A DBL katekol, a melanociták potenciális citotoxikus vegyületének oxidatív oligomerizációja feltárja az új ionos diels-Éger típusú adalékok előfordulását 2. rész
May 18, 2023
A dimerből két proton elvesztésével képződtek vegyületek is. Ezek a vegyületek 17 percnél, 18 percnél, 20 percnél és 21 percnél eluálnak 353,1021 molekulatömeggel, ami 1,5 ppm-en belül van a C20H16O6 elméleti tömegétől (353,1013 amu). Ezen vegyületek CID-spektruma szignifikánsan eltérő volt, ami azt jelzi, hogy a reakcióelegyben több izomer képződik (8-11. ábra).
A vonatkozó tanulmányok szerint a cisztán egy közönséges gyógynövény, amelyet "az életet meghosszabbító csodanövényként" ismernek. Fő összetevője a cistanozid, amely különféle hatásokkal rendelkezik, mint például antioxidáns, gyulladáscsökkentő és immunfunkciót serkentő. A cistanche és a bőrfehérítés közötti mechanizmus a cistanche glikozidok antioxidáns hatásában rejlik. Az emberi bőrben a melanin a tirozin tirozináz által katalizált oxidációjával keletkezik, az oxidációs reakcióhoz pedig oxigén részvétele szükséges, így a szervezetben lévő oxigénmentes gyökök a melanintermelést befolyásoló fontos tényezővé válnak. A Cistanche cisztanozidot tartalmaz, amely antioxidáns, és csökkentheti a szabad gyökök képződését a szervezetben, így gátolja a melanintermelést.

Kattintson a Cistanche Tubulosa elemre a fehérítéshez
További információért:
david.deng@wecistanche.com/WhatApp:{86 13632399501
A 20 percnél eluálódó csúcs csak vízveszteséget mutatott fő termelésként (m/z 335 ion a 10. ábrán). A 21 percnél eluálódó csúcs a fő csúcsot mutatta a COCH2 csoport elvesztésével (m/z 311 ion). Ennek a vegyületnek a DBL kinon dimer oxidált formájának kell lennie. Másrészt a 18. percnél eluálódó csúcs jelentős bomlási ionokat mutatott 335 (vízveszteség), 311 (COCH2 veszteség) és egy kisebb ion m/z 293 (víz és COCH2 veszteség) mellett. Megjegyzendő, hogy az utolsó bomlási ion nem lehetséges a DBL kinon-dimer esetében, és csak a benzodioxán-dimer oxidált formája esetén lehetséges. Ezekből az eredményekből arra a következtetésre jutottunk, hogy a reakció során két különböző dimer képződik – egy benzodioxán-dimer és egy DBL-kinon-dimer.


A reakcióelegy tömegspektrumában a dimer termékek mellett trimer vegyületek is megfigyelhetők voltak. Ismét kétszülős ionok vannak jelen, m/z 529,1486, az egyik 20 percnél, a másik 22 percnél eluálódik (5. ábra C panel). Tömegük 3 ppm-en belül van az elméleti protonált trimer vegyület (C30H26O9) tömegéhez képest. CID-spektrumuk a 12. és 13. ábrán látható. Az egyik izomer CID-je 351-nél egy főiont adott, ami a dimer teljesen oxidált formájának felel meg. A másik izomer lényegesen kisebb mennyiséget adott ebből a termelésből. A trimerek szerkezetét a fragmentációs mintázat alapján nem lehetett megkülönböztetni. Ennek ellenére egyértelmű volt, hogy a reakcióelegyben különböző trimer termékek is képződnek. Így az ebben a cikkben bemutatott eredmények megerősítik, hogy a DBL katekol rendkívül érzékeny az oxidatív polimerizációra, amint azt egyik csoportunk korábbi munkája javasolta [11].

A dimerek és trimerek képződése a reakcióban keletkező kinonoid termékek reaktivitásával magyarázható (14. ábra). A DBL katekol oxidációja a megfelelő kinont állítja elő, amely erősen hidrofób, és könnyen cikloaddíciós reakciót válthat ki a kiindulási katechollal. A DBL-kinon ionos Diels-Alder hozzáadása a kiindulási katekolhoz kétféle adduktumot eredményez, amint az a 14. ábrán látható. A kinonoid-karbonil-csoportok reakciója a destelítetlen oldallánccal benzodioxán-dimert eredményez. Ezzel szemben a dienon oldallánc hozzáadása a deszatelált oldallánccal pirán típusú adduktot eredményez, amelyet egyszerűen DBL kinon-dimernek nevezünk. Mindkét vegyület könnyű oxidáción és további reakción mehet keresztül trimer vegyületekké hasonló Diels-Alder reakciókkal. Bár a Diels-Alder reakció biológiai előfordulása nagyon ritka, néhány körülmény között előfordulhat [20–23]. Egyik csoportunk például nemrégiben kimutatta, hogy az N-acetil-dopa-metil-észter kinonja gyors cikloaddíción megy keresztül, valószínűleg ionos Diels-Alder reakció révén, és hasonló benzodioxán dimer keletkezik [20]. A jelenlegi tanulmányok szintén alátámasztják az ilyen ionos Diels-Alder addíciók előfordulását az oldalláncban deszaturált katekolok kinonoid-kémiájában. Ezek a ciklizációs reakciók nem enzimatikusak, ezért nem sztereoszelektívek, ami több izomer termék előállításához vezet. Ebben a laboratóriumban számos dehidrodopa és dehidrodopamin származék esetében jól dokumentálták az ilyen többszörös termékek termelődését az enzimatikusan létrehozott kinonoidok nem enzimatikus ciklizálása során [16–20].

