Štrukturálna charakterizácia a hodnotenie protizápalových a protiterozinózových aktivít polyfenolov z melastómu Normale Časť 1

Kontaktujteoscar.xiao@wecistanche.compre viac informácií

Abstraktný:Polyfenoly, široko distribuované v rodových rastlinách Melastoma, majú rozsiahle bunkové ochranné účinky, ako je protizápalové, anti-tyrozináza a anti-obezita, čo z neho robí potenciálny protizápalový liek alebo inhibítor enzýmov. Preto je cieľom tejto štúdie skontrolovať protizápalové a enzýmové inhibičné aktivity zlúčenín z titulnej rastliny. Použitím silikagélu, MCI, ODS C18 a chromatografie kolóny Sephadex LH-20, ako aj polopreparatívneho HPLC sa extrakt z koreňov normálneho melastómu oddelil. Z tejto rastliny boli najprv získané štyri nové ellagitaníny, whisky tanín C(1), 1-O-(4-metoxygalloyl)-6-O-galloyl-2,3-O-(S)-hexahydroxydiphenoyl-β-D-glukóza (2), 1-O-galloyl-6-O-(3-metoxygalloyl)-2,3-O-(S)-hexahydroxydiphenoyl-β-D-glukóza (3) a 1-O-galloyl-6-O-vanilloyl-2,3-O-(S)-hexahydroxydiphenoyl-β-D-glukóza (4), spolu s ôsmimi známymi polyfenolmi. Štruktúry všetkých izolátov boli objasnené analýzami HRMS, NMR a CD. Pomocou lipopolysacharidových (LPS) stimulovaných BUNIEK RAW264.7 buniek sme skúmali protizápalové aktivity zlúčenín 1-4, bohužiaľ, žiadna z nich nevykazuje inhibíciu produkcie oxidu dusnatého (NO), ich hodnoty IC50 sú všetky>50 uM. Testy proti tyrozinázy boli vykonané skríningovým modelom inhibičnej aktivity tyrozinázy. Zlúčenina 1 vykazovala slabú inhibičnú aktivitu tyrozinázy s hodnotami IC50 426,02 ± 11,31 μM. Zlúčeniny 2- 4 vykazovali mierne inhibičné aktivity tyrozinázy s hodnotami IC50 v rozsahu 124,74±3,12-241,41±6,23 μM. Vzťahy medzi štruktúrou a aktivitou naznačujú, že hydroxylácia pri C-3', C-4' a C-3 vo flavónoch bola kľúčom k ich anti-tyrozinózovým aktivitám. Úspešná izolácia a identifikácia štruktúry ellagitanínu poskytuje materiály na skríning protizápalových liekov a inhibítorov enzýmov a tiež prispieva k vývoju a využitie M. normale.

Kľúčové slová:Melastóm normálny;Melastóm;polyfenoly;tyrozináza;protizápalové;ellagitaníny

