때까지). 이후, 헤어 트레스를 공기 중 건조시켰다.

이후 아래 방법을 사용하여 상기 헤어 트레스에 상이한 세척 처리를 실시하였다(각 세척 처리는 2회로 완성되었다):

ㆍ SLES 세척 처리: 1주의 기간 동안 SLES를 사용하여 헤어를 세척하였다. 세척은 흔들리는 테이블에서 1시간 동안 헤어 트레스를 5% SLES 용액 내 위치시킴으로써 완성되었으며, 이후 헤어를 2분간 온수(~40℃)로 철저히 세척하고(거품이 전혀 없고, 계면활성제가 전혀 남아있지 않을 때까지) 이후 자연 건조시켰다. 이러한 세척 과정을 매일 2회 실시하여 총 10회의 세척을 실시하였다.

ㆍ 케라틴 유도체 세척 처리: 1주의 기간 동안 석시닐화 케라틴 유도체(앞의 실시예에서 시료 'SPC'라 칭함)로 헤어를 세척하였다. 세척 과정은 상술한 바와 같이 헤어 트레스를 흔들리는 테이블에서 1시간 동안 5% 석시닐화 케라틴 유도체 용액 내 위치시켜 완성되었으며, 이후 헤어를 2분간 온수(~40℃)로 철저히 세척하고(거품이 전혀 없고, 계면활성제가 전혀 남아있지 않을 때까지) 이후 자연 건조시켰다. 이러한 세척 과정을 매일 2회 실시하여 총 10회 세척하였다.

헤어를 세척한 후, 시료들을 2개로 라벨링하였다: (A, B) SLES 세척된 헤어; (C, D) SPC 세척된 헤어; (E, F) 미처리된 헤어.

주사형 전자 현미경(SEM) 분석

SEM 연구를 모든 헤어 시료들(A 내지 F)에 대해 실시하여, 상이한 처리 방식으로 인한 헤어 섬유의 표면 형태의 가능한 변화를 평가하였다.

이를 위해, 헤어 시료를 전도성 탄소 접착 테이프, 및 금/팔라듐 원료로 코팅된 스퍼터(sputter)를 이용하여 10mm 브래스 스터브(brass stub)에 탑재시켰다. 코팅 두께는 ~200 옴스트롬이었다. 시료들을 Jeol JSM 6100 주사 전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 이 현미경은 7.0kV에서 작동되었고, 시료들은 15mm의 작동 거리에서 관찰되었다. 각 헤어 시료의 10개의 섬유를 관찰하였고, 대표적인 상들을 찰영하였다. 수득된 이미지들이 도 5 내지 10에 도시되어 있다.

생성된 이미지들 중에서 시료 A(SLES 세척된 헤어)는 모든 시료들에서 큐티클이 가장 심하게 손상되었으며, 이는 SLES 세척 과정이 헤어 표면에 가장 심한 손상을 초래함을 나타낸다. 이러한 손상은 특히 큐티클 리프팅은, 헤어 표면에서 제품이 세척되어 제거될 때 발생할 수 있다. 더 감소된 손상이 SPC 처리된 헤어에서 관찰되었다.

결과들은 또한 잔류물이 모든 시료들 상에서 존재하지만, 예상대로 미처리된 헤어 시료들(시료 E 및 F)은 잔류물 양이 가장 적었다. 잔류물 양이 가장 많이 관찰된 시료는 케라틴 유도체 용액 SPC (시료 C 및 D)으로 세척된 헤어 시료들이었다. 큐티클을 보호하는 상당히 지속성있는 계면활성 단백질 층을 시사하는 큐티클 디테일은 이들 시료에서 부위가 분명하지 않았다.

