stringtranslate.com

Стероидный алкалоид

Химическая структура соланидина , стероидного алкалоида, обнаруженного в картофеле.

Стероидные алкалоиды имеют основной стероидный скелет с азотсодержащими функциональными группами, прикрепленными к скелету. Более конкретно, они отличаются своим тетрациклическим циклопентанопергидрофенантреновым скелетом, который отмечает их тесную связь со стеролами . [1] Они делятся на две основные категории: алкалоиды Solanum и алкалоиды Veratrum. [1] Стероидный алкалоид также был обнаружен в Chonemorpha fragrans (виноград жасмина), «хонеморфин» использовался для лечения кишечных инфекций у крыс Wistar . (Chatterjee DK et al (1987) Parasitol Res 74, 1, 30-33). [2]

Примеры

Стероидные алкалоиды семейства Apocynaceae

Семейство алкалоидов apocynaceae можно классифицировать на основе их структуры остова, которая может включать 5α-прегнан, Δ 5 -прегнан или конаниновый остов. Обычно эти алкалоиды имеют аминогруппу или кислородное соединение на 3-м атоме углерода. Показательным примером является латифолинин, который получен из конанина остова. Эта отличительная структура характеризуется пятичленным кольцом, образованным аминогруппой, связанной как с 18-м, так и с 20-м атомами углерода. [3] [4] [5]

Латифолинин — это соединение, которое естественным образом присутствует в коре Funtumia latifolia . Кроме того, листья этого растения содержат два других соединения, а именно фунтумин и фунтумидин. Эти соединения относятся к семейству стероидных алкалоидов Apocynaceae и имеют общую структуру 5α-прегнана. [4]

Батрахотоксины

Батрахотоксины — это нейротоксины, которые естественным образом встречаются на дермальной поверхности ядовитых лягушек-дротиков . На фотографии изображен Phyllobates terribilis . [7] Батрахотоксины имеют общую структурную основу с прегнанами , состоящими из 21 атома углерода, и отличаются аминогруппой, присоединенной к 18-му атому углерода, примером чего является батрахотоксин А (см. изображение). [7] [3]

Буфотоксины

Буфотоксины названы в честь рода Bufo . α-пираноны у 17-го атома углерода специфичны для буфотоксинов. Буфотоксин, показанный здесь, является производным стерана с α-пираноном у 17-го атома углерода и этерифицированной янтарной кислотой у 3-го атома углерода с присоединенным аргинином . [9]

Стероидные алкалоиды самшита

Стероидные алкалоиды самшита присутствуют в листьях самшита вечнозеленого ( Buxus sempervirens ). Это растение в основном произрастает в южной и центральной Европе. Эти алкалоиды характеризуются аминогруппой, присоединенной к 3-му и/или 20-му атому углерода. Метилирование аминогрупп может быть частичным, полным или отсутствовать. Стероидные алкалоиды самшита представляют собой значительную группу оснований, большинство из которых можно разделить на три отдельные группы.

Другая подгруппа стероидных алкалоидов Buxus имеет тетрациклическую структуру. В этих соединениях связь существует между 9-м и 19-м атомами углерода, образуя семичленное кольцо (кольцо B). Буксамин E служит примером этой группы.

Третья основная группа отличается отсутствием дополнительных атомов углерода, связанных с 4-м атомом углерода кольца А. Буксандонин L является показательным представителем этой категории.

Самая большая группа состоит из пентациклических стероидных алкалоидов Buxus, имеющих основную структуру на основе 4,4,14-триметил-9,19-циклопрегнана. Циклобуксин D является представителем этой конкретной группы. [3]

Стероидные алкалоиды самшита буксамин E, буксандолин L и циклобуксин D обнаружены в листьях самшита обыкновенного (buxus sempervirens). [13]

Алкалоиды саламандры

Токсичные алкалоиды саламандры встречаются в природе в организмах, относящихся к роду Salamandra. Эти алкалоиды получены из 3-аза- A -гомо-5β-андростанова. Одним из примечательных примеров является самандарин (см. рисунок), который может служить первичным алкалоидом в зависимости от вида, хотя он может вообще не присутствовать в некоторых других организмах. Самандарин обладает отличительной оксазолидиновой структурой в кольце A. Помимо самандарина, в организмах Salamandra есть несколько других стероидных алкалоидов, таких как самандаридин, самандарон и циклонеосамандион. [15] [16] [17]

Соланумалкалоиды

Эти соединения обычно появляются в виде соответствующих гликозидов в растениях рода Solanum . [20] Solanum включает такие растения, как картофель , томаты и различные пасленовые. [20] Начиная с холестерина, биосинтез этих соединений следует схожему общему механизму, включая гидроксилирование , окисление и трансаминирование перед дифференциацией. [21] Алкалоиды, обнаруженные в этих растениях, включают чаконин , соланин , соласодин , томатидин, томатин и соланидин . [1] Группа Иткина обнаружила несколько кластеров биосинтетических генов для них. [22] [23] В работах Иткина и др. 2011 и Иткина и др. 2013 они находят несколько BSG для α-томатина в томате и α-соланина в картофеле. [22] [23] Обычно они используются в растениях в качестве защитного механизма от животных. Из-за типичной антихолинэстеразной активности их можно использовать в качестве ядов против хищников растений. Их можно использовать в качестве исходных материалов для стероидных препаратов. [1] Существуют различные тесты для идентификации этих алкалоидов. Характерный тест включает растворение соединения в горячем амиловом спирте или этаноле и наблюдение за образованием желеобразного продукта по мере охлаждения смеси. [1]