Kliknite sem a dozviete sa viac

1. Úvod

Zápal, ako bežný klinicko-patologický proces, úzko súvisí s mnohými chorobami, ako je artritída, psychóza, kardiovaskulárne a cerebrovaskulárne ochorenia a rakovina. Tyrozináza je kľúčovým enzýmom syntézy melanínu a jeho nadmerná expresia môže viesť k pigmentačným ochoreniam, ako sú pehy, chloazma a melanóm. V súčasnosti sa preukázalo, že protizápalové lieky, ako sú glukokortikoidy, inzulín a inhibítory tyrozinázu, ako je kyselina kojová, majú významné vedľajšie účinky [3,4]. Preto je veľmi dôležité zistiť účinné a nižšie vedľajšie účinky protizápalových liekov a inhibítorov tyrozinázy. Polyfenoly, charakteristická zložka rastlín Melastoma, majú široké cytoprotektívne účinky, ako sú antioxidačné, protizápalové, anti-tyrozináza [5] a anti-obezita [6,7], ktoré z neho robia potenciálny protizápalový liek alebo inhibítor enzýmov. Melastoma normale D. Don, ker z čeľade Melastomaceae, je rozšírený v Nepále, Indii, Mjanmarsku, Malajzii, na Filipínach a v Číne[ 8]. Korene M.normale, "Yang KaiKou" v čínštine, obsahujú hojné polyfenoly, ktoré boli preukázané ako bioaktívne zložky zodpovedajúce protizápalovému účinku tejto rastliny [9-11]. S cieľom vyšetriť protizápalové a enzýmové inhibičné aktivity zlúčenín z titulnej rastliny boli korene M.normale extrahované 80% agueóznym acetónom a následne oddelené rôznymi chromatografickými metódami na pole dvanásť polyfenolov. Štruktúry izolátov sa vyznačovali komplexnými spektroskopickými analýzami údajov. Okrem toho sa skúmali protizápalové aktivity nových zlúčenín 1-4 na vývoj polyfenolov ako nového protizápalového lieku. Okrem toho sa hodnotili anti-tyrozinázové aktivity zlúčenín 1-12 a skúmali sa vzťahy medzi štruktúrou a aktivitou zlúčenín 7-12. V tejto štúdii je päť ellagitannínov izolovaných z M. normale. Ako všetci vieme, ellagitannín sú estery kyseliny hexahydroxydiphenovej a monosacharidu. Oddelenie týchto zlúčenín je často ťažké kvôli ich vysokej polarite, ľahko sa adsorbuje separačnými materiálmi a nestabilné voči svetlu a teplu. Okrem toho, kvôli svojej veľkej molekulovej hmotnosti, mnohým identickým štrukturálnym jednotkám v štruktúre, ako aj vážnemu prekrývaniu NMR, bolo určenie jeho štruktúry vždy ťažkým problémom. Preto je separácia a štrukturálna identifikácia týchto zlúčenín stále ťažkým problémom v oblasti chémie prírodných produktov. Úspešná izolácia a štrukturálna identifikácia ellagitannínov poskytuje materiály pre tento experiment a tiež prispieva k vývoju a využitiu rastliny.

2. Výsledky a diskusia

EtOAc frakcia 80% vodného acetónového extraktu M. normálnych koreňov bola očistená rôznymi chromatografickými metódami, aby sa dali štyri nové zlúčeniny 1-4 a osem známych zlúčenín 5-12. Štruktúry 1-12 sú uvedené v schéme 1. Známe zlúčeniny 5-12 boli identifikované ako mongolicain A(5) [12], 1-hydroxy-3,4,5-trimetoxy fenyl-1-O-[6'-O-(4"-karboxy-1",3",5"-trihydroxy)fenyl-6-D-glukopyranozid (6)[13]kaempferol (7)[14], kaempferol-3-rhamnozid (8)[15], kyselina gentisová-5-O-β-D-(6'-O-galloyl)-glukopyranóza(9)[16], kvercetín (10)[17], kvercetín-3-O-α-L-rhamnozid (11)[18], a myricetín-3-O-α-L-rhamnopyranoside (12)[19]. Všetky zlúčeniny boli najprv izolované z tejto rastliny. Okrem toho sa ellagitaníny najprv získavajú z koreňov M.normale[10,11,20].