지질 추출 분석

모든 헤어 시료들(A 내지 F)의 지질은 7시간 동안 200ml의 클로로포름/메탄올 (2:1) 공비혼합물로 Soxhlet 추출되었고, 최종적으로 클로로포름/메탄올 혼합물속에 밤새 담궈 졌다. 이후 상이한 추출물을 농축시키고, 분석 전 10ml의 클로로포름-메탄올(2:1)에 용해시켰다. 추출 후, 3개의 추출물은 각각 (2개)로 되었다: SLES 세척된 헤어로부터의 (A, B) 추출물; SPC 세척된 헤어로부터의 (C, D) 추출물; 미처리된 헤어로부터의 (E, F) 추출물.

아래 표 10에 도시된 바와 같이, 세척된 헤어 시료들(SLES 및 SPC 처리 모두)은 미처리된 헤어 시료들로부터 추출된 지질의 양에 비해 감소된 수준의 지질이 추출되었다. 2개의 상이한 세척 처리물 사이에 추출된 지질 양에 있어서 차이는 관찰되지 않았다.

상이한 헤어 시료들로부터 추출된 지질 백분율

헤어 시료	1	2	평균
미처리	3.47	4.26	3.86
SLES 세척된	2.91	3.59	3.25
SPC 세척된	3.50	3.04	3.27

지질 분석

추출된 지질의 총 양을 N₂의 플로우(flow) 하에 상기 추출물을 일정 중량에 도달할 때가지 건조함으로써 추가 분석하였다. 각 추출물을 다음 용매 시스템을 사용하여 박층크로마토그래피에 의해 정량적으로 분석하였다: 에테르, 펫 에테르 40-60, 아세틱 100:97:3. TLC 플레이트를 10초간 10% CuSO₄/8% H₃PO₄ 용액에 담그고, 이를 10분 동안 180℃에서 가열함으로써, 스팟(spot)을 상기 용액을 사용하여 검출하였다.

상이한 헤어 시료들의 박층 크로마토그래피 지질 분석 결과가 도 11에 도시되어 있다. 상기 결과는 상이한 헤어 시료들에서 특정 부류의 지질의 양이 약간 차이가 있음을 나타낸다. 추가로, 이러한 차이는 극히 작아서 유의한 것으로 고려되지 않으며, 이는 내부 헤어 지질이 트레스 상에 가해진 처리로 인해 변경되지 않음을 시사한다.

실험 요약

이 실시예에서, 2개의 상이한 세척 공정, 즉, 산업 계면활성제(SLES)를 사용한 세척 공정과 석시닐화된 케라틴 단백질 유도체(SPC)를 사용한 세척 공정의 손상 효과를 비교하였다. 헤어 섬유의 초기 처리에서 양 세척 방법 모두가 헤어 섬유를 변화시켜 처리된 헤어 섬유의 부드러움(softness) 및 매끄러움(smoothness)과 같은 감각적 효과 면에서 감소한 것으로 보이는 변화가 일어났다.

SEM 연구는 각 시료가 받은 처리로 인해 헤어 시료들의 표면 형태의 상태가 차이가 있음을 보여준다. 2개의 상이한 처리를 비교한 SEM 결과는 SLES 처리가 가장 손상이 많고, SPC 처리는 헤어 섬유를 코팅하여, 큐티클에 대해 보호 작용을 가질 있는 지속적인 계면활성 단백질 층을 형성함을 보여준다.

상기 추출물의 TLC 분석은 상이한 시료들 사이에 차이가 없음을 나타내며, 이는 헤어 섬유의 내부 지질이 상기 실시한 상이한 처리로 인해 변경되지 않았을 수 있음을 나타낸다.

실시예 8 - 헤어의 물리적 특성에 대한 가수분해된 4급화 케라틴 유도체의 영향

이 연구의 목적은 헤어에서 4급화 가수분해된 케라틴 유도체의 효과를 측정하는 것이다. 케라틴 유도체 함유 및 비함유 헤어 케어 제형을 헤어 트레스에 적용하고 코밍 포스(관리성)과 같은 관련 특성을 측정하고 가용성 울 케라틴 펩티드 및 다른 고분자성 컨디셔닝제와 비교하였다. 코밍 포스 결과를 뒷받침하기 위해, 헤어 트레스의 감각적 특성(부드러움 등)을 패널 테스트를 이용해 평가하였다. 이 실험에 사용된 케라틴 유도체 시료는 상술한 QuatP였다.