Az RK és redukált terméke, a rododendron erős melanotoxicitása mára jól megalapozott [1–8,24]. Míg néhány reakció, mint például a tiolok kimerülése és a sejtes nukleofilekhez való hozzáadódás más citotoxikus kinonokra is jellemző, az RK és a rododendron egyedülálló genotoxicitása annak tudható be, hogy képesek többszörös redox reakciót kifejteni, amelyek nem csak a megfelelő kinonoid származékokat termelik. hanem több oldallánc deszaturált kinonoid faj is. Ezenkívül rengeteg dimer és trimer vegyület keletkezik, amelyek mindegyike képes reaktív oxigénfajták képződését, a sejttiolok kimerülését, valamint sejt makromolekulákkal, köztük fehérjékkel és DNS-sel való reakciót okozni [11,24]. Az ilyen többszörös redoxreakciókat mutató vegyületek ezért toxikusabbak, mint az egyszerű kinonoid vegyületek. Meglehetősen nehéz meghatározni az RK vagy a rododendron egyik vagy másik termékét, mint leukodermát és más mielotoxikus hatásokat kiváltó okot. Ezeket az eredményeket szem előtt tartva óvakodunk e vegyületek és más rokon katekolok használatától, amelyek többszörös redox-reakciókat képesek kifejteni bármilyen melaninnal kapcsolatos rendellenesség kezelésében.
3. Anyagok és módszerek


