Redox proteomics analysis of hair shaft proteins upon hydrothermal and alkaline insult.

ABSTRACT

OBJECTIVE: Human hair is regularly subjected to chemical and physical insults, such as heat, UV-irradiation and alkaline hair care products. These insults result in molecular modifications at the hair protein level that underpin mechanical and sensory property changes in the fibres. These changes can manifest itself in reduced hair quality and performance attributes observable to the consumer. In this work, changes in protein modification as a result of heat and alkaline treatments are determined. METHODS: Redox proteomic profiling using high-resolution mass spectrometry was applied to map and evaluate amino acid residue modifications in human hair exposed to a combination of thermal treatments and alkali exposure with the aim to understand the underlying chemical processes. RESULTS: Our results show that an increase in redox-related modifications is associated with exposure to higher levels of hydrothermal and alkaline insult. Post-translational modification profiling at the protein primary structural level delivered some further insights into the site-specificity of these modifications, with a clear increase in the number of cysteic acid modifications noticed in samples subjected to more extreme insults. CONCLUSION: Pinpointing modification sides within proteins and the hair shaft proteome can be used as a basis for employing mitigation or repair strategies of hair protein damage caused by environmental or hair treatment-related insults.

OBJECTIF Les cheveux humains sont sujet à de nombreuses agressions physiques et chimiques telles que la chaleur, les radiations ultra-violettes et les produits alcalins d'entretien des cheveux. Ces agressions entrainent des modifications moléculaires dans les protéines constituant les cheveux et elles conduisent aussi à des changements mécaniques et sensoriels des fibres capillaires. Les manifestations possibles de ces transformations sont une baisse, visible pour le consommateur, de la qualité et des indicateurs de performance des cheveux. Lors de cette étude, nous mettons en évidence les changements au niveau protéique liés à la chaleur et aux traitements alcalins. MÉTHODES Les méthodes de profilage d'oxydoréduction protéomique utilisant des spectromètres de masses à haute résolution ont été utilisées afin d'évaluer les modifications des amino-acides dans les cheveux humains après exposition à plusieurs combinaisons de traitements thermiques et alcalins dans le but de comprendre les processus chimiques impliqués. RÉSULTATS Nos résultats montrent que l'augmentation des modifications d'oxydoréduction est associée à des niveaux élevés d'exposition aux traitements thermiques et/ou alcalins. Le profilage des modifications post-translationnelles des structures primaires des protéines ont permis de mieux comprendre les spécificités de ces modifications ; notamment une augmentation nette du nombre des modifications des acides cystéiques liée aux traitements les plus agressifs. CONCLUSION: Ce travail d'identification des modifications engendrées par les agressions liées aux traitements capillaires ou environnementales peut désormais servir de base pour évaluer et mettre en place des techniques de réduction des risques, protection et de réparation des protéines des cheveux.