각 트레스 당 약 3.3 g의 헤어를 사용하여 4개의 헤어 트레스를 제조하였다.

각 헤어 트레스를 2분 동안 2% SLES 용액(70% SLES로부터 제조되고 희석되어 2% 용액이 된)으로 세척하고 추가의 2분 동안 온수(~40℃)로 철저하게 세척하였다(거품이 전혀 생성되지 않고 계면활성제가 전혀 남아있지 않을 때까지). 이후 헤어 트레스를 공기 중 건조하였다.

상기 헤어 트레스를 세척한 후 및 어떤 처리를 하기 전에, 가능한 엉킴, 매듭 등을 제거하고 모든 트레스가 동일한 초기 특성을 가짐을 확실히 한 후, 헤어 트레스에 코밍 포스 실험을 실시하였다. 트레스를 빗을 통해 위로 잡아당기고, 포스(force) 대 신장(elongation) 그래프를 기록하였다. 제1 콤(comb)을 종결한 후, 이를 각 트레스에 대해 총 10개의 코밍 스트로크로 반복하였다. 코밍 개수 및 테스트 동안의 어떤 어려움(즉, 엉킴, 매듭 등)을 기록하였다.

각 포스/신장 그래프에 대해 3개의 상이한 파라미터들이 기록되었다: 도 12에 예시된 바와 같이 제1 돌출 피크로부터 마지막 돌출 피크까지를 측정하고, 5개의 균등 부분으로 나누고 각 컬럼에서 가장 높은 피크를 구하고 포스 축에 외삽함으로써 얻어진 평균 포스; 가장 높은 피크 그래프 및 인스트론에서 제시된 가장 높은 피크. 이후, GeoMean 및 상대 표준 편차 백분율을 계산하고 이를 사용하여 처리된 헤어 트레스의 코밍 포스를 측정하였다.

헤어 시료들에 다음 처리를 실시하였다:

ㆍ미처리. 시료 1을 버진 대조(virgin control)로 미처리된 상태로 유지시켰다.

ㆍ컨디셔너 베이스 처리: 시료 2를 2분간 증류수에 습윤시켰다. 습윤시, 3g의 컨디셔너 베이스를 적용하고 2분 동안 헤어 상에서 유지시켰다. 이후, 헤어를 2분 동안 온수(~40℃)로 철저히 세척하였다. 다음으로, 헤어를 자연 건조시켰다.

ㆍ1% 비-유도체 가수분해된 케라틴 단백질 컨디셔너 처리: 가수분해된 케라틴 컨디셔너를, 1.0g의 가수분해된 케라틴을 첨가하고 컨디셔너 베이스로 100.0g이 되게 한 후 철저히 혼합함으로써 제조하였다. 시료 3을 2분간 증류수에 습윤시켰다. 습윤시, 1%의 가수분해된 케라틴을 함유하는 3g의 컨디셔너를 적용하고 2분 동안 헤어 상에서 유지시켰다. 이후, 헤어를 2분 동안 온수(~40℃)로 철저히 세척하였다. 다음으로, 헤어를 자연 건조시켰다.

ㆍ1%의 4급화 케라틴 유도체('QUATP'라 칭함) 컨디셔너 처리: 1.0g의 QUATP를 첨가하고 컨디셔너 베이스(상기 가수분해된 케라틴에 사용된 것과 동일한)로 100.0g이 되게 한 후 철저히 혼합함으로써 QUATP 케라틴 유도체(실시예 2에서 기술된 방법에 따라 제조됨) 컨디셔너를 제조하였다. 시료 4를 2분간 증류수에 습윤시켰다. 습윤시, 1%의 QUATP를 함유하는 3g의 컨디셔너를 적용하고 2분 동안 헤어 상에서 유지시켰다. 이후, 헤어를 2분 동안 온수(~40℃)로 철저히 세척하였다. 다음으로, 헤어를 자연 건조시켰다.