2.1.Objasnenie štruktúry1

Zlúčenina 1 bola získaná ako žltý amorfný prášok a vykazovala pozitívne sfarbenie charakteristické pre ellagitaníny s činidlom NaNO2-AcOH. Molekulárny vzorec C5H34O7 bol stanovený SPEKTROM HRESIMS so záporným iónovým píkom pri m/z[M-H]-1005.1240 (kalcd 1005.1215). Údaje lH-NMR (tabuľka 1) odhalili najmenej dve hexahydroxydiphenoylové (HHDP) skupiny (δ6,60,6,70 a 6,83), šesť skupín metínu, tri skupiny metylénu nesúce kyslík a dve metylové skupiny. Údaje 13C NMR (tabuľka 1) odhalili šesť esterových karbonylových skupín na úrovni δ170,5, 170,1, 168,9 168,8, 167,6 a 163,3. Prítomnosť dvoch etoxylátov bola indikovaná koreláciami LH-1H COSY (obrázok 1). Údaje NMR (tabuľka 1) a "korelácie H-'H COSY(obrázok 1) odhalili polyalkoholovú jednotku, ktorá bola podobná glukózovej jednotke vescalaginu s otvoreným reťazcom [21]. Relatívne nízke uhlíkové chemické posuny korelácií glukózy C-2-C-6 a HMBC (obrázok 1) naznačovali, že hydroxylové skupiny v glukóze C-2-C-6 boli acylované. Jedna z dvoch skupín HHDP pripojených k glukóze C-4 a C-6 bola potvrdená veľkým rozdielom v chemických posunoch medzi koreláciami H-6a(δ4,95) a H-6b(δ3,95)【22】a HMBC glukózy H-4 a H-6 s karbonylovými uhlíkmi CHpp-, (168,9) a CHpp-zw(6 170,1). Cyklopentenónový krúžok s metoxykarbonylovou skupinou by mohol byť vytvorený analýzou uhlíkových signálov v dôsledku karbonylu (6 202.9 (Cp-3)), esteru carbonylu ( 170,5 (Cp-7), dvoch olefínov (6 143,8(Cp-4) a 158,2 (Cp-5)), metionínu (δ46,3(Cp-1)) a kyslíkového kvartérneho uhlíka (Cp-5)), methínu (δ46,3(Cp-1)) a kyslíkového kvartérneho uhlíka (6 84,9, Cp-2).

To bolo podporené hmbc koreláciami meténových protónov (6 4.25) s Cp-7 a HCp-1(δ5.46)s Cp-2, Cp-3, Cp-4, Cp-5 a Cp-7. Okrem toho spojenie Cp-4 s glukózou C-1 bolo preukázané koreláciami HMBC glukózy H-1 s Cp-3, Cp-4 a Cp-5. Relatívne vysoký ester carbonyl uhlíkový chemický posun na δ163.3(Cp-6) naznačoval, že tento karbonyl bol spojený s dvojitou väzbou a vytvoril δ-laktónový krúžok so skupinou glukózy C-2 hydroxyl. Potvrdila to hmbc korelácia esteru karbonylového uhlíka (6 163,3) s glukózou H-2. Korelácie Hcp-1 s CHHpp.2(δ 125.0), CHHpp-3(6 111.2) a CHHpP-4(0 146.4) v HMBCspectrum (obrázok 1) naznačovali, že Cp-1 bola konjugovaná s CHHDP-3. Okrem toho hydroxylové skupiny glukózy C-3 a C-5 vytvorili ďalšie dva laktónové krúžky s dvoma karbonylovými skupinami pripojenými k hexahydroxybifenyl moiety. Preukázali to korelácie HMBC glukózy H-3 s esterom karbonylovým uhlíkom (CHDP-7 δ 167,6) a glukózou H-5 a aromatickým protónom HHpp-3 s esterom karbonylovým uhlíkom (CHHpp-7,δ168,9). Kľúčové hmbc korelácie metylétylénových protónov (63,60 a 3,52) s glukózou C-1 (8 68,0) a glukózou H-1(δ 4,34)s metylénovým uhlíkom (δ 66,0) naznačovali, že etoxidová moiety sa nachádzala v glukóze C-1. Preto bola vytvorená 2D štruktúra 1. To bolo podporené porovnaním spektroskopických údajov 1 s údajmi whisky tanínu B [23]. Malá spojovacia konštanta medzi glukózou H-1 a H-2 (<2.0 hz)revealed="" that="" the="" configuration="" at="" glucose="" c-1="" of="" 1="" was="" the="" same="" as="" that="" of="" vescalagin="" (j="2.0" hz)[21],="" and="" different="" from="" that="" of="" whiskey="" tannin="" b(j="6.4" hz)[23].="" assuming="" that="" 1="" was="" derived="" from="" vescalagin,="" construction="" of="" a="" dreiding="" model="" of="" 1="" indicated="" that="" the="" benzyl="" methine="" proton="" (cp-1)of="" the="" cyclopentenone="" ring="" must="" be="" β-configuration,="" because="" its="" fused="" ring="" system,="" including="" two="" aromatic="" rings,="" a="" cyclopentene,="" and="" 6-and="" 10-membered="" lactone="" rings,="" was="" so="" rigid="" that="" an="" alternative="" model="" could="" not="" be="" constructed.="" the="" absence="" of="" roe="" correlations="" between="" the="" cp-1="" proton="" and="" the="" methoxyl="" group="" suggested="" an="" o-orientation="" of="" the="" methoxycarbonyl="" group.="" the="" cd="" spectrum="" of="" 1(figure="" s26)showed="" a="" positive="" cotton="" effect="" at="" 240="" nm="" and="" a="" negative="" one="" at="" 263="" nm="" indicating="" that="" the="" atropisomerism="" of="" the="" hhdpgroup="" had="" the="" s-configuration="" [24].="" based="" on="" these="" results,="" the="" structure="" of="" compound="" 1,="" named="" whiskey="" tannin="" c,="" was="" established="" as="" depicted="" in="" scheme="">