Rövidítések
Hivatkozások
1. Beekwilder, J.; van der Meer, I.; Sibbesen, O.; Broekgaarden, M.; Qvist, I.; Mikkelsen, JD; Hall, RD Természetes málna-keton mikrobiális termelése. Biotechnol. J. 2007, 2, 1270–1279. [CrossRef] [PubMed]
2. Fukuda, Y.; Nagano, M.; Futatsuka, M. Foglalkozási leukoderma 4-(p-hidroxi-fenil)-2-butanongyártással foglalkozó munkavállalókban. J. Occup. Egészség 1998, 40, 118–122. [CrossRef]
3. Nishigori, C.; Aoyama, Y.; Ito, A.; Suzuki, K.; Suzuki, T.; Tanemura, A.; Ito, M.; Katayama, I.; Oiso, N.; Kagohashi, Y.; et al. Útmutató egészségügyi szakembereknek (azaz bőrgyógyászoknak) a rododenol által kiváltott leukoderma kezeléséhez. J. Dermatol. 2015, 42, 113–128. [CrossRef] [PubMed]
4. Sasaki, M.; Konda, M.; Sato, K.; Umeda, M.; Kawabata, K.; Takahashi, Y.; Suzuki, T.; Matsunaga, K.; Inoue, S. Rhododendron, egy depigmentációt indukáló fenolos vegyület, melanocita citotoxicitást fejt ki tirozináz-függő mechanizmuson keresztül. Pigment Cell Melanoma Res. 2014, 27, 754–763. [CrossRef] [PubMed]
5. Kasamatsu, S.; Hachiya, A.; Nakamura, S.; Nakamura, S.; Yasuda, Y.; Fujimori, T.; Takano, K.; Moriwaki, S.; Hase, T.; Suzuki, T.; et al. Az aktív fényesítő anyag, a rododendron alkalmazása által okozott depigmentáció egy bizonyos küszöbértéknél összefügg a tirozináz aktivitással. J. Dermatol. Sci. 2014, 76, 16–24. [CrossRef] [PubMed]
6. Ito, S.; Yamashita, T.; Ojika, M.; Wakamatsu, K. A rododendron tirozináz által katalizált oxidációja során 2-metil-kromán-6,7-dion keletkezik, a feltételezett végső mérgező metabolit: Melanocita toxicitás következményei. Pigment Cell Melanoma Res. 2014, 27, 744–753. [CrossRef] [PubMed]
7. Ito, S.; Gerwat, W.; Kolbe, L.; Yamashita, T.; Ojika, M.; Wakamatsu, K. A humán tirozináz képes oxidálni a rododendron mindkét enantiomerjét. Pigment Cell Melanoma Res. 2014, 27, 1149–1153. [CrossRef]
8. Ito, S.; Okura, M.; Wakamatsu, K.; Yamashita, T. A rododendrol-eumelanin erős pro-oxidáns aktivitása cisztein kiürülést indukál B16 melanoma sejtekben. Pigment Cell Melanoma Res. 2017, 30, 63–67. [CrossRef]
9. Ito, S.; Okura, M.; Nakanishi, Y.; Ojika, M.; Wakamatsu, K.; Yamashita, T. Rhododendron (RD) tirozináz-katalizált metabolizmusa B16 melanoma sejtekben: RD-pheomelanin termelése és kovalens kötődés tiolfehérjékkel. Pigment Cell Melanoma Res. 2015, 28, 295–306. [CrossRef]
10. Ito, S.; Wakamatsu, K. A rododendronok által kiváltott leukoderma biokémiai mechanizmusa. Int. J. Mol. Sci. 2018, 19, 552. [CrossRef]
11. Ito, S.; Hinoshita, M.; Suzuki, E.; Ojika, M.; Wakamatsu, K. A leukodermát indukáló szer málna keton tirozináz által katalizált oxidációja (E)-4-(3-oxo-1-butenil)-1,2- benzokinon: Melanocita toxicitás következménye. Chem. Res. Toxicol. 2017, 30, 859–868. [CrossRef]
12. Sugumaran, M.; Dali, H.; Kundzicz, H.; Semensi, V. Karboxietil-o-benzokinon származékok szokatlan intramolekuláris ciklizációja és oldallánc-deszaturációja. Bioorg. Chem. 1989, 17, 443–453. [CrossRef]
13. Sugumaran, M.; Ricketts, D. Model szklerotizációs vizsgálatok. 3. Peptidil modell tirozin és dopa származékok kutikuláris enzimkatalizált oxidációja. Boltív. Insect Biochem. Physiol. 1995, 28, 17–32. [CrossRef]
14. Sugumaran, M. Kinon-metidek reaktivitása az o-kinonokkal szemben a katekolamin metabolizmusban és az eumelanin bioszintézisében. Int. J. Mol. Sci. 2016, 17, 1576. [CrossRef]
15. Ito, S.; Sugumaran, M.; Wakamatsu, K. Élő szervezetekben termelődő orto-kinonok kémiai reakcióképessége: A fenolokon és katekolokon végzett tirozináz és fenoloxidáz hatására képződött kinonoid termékek sorsa. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 6080. [CrossRef]
16. Ábel, A.; Zheng, D.; Evans, J.; Sugumaran, M. A rovarok kutikuláris szklerotizáló prekurzora, az 1,2-dehidro-N-acetil-dopamin oxidatív átalakulásának mechanizmusainak újravizsgálata. Insect Biochem. Mol. Biol. 2010, 40, 650–659.
17. Abebe, A.; Kuang, QF; Evans, J.; Robinson, WE; Sugumaran, M. Egy trikróm modellvegyület oxidatív átalakulása új betekintést nyújt a tunikrómok térhálósodási és védekezési reakciójába. Bioorg. Chem. 2017, 71, 219–229. [CrossRef]
18. Kuang, QF; Abebe, A.; Evans, J.; Sugumaran, M. Tunikrómok oxidatív átalakulása – Modellvizsgálatok 1,2-dehidro-N-acetil-dopaminnal és N-acetilciszteinnel. Bioorg. Chem. 2017, 73, 53–62. [CrossRef]
19. Abebe, A.; Kuang, QF; Evans, J.; Sugumaran, M. Tömegspektrometriás vizsgálatok rávilágítottak az 1,2-dehidro-N-acetildopa szokatlan oxidatív átalakulására. Rapid Comm. Tömegspektrum. 2013, 27, 1785–1793. [CrossRef]
20. Abebe, A.; Zheng, D.; Evans, J.; Sugumaran, M. Peptidil-dehidrodopa modellvegyület, 1,2-dehidro-N-acetildopa-metil-észter új poszt-transzlációs oligomerizációja. Bioorg. Chem. 2016, 66, 33–40. [CrossRef]
21. Takao, KI; Munakata, R.; Tadano, KI A természetes termékek szintézisének legújabb eredményei az intramolekuláris Diels-Alder reakciók alkalmazásával. Chem. Rev. 2005, 105, 4779–4807. [CrossRef] [PubMed]
22. Ose, T.; Watanabe, K.; Mie, T.; Honma, M.; Watanabe, H.; Yao, M.; Oikawa, H.; Tanaka, I. Betekintés egy természetes Diels-Alder reakcióba a makrofág-szintáz szerkezetéből. Természet 2003, 422, 185–189. [CrossRef] [PubMed]
23. Harisnya, EM; Williams, RM Bioszintetikus Diels-Alder reakciók kémiája és biológiája. Angew. Chem. Int. Szerk. Engl. 2003, 42, 3078–3115. [CrossRef] [PubMed]
24. Ito, S.; Agata, M.; Okochi, K.; Wakamatsu, K. A rododendrol-eumelanin erős prooxidáns aktivitását az ultraibolya A sugárzás fokozza. Pigment Cell Melanoma Res. 2018, 31, 523–528. [CrossRef]
További információ: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501