모든 헤어 트레스를 처리하고 건조한 후, 코밍 포스를 측정하였다. 코밍 포스 측정은 처리 전 코밍 포스 측정 파트에서 기술한 바와 같이 실시하였다. 이를 각 트레스에 대해 총 10개의 코밍 스트로크로 반복하고 처리 전 결과에 관한 기하 평균을 계산하고, 단측(one tailed) 스튜던트 t-test를 실시하였다.

표 11 내지 13에 상이한 헤어 시료들에 대한 코밍 파라미터를 측정하여 완결된 2개의 실험에서 관측된 평균 값을 요약해 놓았다.

측정된 코밍 포스의 평균값

	미처리	베이스 컨디셔너	가수분해된 케라틴	QUATP
기하 평균[코밍 포스/gF]	42.08	17.44	28.90	24.27

상기 나타낸 바와 같이, 상기 결과에서 측정된 코밍 포스에서 미처리된 군과 처리된 헤어 시료들 사이에 유의한 차이(t-student p<0.05)가 있음이 입증된다. 모든 처리에서 헤어를 빗질하는 데 요구되는 포스에서 감소가 나타났으며, 이는 헤어 관리성이 개선되었음을 시사한다. 상이한 처리에 대한 평가는 가장 좋은 결과는 미처리된 헤어에 비해 코밍 포스가 약 60% 감소되거나(유의차, p<0.05), 나머지 처리군에 비해 약 30% 미만으로 감소된(유의차, p<0.05) 컨디셔너 베이스 처리에서 나타난다. 평균 코밍 포스 값을 비교할 때 Keratec-Pep 처리군과 QUATP 처리군 사이에 유의한 차이는 관찰되지 않았다.

가장 높게 측정된 코밍 포스의 평균값

콤 번호	미처리	베이스 컨디셔너	가수분해된 케라틴	QUATP
기하 평균;코밍 포스/gF]	70.10	28.33	44.09	35.30

가장 높게 보고된 코밍 포스의 평균값

콤 번호	미처리	베이스 컨디셔너	가수분해된 케라틴	QUATP
기하 평균;코밍 포스/gF]	75.49	31.38	48.36	35.30

가장 높은 피크에 대한 데이타(그래프 및 보고된)는 또한 3개의 처리군이 미처리군의 값에 비해 헤어를 빗질할 때 필요한 포스를 감소시킴으로써 헤어 관리성을 개선시킴을 보여준다(유의차, t-스튜던트 p<0.05). 3개의 상이한 처리군에 대한 평가는 컨디셔너 베이스와 QUATP 컨디셔너 처리군 사이에 유의한 차가 없음을 보여준다. 컨디셔너 베이스로의 처리에서, 미처리된 헤어 값에 비해 양 코밍 포스 파라미터에서 약 58%의 감소가 나타나고(t-스튜던트, p<0.05), 가수분해된 케라틴 컨디셔너 처리 값에 비해서는 약 35%의 감소가 나타나(t-스튜던트, p<0.05) 약간 나은 결과를 나타낸다.

12명의 평가자가 참가한 패널 테스트를 이용하여 처리된 헤어 트레스의 감각성 특성을 평가하였다. 컨디션 방(20℃ 및 60% RH)에서 테스트를 실시하였고, 여기서 4개의 모든 헤어 트레스(미처리된 및 처리된)를 쌍으로 비교하여 각 쌍의 시료에 대해 다음을 질문하였다:

1. 어떤 헤어 트레스가 더 부드러운가?

2. 어떤 헤어 트레스가 더 매끄러운가?

3. 어떤 헤어 트레스가 맘에 드는가?

이후, 모든 결과를 통계 분석하였다: SPEARMAN'S RANK Correlation Coefficient를 사용하여 각 평가자 사이의 일치 정도를 조사하고, Chi-Square Test를 사용하여 지원자의 대답 분포가 서로 상이한 지 여부를 조사하였다.

