stringtranslate.com

бета-ситостерин

β-ситостерин ( бета-ситостерин ) — один из нескольких фитостеринов (растительных стеринов) с химической структурой, сходной со структурой холестерина . Это белый восковой порошок с характерным запахом, один из компонентов пищевой добавки Е499 . Фитостерины гидрофобны и растворимы в спиртах.

Природные явления и еда

β-ситостерин широко распространен в растительном мире . Он содержится в растительном масле , орехах , авокадо и готовых продуктах, таких как заправки для салатов . [2] Olavius ​​algarvensis , вид морских кольчатых червей, преимущественно включает в свои клеточные мембраны ситостерин вместо холестерина, хотя холестерин также присутствует в указанных мембранах. [3]

Человеческие исследования

β-ситостерин изучается на предмет его способности снижать доброкачественную гиперплазию предстательной железы (ДГПЖ) [4] [5] и уровень холестерина в крови . [6]

Генетическое расстройство

Хотя растительные стеролы обычно полезны, существует редкое аутосомно-рецессивное генетическое заболевание фитостеролемия , которое вызывает чрезмерное всасывание фитостеролов. [7]

Предшественник анаболического стероида болденона.

Будучи стероидом, β-ситостерин является предшественником анаболического стероида болденона . Ундециленат болденона обычно используется в ветеринарии для стимулирования роста крупного рогатого скота, но он также является одним из наиболее часто злоупотребляемых анаболических стероидов в спорте. Это привело к подозрению, что некоторые спортсмены с положительным результатом теста на болденон ундециленат на самом деле не злоупотребляли самим гормоном, а потребляли пищу, богатую β-ситостерином. [8] [9] [10]

Химия

Химическая инженерия

Использование ситостерола в качестве промежуточного химического продукта в течение многих лет было ограничено из-за отсутствия точки химического воздействия на боковую цепь, которая позволяла бы его удалить. Обширные усилия многих лабораторий в конечном итоге привели к открытию микроба псевдомонас , который эффективно осуществлял эту трансформацию. Ферментация расщепляет всю алифатическую боковую цепь по углероду 17, образуя смесь 17-кетопродуктов, включая дегидроэпиандростерон . [11]

Синтез

Полный синтез β-ситостерина не достигнут. Однако β-ситостерин был синтезирован из стигмастерола 1 , что включает специфическое гидрирование боковой цепи стигмастерола.

На первом этапе синтеза образуется тозилат стигмастерола 2 из стигмастерола 1 (чистота 95%) с использованием p-TsCl, DMAP и пиридина (выход 90%). Затем тозилат 2 подвергается сольволизу при обработке пиридином и безводным МеОН с получением соотношения 5:1 метилового эфира изостигмастерола 3 (выход 74%) к метиловому эфиру стигмастерола 4 , который затем удаляют хроматографией. Стадия гидрирования ранее предложенного синтеза включала катализатор Pd/C и растворитель этилацетат. Однако из-за изомеризации во время гидролиза были протестированы другие катализаторы, такие как PtO 2 , и растворители, такие как этанол. При использовании другого катализатора изменений было мало. Однако этанол препятствовал изомеризации и образованию неидентифицированной примеси с образованием соединения 5 . Последним этапом синтеза является снятие защиты с двойной связи β-кольца 5 с помощью p-TsOH, водного диоксана и нагревания (80 °C) с получением β-ситостерина 6 . Совокупный выход на последних двух стадиях составил 55%, а общий выход синтеза составил 37%. [12]

Биосинтез

Биосинтез β-ситостерина (6) из циклоартенола (7)

Регуляция биосинтеза как стеринов, так и некоторых специфических липидов происходит в ходе мембранного биогенеза. [13] С помощью моделей мечения 13C было установлено, что как мевалонатный, так и дезоксиксилулозный пути участвуют в образовании β-ситостерина. [14] Точный механизм образования β-ситостерола варьируется в зависимости от организма, но обычно происходит из циклоартенола . [15]

Биосинтез циклоартенола начинается с того, что одна молекула изопентенилдифосфата (IPP) и две молекулы диметилаллилдифосфата (DMAPP) образуют фарнезилдифосфат (FPP). Две молекулы FPP затем соединяются хвост к хвосту, образуя сквален , тритерпен . Сквален в результате реакции циклизации с 2,3-оксидоскваленом 6 в качестве промежуточного продукта образует циклоартенол.

