Objective: Small molecules, like panthenol have been shown to penetrate hair. However, their interactions with the protein structures of hair have not been well studied. In this study, the penetration of panthenol into protein structures of hair was confirmed, and NMR methods were utilized to understand the protein-panthenol interaction. This interaction is likely the source of the tensile strength benefits measured with panthenol for hair.
Methods: Cross-sections of hair treated with deuterium-labelled panthenol were studied using NanoSIMS to visualize the location of panthenol within hair. Solid-state NMR (both 1H-13C and 1H-2H) was employed to measure panthenol interactions inside hair using deuterium-labelled panthenol. Stress/strain curves-where stress is defined as average force per unit area-were measured for hair treated with and without panthenol to generate tensile strength data.
Results: Penetration of panthenol into hair was demonstrated, with images indicating specific penetration into cortical protein regions. NMR results from various experiments provided evidence of direct interaction between the N-H of panthenol and protein aromatic side chains. A 'shared' proton was identified between panthenol and hair proteins, indicating spatial proximity and interaction. Break stress and elastic modulus of hair treated with panthenol were higher than those of control hair, suggesting that bonds-likely hydrogen bonds-were formed between panthenol and hair.
Conclusion: Panthenol can deliver tensile strength benefits to hair. This benefit is proposed to result from hydrogen bonds formed between panthenol and hair proteins.
Objectif: si l'on sait que de petites molécules comme le panthénol pénètrent dans les cheveux, leurs interactions avec les structures protéiques des cheveux restent cependant peu étudiées. On a ici confirmé la pénétration du panthénol dans les structures protéiques des cheveux et tiré parti de méthodes de résonance magnétique nucléaire (RMN) pour comprendre l'interaction entre les protéines et le panthénol. Cette interaction explique probablement les bénéfices mesurés du panthénol pour les cheveux en termes de résistance à la traction. MÉTHODES: des coupes transversales de cheveux traités avec du panthénol marqué au deutérium ont été étudiées à l'aide d'un NanoSIMS afin de visualiser l'emplacement du panthénol dans les cheveux. La RMN à l'état solide (1H–13C et 1H–2H) a été utilisée pour mesurer les interactions du panthénol à l'intérieur des cheveux à l'aide de panthénol marqué au deutérium. Des courbes de contrainte/déformation, où la contrainte est définie comme la force moyenne par unité de surface, ont été mesurées pour des cheveux traités avec et sans panthénol afin de générer des données sur la résistance à la traction. RÉSULTATS: la pénétration du panthénol dans les cheveux a été démontrée grâce à des images indiquant une pénétration spécifique dans les régions protéiques corticales. Les résultats RMN de diverses expériences ont fourni des preuves d'une interaction directe entre le N‐H du panthénol et les chaînes latérales aromatiques des protéines. Un proton « partagé », identifié entre le panthénol et les protéines capillaires, indique une proximité spatiale et une interaction. La rupture et le module d'élasticité des cheveux traités au panthénol se sont avérés supérieurs à ceux des cheveux témoins, ce qui suggère que des liaisons, probablement des liaisons hydrogène, se sont formées entre le panthénol et les cheveux.
Conclusion: le panthénol peut apporter des bénéfices en termes de résistance à la traction des cheveux. Ce bénéfice semble résulter des liaisons hydrogène formées entre le panthénol et les protéines capillaires.
Keywords: NMR; bonding; panthenol.
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