도 16은 패널 테스트에서 평가자들의 선택 백분율 결과를 도시한다. 제1 통계적 분석은 3개의 질문에서 모든 평가자가 높은 정도로 일치함을 나타낸다(유의 수준 p<0.05). 데이타는 3개의 상이한 테스트 상에서 QUATP 컨디셔너 및 컨디셔너 베이스 처리된 시료를 선택하는 데 있어 평가자들의 분명한 경향이 있음을 보여준다. 이들 2개의 시료를 비교할 때, QUATP 컨디셔너 처리에서 약간 더 나은 결과가 나타난다.

테스트 1의 결과에서 평가자의 40%가 QUATP 컨디셔너 처리된 시료가 더 부드럽다고 하였고, 34%는 컨디셔너 베이스 시료가 더 부드럽다고 하였고, 17%는 가수분해된 케라틴 컨디셔너 시료가 더 부드럽다고 하였으며, 마지막 8%가 미처리된 헤어 시료가 가장 부드럽다(미처리군과 QUATP 컨디셔너 처리 시료 사이의 유의차, p<0.05)고 하였다.

제2 테스트에서 결과가 다시 나타날 수 있으나, 가장 높은 백분율은 QUATP 컨디셔너 처리된 시료였으며, 더 매끄러운 시료로서 44%의 평가자가 이 QUATP 컨디셔너 처리된 시료를 선택하였고(QUATP 컨디셔너 및 미처리 및 가수분해된 케라틴 컨디셔너 처리 시료 사이의 유의차, p<0.05, QUATP와 컨디셔너 베이스 처리된 시료 차이에 유의한 차이가 없음), 32%는 컨디셔너 베이스 처리된 시료를 선택하였고, 18%는 가수분해된 케라틴 컨디셔너 처리된 시료가 매끄러운 것으로 평가하였고, 6%는 미처리된 시료가 가장 매끄러운 것으로 평가하였다.

마지막으로, 동일한 거동이 최종 테스트에서도 나타났으며, 평가자들은 QUATP(42%) 및 컨디셔너 베이스 처리된(38%) 헤어 시료를 선호하였다(미처리된 및 가수분해된 케라틴 처리 헤어 시료에 대한 유의차, p<0.05; 이들 사이에 유의한 차는 없었다). 가장 낮은 백분율은 가수분해된 케라틴 컨디셔너(15%) 및 미처리(6%) 헤어 시료들이었다.

실험 요약

상기 데이타는 테스트된 3개의 상이한 컨디셔너(QUATP 컨디셔너, 베이스 컨디셔너 및 가수분해된 케라틴 컨디셔너)의 헤어에 대한 컨디셔닝 효과를 확인한 것이다. 상기 컨디셔닝 효과는 더 건강해진 더욱 젊어진 헤어 표면을 반영하며, 더 나은 헤어 관리성의 소비자들의 지각과 관련된, 코밍 포스의 감소에 의해 확인된다.

또한 결과들은 저분자량의 4급화된 케라틴의 혼입이 다른 컨디셔닝제에 비해 유의한 헤어 컨디셔닝의 개선에 이르지 못함을 보여준다. 그러나, 2개의 펩티드 처리군을 비교시, QUATP 펩티드가 가수분해된 케라틴 펩티드보다 나은 결과를 나타내는 것으로 보인다.

실시예 9 - 헤어 물리적 특성에 대한 온전한 4급화 케라틴 유도체의 영향

이 실시예의 목적은 헤어에 대한 울로부터의 온전한 4급화 케라틴의 효과를 평가하는 것이다. 이 실시예에 사용된 방법은 실시예 8과 동일하나, 다만, 실시예 8에서 사용된 가수분해된 4급화 케라틴 시료가 이 실시예에서는 온전한 4급화 케라틴 유도체로 치환된다(QUATC라 칭하고 실시예 2에서 기술된).

코밍 포스 결과를 2개의 종결돤 실험을 평균화하여 아래 표 14 내지 16에 나타낸다.

