Proprietăți antioxidante și chelante cu fier ale taxifolinei și ale produsului său de condensare cu glioxilic
Victoria S. Shubina
Institutul de biofizică teoretică și experimentală, Academia Rusă de Științe, Institutskaya 3, Pușchino, Regiunea Moscova, Rusia 142290
Yuri V. Shatalin
Institutul de biofizică teoretică și experimentală, Academia Rusă de Științe, Institutskaya 3, Pușchino, Regiunea Moscova, Rusia 142290
Abstract
S-a examinat condensarea taxifolinei cu acid glioxilic, iar proprietățile produsului rezultat au fost comparate cu cele ale taxifolinei. Structura produsului a fost determinată prin spectroscopie RMN. Capacitatea polifenolilor de a elimina speciile reactive de oxigen (ROS) a fost estimată prin chemiluminescență dependentă de luminol. Activitățile de chelatare și reducere a fierului au fost studiate folosind spectrofotometria de absorbție. S-a arătat că condensarea duce la formarea unui dimer format din două unități de taxifolin legate printr-o punte de carboximetină la pozițiile C-6 și C-8 ale inelului A. Dimerul a prezentat o activitate de eliminare a ROS puțin mai mare decât taxifolina. Capacitatea de legare a fierului a compușilor a fost proporțională cu numărul de unități de polifenol. Capacitatea de reducere a fierului dimerului a fost mai mică decât cea a taxifolinei. Astfel, dimerul posedă o activitate antioxidantă mai mare decât flavonoidul părinte. Datele obținute pot fi utile pentru o mai bună înțelegere a proceselor care apar în alimente și băuturi și pentru o căutare de noi compuși activi.
Introducere
Materiale și metode
Produse chimice
Sare monosodică a acidului glioxilic monohidrat, acid ascorbic, dimetil sulfoxid-d6 (d6-DMSO), benzen, 3- (2-piridil) -5,6-difenil-1,2,4-triazin-4,4'-disulfonic hidrat (ferrozină), 5-amino-2,3-dihidro-1,4-ftalazinedionă (luminol) și peroxidază de hrean (150 U/mg) au fost cumpărate de la Sigma-Aldrich (SUA). Taxifolinul a fost furnizat cu amabilitate de Flamena (Rusia). Soluția salină tamponată cu fosfat provenea din Paneco (Rusia). Sulfatul de fier (II), clorura de fier (III), peroxidul de hidrogen, acidul clorhidric, acidul acetic și acetat de sodiu au fost obținute de la Reakhim (Rusia). Tetrahidrofuran, acetonă și etanol au fost cumpărate de la Panreac (Spania). Toate substanțele chimice au fost de calitate analitică. Toate soluțiile au fost preparate folosind apă distilată purificată printr-un sistem Milli-Q (Millipore SUA).
Sinteza și caracterizarea
Pe scurt, 148 mg de acid glioxilic și 20 pl de acid clorhidric concentrat au fost adăugați la soluția de taxifolin (608 mg) în 5 ml de tetrahidrofuran. Amestecul a fost refluxat timp de 2 ore. Progresul reacției a fost monitorizat prin cromatografie în strat subțire [Rf pentru produsul rezultat și taxifolin a fost 0,242 și respectiv 0,387; eluantul a fost un amestec benzen-acetonă-etanol 8: 2: 1 (v/v/v)]. Solventul a fost îndepărtat sub presiune redusă, rezultând formarea de ulei. Apoi produsul de condensare a fost izolat sub formă de sare de sodiu, spălat cu etanol încălzit pentru a îndepărta compușii de pornire nereacționați și uscat sub vid.
Caracteristicile structurale ale produsului rezultat au fost determinate prin spectroscopie RMN (1 H, 13 C, HSQC, HMBC). Spectrele 1 H, 13 C, HSQC și HMBC au fost măsurate pe un spectrometru Bruker Avance-III 600 la 600 (pentru proton) și 150 MHz (pentru carbon). Produsul a fost dizolvat în d6-DMSO.