Двойная связь циклоартенола (соединение 7 на диаграмме) метилируется SAM с образованием карбокатиона, который претерпевает гидридный сдвиг и теряет протон с образованием соединения с метиленовой боковой цепью. Обе эти стадии катализируются стерол-метилтрансферазой C-24 (этап E1 на схеме). Соединение 8 затем катализируется стерол-деметилазой C-4 (E2) и теряет метильную группу с образованием циклоэвкаленола. После этого циклопропановое кольцо открывается циклоэвкаленолциклоизомеразой (Е3) с образованием 10 . Соединение 10 теряет метильную группу и подвергается аллильной изомеризации с образованием грамистерола 11 . Этот этап катализируется стерол-деметилазой C-14 (E4), стерол-Δ14-редуктазой (E5) и стерол-Δ8-Δ7-изомеразой (E6). Последняя метильная группа удаляется стеролдеметилазой (E7) с образованием эпистерола 12 . Эпистерин 12 метилируется SAM с образованием второго карбокатиона, который теряет протон и дает 13 . Этот этап катализируется 24-метиленстерин-С-метилтрансферазой (Е8). Соединение 13 теперь подвергается восстановлению НАДФН и модификации β-кольца с образованием β-ситостерина. Описан альтернативный путь синтеза фитостерола у некоторых животных, ключевым ферментом которого является стеролметилтрансфераза (SMT). [3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Оджа, Вахур; Чен, Сюй; Хаджалигол, Мохаммад Р.; Чан, В. Джеффри (2009). «Термодинамические параметры сублимации холестерина, эргостерина, β-ситостерина и стигмастерина». Журнал химических и инженерных данных . 54 (3): 730–734. дои : 10.1021/je800395m.
  2. ^ «Данные о питании: продукты с самым высоким содержанием бета-ситостерина на порцию 200 калорий» . Конде Наст, Национальная база данных по питательным веществам Министерства сельского хозяйства США, версия SR-21. 2014. Архивировано из оригинала 26 сентября 2015 года . Проверено 25 сентября 2015 г.
  3. ^ аб Мишельод, Долма; Бьен, Таня; Биргель, Дэниел; Виолетта, Марлен; Кляйнер, Мануэль; Фирн, Сара; Зейдлер, Кэролайн; Грубер-Водика, Харальд Р.; Дюбилье, Николь; Либеке, Мануэль (5 мая 2023 г.). «Синтез фитостеринов de novo у животных». Наука . 380 (6644): 520–526. Бибкод : 2023Sci...380..520M. doi : 10.1126/science.add7830. ISSN  0036-8075. PMID  37141360. S2CID  248367784. Архивировано из оригинала 6 мая 2023 года . Проверено 6 мая 2023 г.
  4. ^ Уилт, Т; Ишани, А; Макдональд, Р.; Старк, Дж; Малроу, К; Лау, Дж (2000). «Бета-ситостерины при доброкачественной гиперплазии предстательной железы». Кокрановская база данных систематических обзоров . 2011 (2): CD001043. дои : 10.1002/14651858.CD001043. ПМЦ 8407049 . ПМИД  10796740. 
  5. ^ Ким, TH; Лим, HJ; Ким, MS; Ли, MS (2012). «Пищевые добавки при доброкачественной гиперплазии предстательной железы: обзор систематических обзоров». Матуритас . 73 (3): 180–5. doi :10.1016/j.maturitas.2012.07.007. ПМИД  22883375.
  6. ^ Рудковска I, АбуМвейс СС, Николь С., Джонс П.Дж. (2008). «Эффективность растительных стеринов в нежирном йогурте, употребляемых в качестве закуски или во время еды», снижает уровень холестерина. J Am Coll Nutr . 27 (5): 588–95. дои : 10.1080/07315724.2008.10719742. PMID  18845709. S2CID  25733066.
  7. ^ Патель Манодж Д.; Томпсон Пол Д. (2006). «Фитостеролы и сосудистые заболевания». Атеросклероз . 186 (1): 12–19. doi :10.1016/j.atherosclerosis.2005.10.026. ПМИД  16325823.
  8. ^ Г. Галлина; Дж. Ферретти; Р. Мерланти; К. Чивитареале; Ф. Каполонго; Р. Драйши; К. Монтесса (2007). «Болденон, болдион и заменители молока в рационе телятин: влияние содержания фитостерола на выделение с мочой метаболитов болденона». Дж. Агрик. Пищевая хим . 55 (20): 8275–8283. дои : 10.1021/jf071097c. ПМИД  17844992.
  9. ^ Рос ММ, Стерк СС, Верхаген Х, Сталенхоф А.Ф., де Йонг Н (2007). «Потребление фитостеринов и анаболический стероид болденон у людей: пилотная гипотеза» (PDF) . Пищевая добавка. Контам . 24 (7): 679–84. дои : 10.1080/02652030701216727. PMID  17613052. S2CID  38614535. Архивировано (PDF) из оригинала 3 октября 2020 г. Проверено 06 июля 2019 г.
  10. ^ Р. Драйши; Р. Мерланти; Дж. Ферретти; Л. Фантоцци; К. Ферранти; Ф. Каполонго; С. Сегато; К. Монтесса (2007). «Профиль экскреции болденона с мочой у телят, которых кормили двумя разными заменителями молока». Аналитика Химика Акта . 586 (1–2): 171–176. Бибкод : 2007AcAC..586..171D. дои : 10.1016/j.aca.2007.01.026. ПМИД  17386709.
  11. ^ Ленц, Греция; Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера, 3-е изд., Wiley Interscience, Лондон, 1983, Vol. 21, 645.
  12. ^ Маккарти, ФО; Чопра, Дж; Форд, А; Хоган, ЮАР; Керри, JP; О'Брайен, Нью-Мексико; Райан, Э; Магуайр, Арканзас (2005). «Синтез, выделение и характеристика производных бета-ситостерина и оксида бета-ситостерина». Органическая и биомолекулярная химия . 3 (16): 3059–65. дои : 10.1039/b505069c. ПМИД  16186940.
  13. ^ Хартманн, Мари-Андре (2003). «5 Метаболизм и функции стеринов у высших растений». Липидный обмен и мембранный биогенез . Темы современной генетики. Том. 6. стр. 183–211. дои : 10.1007/978-3-540-40999-1_6. ISBN 978-3-540-20752-8.
  14. ^ Де-Экнамкул В.; Потдуанг Б. (2003). «Биосинтез β-ситостерина и стигмастерола у Croton sublyratus происходит через смешанное происхождение изопреновых единиц». Фитохимия . 62 (3): 389–398. Бибкод : 2003PChem..62..389D. дои : 10.1016/S0031-9422(02)00555-1. ПМИД  12620352.
  15. ^ Дьюик, П.М. Лекарственные натуральные продукты: биосинтетический подход. 3-е изд.; John Wiley & Sons Ltd.: Циклизация Соединенного Королевства, 2009 г.; стр 539.