측정된 코밍 포스의 평균값

콤 번호	미처리	베이스 컨디셔너	온전한 케라틴	QUATC
기하 평균[코밍 포스/gF]	45.50	27.32	30.89	19.49

측정된 값은 미처리된 및 처리된 헤어 시료들 사이에 측정된 코밍 포스에 있어 상당한 차이가 있음을 보여준다(t-스튜던트 p<0.05). 모든 처리에서 헤어를 빗질하는 데 필요한 포스가 감소하였으며, 이는 헤어 관리성이 개선됨을 시사한다. 상이한 처리의 평가에서 가장 우수한 결과는 QUATC 처리로 인한 것이며, 여기서 코밍 포스는 미처리된 헤어에 비해서는 약 55% 감소(t-스튜던트 p<0.05)되거나, 나머지 처리에 비해서는 약 30% 미만 감소된다(t-스튜던트 p<0.05).

측정된 가장 높은 피크에서의 평균값

콤 번호	미처리	베이스 컨디셔너	온전한 케라틴	QUATC
기하 평균[코밍 포스/gF]	76.00	40.17	45.10	29.05

보고된 가장 높은 피크에서의 평균값

콤 번호	미처리	베이스 컨디셔너	온전한 케라틴	QUATC
기하 평균[코밍 포스/gF]	81.91	45.18	52.55	34.56

가장 높은 피크(그래프 및 보고된)에서의 데이터는 또한 상기 3개의 처리군이 미처리된 값에 비해 헤어를 빗질하는 데 필요한 포스가 감소됨으로써 헤어 관리성이 개선됨을 보여준다(유의차, t-스튜던트 p<0.05). 3개의 상이한 처리군의 평가에서 가장 중요한 결과는 QUATC에서 나타났으며, QUATC는 미처리된 헤어값(t-스튜던트 p<0.05)에 비해 양 코밍 포스 파라미터에서 약 60% 감소를 나타내고, 다른 컨디셔너 처리군(t-스튜던트 p<0.1)에 비해서는 대략 30% 감소를 나타낸다.

도 17은 패널 테스트에서 평가자들의 선택 백분율 결과를 도시한다. 첫번째 통계적 분석은 3개의 질문에서 모든 평가자들이 높은 정도의 일치를 보였음을 나타낸다(유의 수준 p<0.05). 데이터는 3개의 상이한 테스트에서 평가자들이 QUATC 및 온전한 케라틴 컨디셔너 처리된 시료를 선택하는 뚜렷한 경향이 있음을 보여준다.

테스트 1에서의 결과는 평가자의 70%가 QUATP 및 온전한 케라틴 컨디셔너 처리된 시료가 더 부드럽다고 하였고, 12%는 미처리된 시료가 가장 부드럽다고 하였고(미처리 및 단백질 처리된 시료 사이의 유의차, p<0.05), 18%는 컨디셔너 베이스 처리된 헤어 시료가 가장 부드럽다고 하였으나, 상이한 치료군들과의 유의한 차이는 없었다.

제2 테스트에서 결과가 다시 나타날 수 있으나, 70%의 평가자가 더 매끄러운 것으로서 QUATP 및 온전한 컨디셔너 처리된 시료를 선택하였고, 11%가 미처리된 시료가 더 매끄러운 것으로 평가하였고 (미처리된 및 단백질 처리된 군 사이의 유의차, p<0.05), 19%가 컨디셔너 베이스 처리된 시료를 선택하였다. 이 테스트에서, 총 42%의 선택으로 가장 매끄러운 것으로 선택된 QUATC 컨디셔너 처리된 시료로의 처리들 사이에 통계학적으로 유의한 차이가 발견되었다(유의 수준 p<0.05).

마지막으로, 최종 테스트에서, 평가자들에게 선호하는 시료를 선택해 보도록 요청하였다. 동일한 거동이 최종 테스트에서도 나타났으며, 71%의 평가자들은 QUATP 및 온전한 케라틴 컨디셔너 치러 시료를 선택한 반면, 20%는 컨디셔너 베이스 처리된 시료를 선택하고, 9%가 미처리 시료를 선택하였다(미처리된 및 단백질 처리된 군 사이의 유의차, p<0.05; 처리군 사이에 유의한 차는 없었다).