Activitatea de eliminare a ROS
Interacțiunea polifenolilor cu ionii de fier
Datorită solubilității scăzute a hidroxizilor de fier formați în soluție în timpul hidrolizei sărurilor de fier, studiul a fost efectuat în tampon de acetat la pH 5,4
Activitatea de chelatare a fierului
Activitate de reducere a fierului
Activitatea de reducere a fierului a polifenolilor a fost estimată utilizând o metodă modificată de ferrozină (Mira și colab. 2002). Complexul format între ferrozină și Fe 2+ a fost detectat pe un cititor de microplăci Tecan Infinite F200 (Austria) în plăci cu 96 de godeuri (Greiner) la 562 nm la 37 ° C. Pe scurt, s-au preparat soluții care conțin ferrozină (1 mM) și polifenoli sau acid ascorbic la diferite concentrații (12, 18, 26, 40, 59, 90 uM). Apoi, o soluție de clorură de fier (III) (la o concentrație finală de 100 uM) a fost adăugată amestecurilor. Absorbanța a fost înregistrată după 0,5, 1, 2, 3 și 4 ore. Concentrația de Fe 2+ a fost evaluată printr-o curbă de calibrare obținută utilizând soluții de FeSO4 (un interval de concentrație de la 0,8 la 120 µM).
Acidul ascorbic, care este capabil să elimine ROS și să reducă ionii metalelor de tranziție, a fost folosit ca antioxidant standard.
Prelucrarea statistică a datelor a fost efectuată cu ajutorul programului MS Excel 2003. Valorile sunt prezentate ca medie ± eroare standard a mijloacelor a trei până la șase experimente independente.
Rezultate
Caracterizarea produsului rezultat
Ca rezultat al condensului, s-a obținut o pulbere galben deschis. Spectrul UV al produsului dizolvat în PBS a arătat banda maximă de absorbție la 224, 290 și 332 nm. Aceste benzi de absorbție sunt tipice pentru flavonoide. Absorbanța produsului la o concentrație de 21,28 μg/ml la 332 nm a fost aceeași cu cea a taxifolinului la o concentrație de 9,12 μg/ml. Deoarece concentrația produsului a fost crescută la 64,5 μg/ml și mai mult, a apărut în spectru o nouă bandă de absorbție centrată la 512 nm. În schimb, soluțiile de taxifolin nu s-au absorbit în regiunea vizibilă. Solubilitatea produsului în soluții de apă a fost de peste 10 ori mai mare decât cea a taxifolinului. Logaritmul coeficientului de partiție (logP) pentru produs a fost de 1,13 ± 0,12, în timp ce logP pentru taxifolin a fost de 1,64 ± 0,17.
tabelul 1
Caracteristicile RMN (1 H, 13 C, HMBC) ale produsului rezultat
| 2 | 83,02; 83,28 (CH) | 4,85 (2 H, m) | C-2, C-3, C-1 ′, C-2 ′, C-6 ′ |
| 3α | 71,87; 71,97 (CH) | 4,34 (2 H, m) | C-2, C-3, C-1 ′ |
| 4 | 196,91, 196,09 (C = O) | - | - |
| HCCOO - | 68,49 (CH) | 5,11 (1 H, s) | HCCOO -, C-4a, C-7, C-8a, COO - |
| 4a | 108,48 | - | - |
| 5 | 161,76, 161,87 (C) | 12.11 (s, OH) | - |
| 6 | 97,63; 97,48 (CH) | 5,57 (1 H, s) | C-4a, C-6, C-7 |
| 7 | 163,18 (C) | 12,80 (s, OH) | - |
| 8 | 98,71; 98,51 (CH) | 5,63 (1 H, s) | C-4a, C-8 |
| 8a | 160,11; 160,25 (C) | - | - |
| 1 ′ | 128,92 (C) | - | - |
| 2 ′ | 115,58; 115,66 (CH) | 6,72 (2 H, m) | C-2, C-1 ′, C-2 ′, C-3 ′ |
| 3 ′ | 145,39 (C) | 9.00 (br s, OH) | - |
| 4 ′ | 146,10; 146,17 (C) | 9.00 (br s, OH) | - |
| 5 ′ | 115,71; 115,79 (CH) | 6,75 (2 H, m) | C-4 ′, C-5 ′, C-6 ′ |
| 6 ′ | 119,52; 119.70 (CH) | 6,88 (2 H, m) | C-4 ′ |
| COO - | 176,35; 173.40 (COO -) | - | - |