Zlúčenina 2 bola izolovaná ako hnedý amorfný prášok. Molekulárny vzorec C3sH28O2 bol stanovený na základe [M-H]-vrcholu na m/z799,0983 (kalcd 799,0999)v spektre HRESIMS. Údaje H NMR (tabuľka 2) odhalili dve galoylové skupiny (6H 7.12(2H, s) a 7.11(2H,s)), HHDPgroup(6H 6.72(1H, s)a 6.43(1H, s)) a metoxylovú skupinu (δH 3,87 (3H, s)). Relatívne nízke chemické posuny a relatívne veľké spojovacie vzory cukrových protónov naznačovali, že glukózové jadrá v 2 prijímajú 4C, konformácia a acylové skupiny by mali byť umiestnené na O-1, O-2, O-3 a O-6. Umiestnenie skupiny HHDP v glukóze O-2/O-3 bolo podložené dôkazmi z korelácií HMBC, korelácií H-'H COSY (obrázok 2), ako aj chemického posunu (δ 92,6) anomérických uhlíkových signálov 【25】. Konfigurácia (S)skupiny HHDP bola potvrdená CDspectrum, ktorá vykazovala pozitívny bavlnený účinok pri 238 nm a negatívny účinok bavlny pri 264 nm [24]. Spojovacia konštanta anomerického protónu v 2 bola 8,5 Hz, čo naznačuje, že cukrová moiety mala βkonfiguráciu. Porovnanie jeho nmr údajov (tabuľka 2) s údajmi 1,6-di-O-galloyl-2,3-O-(S)-hexahydroxydiphenoyl-β-D-glukóza [20] odhalilo, že hydroxyskupina pri galloyl-C-4 v druhej bola nahradená metoxylovou skupinou v prvej. Molekulárny vzorec, chemické posuny galloyl-C-3(6c 151,5), galloyl-C-4(c 141.3), galloyl-C-5(c 151.5) a-OCH3(c 60.8) a korelácie aromatického protónu (6H7.12) a metoxyl protónu (6H 3.87) s rukavicou-C-4(6c 141.3) v spektre HMBC podporili tieto zmeny v 2. Hydrolýza kyseliny a následná metylácia a silylácia 2 zistili, že cukor v molekule bol D-glukóza. Štruktúra 2 bola preto stanovená ako 1-O-(4-metoxygalloyl)-6-O-galloyl-2,3-O-(S)-hexahydroxydiphenoyl-β-D-glukóza.

Obrázok1. Kľúčové korelácie HMBC(šípky) a "H-1HCOSY(dlhopisy) 1.

Tento článok je extrahovaný z Molekúl 2021, 26, 3913. https://doi.org/10.3390/molecules26133913https://www.mdpi.com/journal/molecules