실험 요약

본 연구는 온전한 4급화 케라틴의 헤어에 대한 컨디셔닝 효과를 보여준다. 이러한 컨디셔닝 효과는 더 건강해진 더욱 젊어진 헤어 표면을 반영하는 코밍 포스의 감소에 의해 확인되며, 더 나은 헤어 관리성의 소비자들의 지각과 관련된다.

본 발명의 측면들은 예시의 목적으로만 기술되며, 본 발명의 특허청구범위에서 정의된 바와 같은 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 측면들을 변형시키거나 추가할 수 있음이 고려되어야 한다.

Claims

리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가용성 케라틴 단백질 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질을 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 온전한(intact) 것인, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 가수분해된 것인, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 치환된 화학기가 음전하기를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제4항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 석시닐화 유도체를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제4항에 있어서, 상기 치환된 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 임의 치환된 알킬기이다)를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제6항에 있어서, X가 (CH₂)_n이고, 여기서 n은 2 내지 6인, 가용성 케라틴 유도체.
제4항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 지방산 유도체를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제4항에 있어서, 상기 치환된 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고,
는 반복하는 지방산 쇄이고, n은 1 내지 40이다)를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제9항에 있어서, X가 NH이고,
는 (CH₂)이고 n은 10 내지 18인, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 치환된 화학기가 양전하기를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제11항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 4급화 유도체를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제11항에 있어서, 상기 치환된 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고, Y는 임의 치환된 알킬쇄이고, R'는 알킬쇄이다)를 포함하는, 가용성 케라틴 단백질.
제13항에 있어서, X가 NH이고, Y가 CH₂CH(OH)CH₂이고, R'가 CH₃인, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 S-설폰화된 것인, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 가용성 케라탄 단백질이 케라틴 중간 필라멘트 단백질 분획을 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 고 황 단백질 분획을 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
제1항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 고 글리신-티로신 단백질 분획을 포함하는, 가용성 케라틴 유도체.
리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가용성 케라틴 단백질 상의 위치에서 화학기와의 치환 반응을 완결시키는 단계를 포함하는, 가용성 케라틴 유도체의 제조 방법.
제19항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 온전한 것인, 방법.
제19항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 가수분해된 것인, 방법.
제19항에 있어서, 상기 화학기가 음전하기를 포함하는, 방법.
제22항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 석시닐화 유도체를 포함하는, 방법.
제22항에 있어서, 상기 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 임의 치환된 저급 알킬기이다)를 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, X가 (CH₂)_n이고, 여기서 n은 2 내지 6인, 방법.
제22항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 지방산 유도체를 포함하는, 방법.
제22항에 있어서, 상기 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고,
는 반복하는 지방산 쇄이고, n은 10 내지 40이다)를 포함하는, 방법.
제27항에 있어서, X가 NH이고,
는 (CH₂)이고 n은 10 내지 18인, 방법.
제19항에 있어서, 상기 화학기가 양전하기를 포함하는, 방법.
제29항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 4급화 유도체를 포함하는, 방법.
제29항에 있어서, 상기 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고, Y는 임의 치환된 알킬쇄이고, R'는 알킬쇄이다)를 포함하는, 방법.
제31항에 있어서, X가 NH이고, Y가 CH₂CH(OH)CH₂이고, R'가 CH₃인, 방법.
제19항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 S-설폰화된 것인, 방법.
제19항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 중간 필라멘트 단백질을 포함하는, 방법.
제19항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 고 황 단백질을 포함하는, 방법.
제19항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 고 글리신-티로신 단백질을 포함하는, 방법.
리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단백질 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질을 포함하는 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 계면활성 제품.
가용성 케라틴 유도체를 약 0.001 중량% 내지 50 중량%로 포함하는, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가, 리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질을 포함하는, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 온전한 것인, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 가수분해된 것인, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 치환된 화학기가 음전하기를 포함하는, 개인 케어 제형.
제42항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 석시닐화 유도체를 포함하는, 개인 케어 제형.
제42항에 있어서, 상기 치환된 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 임의 치환된 저급 알킬기이다)를 포함하는, 개인 케어 제형.
제44항에 있어서, X가 (CH₂)_n이고, 여기서 n은 2 내지 6인, 개인 케어 제형.
제42항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 지방산 유도체를 포함하는, 개인 케어 제형.
제42항에 있어서, 상기 치환된 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고,
는 반복하는 지방산 쇄이고, n은 1 내지 40이다)를 포함하는, 개인 케어 제형.
제47항에 있어서, X가 NH이고,
는 (CH₂)이고 n은 10 내지 18인, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 치환된 화학기가 양전하기를 포함하는, 개인 케어 제형.
제49항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 유도체가 가용성 케라틴 4급화 유도체를 포함하는, 개인 케어 제형.
제49항에 있어서, 상기 치환된 화학기가
(여기서, R은 가용성 케라틴 단백질이고, X는 NH 또는 O이고, Y는 임의 치환된 알킬쇄이고, R'는 알킬쇄이다)를 포함하는, 개인 케어 제형.
제51항에 있어서, X가 NH이고, Y가 CH₂CH(OH)CH₂이고, R'가 CH₃인, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질 유도체가 S-설폰화된 것인, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 중간 필라멘트 단백질 분획을 포함하는, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 고 황 단백질 분획을 포함하는, 개인 케어 제형.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 케라틴 고 글리신-티로신 단백질 분획을 포함하는, 개인 케어 제형.
리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단백질 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질을 포함하는 가용성 케라틴 단백질 유도체를 포함하는, 개인 케어 제형용 첨가제.
약 0.001% 내지 50%의 가용성 케라틴 유도체를 포함하는 개인 케어 제형을 적용시키는 단계를 포함하는, 헤어 또는 피부의 처리 방법.
리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단백질 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 가용성 케라틴 단백질을 함유하는 가용성 케라틴 단백질 유도체를 포함하는 첨가제를 포함하는 개인 케어 제형을 적용시키는 단계로 헤어 또는 피부를 처리하는 방법.
리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가용성 케라틴 단백질 분획 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제1 가용성 케라틴 단백질 분획; 및
리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가용성 케라틴 단백질 분획 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제2 가용성 케라틴 단백질 분획을 포함하는 가용성 케라틴 유도체 혼합물에 있어서,
상기 제1 가용성 케라틴 단백질 분획 및 제2 가용성 케라틴 단백질 분획은 중간 필라멘트 단백질, 고 황 단백질 및 고 글리신-티로신 단백질로 이루어진 그룹으로부터 각각 선택되고;
상기 제1 가용성 케라틴 단백질 분획은 제2 가용성 케라틴 단백질 분획과 상이한, 가용성 케라틴 유도체 혼합물.
리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가용성 케라틴 단백질 분획 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제1 가용성 케라틴 단백질 분획을, 리신기; 말단 아민기; 히드록실 아미노산기; 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가용성 케라틴 단백질 분획 상의 위치에서 하나 이상의 치환된 화학기를 갖는 제2 가용성 케라틴 단백질 분획과 혼합하는 단계를 포함하는 가용성 케라틴 유도체 혼합물의 제조 방법에 있어,
상기 제1 가용성 케라틴 단백질 분획 및 제2 가용성 케라틴 단백질 분획은 중간 필라멘트 단백질, 고 황 단백질 및 고 글리신-티로신 단백질로 이루어진 그룹으로부터 각각 선택되고;
상기 제1 가용성 케라틴 단백질 분획은 제2 가용성 케라틴 단백질 분획과 상이한, 가용성 케라틴 유도체 혼합물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 부분적으로 산화된, 가용성 케라틴 유도체.
제19항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질이 부분적으로 산화된, 방법.
제38항에 있어서, 상기 가용성 케라틴 단백질 유도체가 부분적으로 산화된, 개인 케어 제형.