Скелет соланида

Стероидные алкалоиды с соланидановым остовом демонстрируют характерную бициклическую структуру, которая заменяет холестериновую боковую цепь на D-кольце. Ярким примером является соланокапсин, обнаруженный в коралловом кустарнике ( Solanum pseudocapsicum ). [24]

Спиросоланский остов

Другая категория алкалоидов соланума основана на скелете спиросолана. В этих соединениях E-кольцо представляет собой тетрагидрофуран, к которому пиперидин напрямую присоединен через спиросоединение. Примером такого стероидного алкалоида является томатиденол, который распространен среди различных видов в пределах рода Solanum . [26]

Алкалоиды чемерицы

Алкалоиды чемерицы белой/зеленой кервеля

Алкалоиды чемерицы получили свое название от белых и зеленых растений-зародышей ( Veratrum album и Veratrum viride соответственно). Эти растения относятся к семейству лилейных. Среди них процевин является особым случаем, так как он содержит атом азота из пиперидина, соединенный с 18-м углеродом.

Вератрамин является примером стероидных алкалоидов чемерицы, характеризующихся кольцевой системой 22,26-эпимино-14- абео -холестана в качестве своей основы. [29] [30]

Чемерица алкалоиды сабадила

Верацевин является членом группы алкалоидов чемерицы. Однако это происходит в сабадилле ( Schoenocaulon officinale ), которая также принадлежит к семейству лилейных. Верацевин основан на скелете чевана, в котором C-кольцо является пятичленным вместо шестичленного кольца, а D-кольцо является шестичленным кольцом. Кроме того, большое количество гидроксильных групп все еще примечательно. [29] [30]

Алкалоиды чемерицы

Верные своему названию, алкалоиды чемерицы происходят из растений рода Veratrum . Алкалоиды находятся в корнях и корневищах этих растений. [35] К ним относятся вератридин , циклопамин и джервин . [20] Благодаря своему воздействию на сердечно-сосудистую, нервно-мышечную и дыхательную системы, алкалоиды чемерицы использовались для лечения различных состояний, таких как миастения , гипотония и эклампсия . [35]

Биоактивность

Стероидные алкалоиды были исследованы на предмет широкого спектра потенциальных биоактивностей, включая антимикробную , противовоспалительную , антиэстрогенную и химиотерапевтическую [36] активность. Эти биоактивности являются результатом широкого спектра механизмов в различных соединениях. Например, антимикробная биоактивность соласодина достигается путем вмешательства в синтез генетических веществ в Saccharomyces cerevisiae и Prototheca wickerhamii . Соласодин ингибирует сигнализацию роста в водоросли Geim original . С другой стороны, томатидин синергически работает с аминогликозидами в качестве антибиотиков против S. aureus . [37]

Противовоспалительное действие также достигается с помощью различных механизмов. Соласодин , например, снижает продукцию интерлейкина-2 и -8, тогда как томатидин ингибирует специфическую ядерную транслокацию, активацию JNK , а также индуцирует синтазу закиси азота . Наконец, девять стероидных алкалоидов обладают значительной антиэстрогенной активностью, тогда как семь ингибируют эстронсульфатазу . [37]

Однако, помимо своих терапевтических преимуществ, стероидные алкалоиды, в частности алкалоиды чемерицы, потенциально смертельны.

Алкалоиды чемерицы действуют, прикрепляясь к потенциалзависимым натриевым ионным каналам, изменяя их проницаемость. [38] Алкалоиды чемерицы заставляют затронутые натриевые каналы реактивироваться в 1000 раз медленнее, чем незатронутые каналы. [38] Кроме того, алкалоиды чемерицы блокируют инактивацию натриевых каналов и снижают порог их активации, так что они остаются открытыми даже при потенциале покоя. [38] В результате концентрация натрия внутри клетки повышается, что приводит к повышенной нервной и мышечной возбудимости. [39] Эти биохимические каналы вызывают мышечные сокращения, повторяющуюся активацию нервов и нерегулярный сердечный ритм, вызванный стимуляцией блуждающих нервов, которые контролируют парасимпатические функции сердца, легких и пищеварительного тракта. [39]

Ссылки

  1. ^ abcde "Стероидные алкалоиды". Фармакогнозия . Июль 2012. Получено 2018-05-05 .
  2. ^ Виарт Кристоф Лекарственные растения Азиатско-Тихоокеанского региона: Лекарства для будущего (2006) , стр. 454, в Google Books
  3. ^ abc Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. XXV–XXVI, ISBN 0412270609
  4. ^ ab R. Hegnauer (1964), Chemotaxonomie der Pflanzen: Eine Übersicht über die Verbreitung und die systematische Bedeutung der Pflanzenstoffe , vol. 3, Базель: Springer Basel AG, стр. 127–129, номер документа : 10.1007/978-3-0348-9385-5, ISBN. 978-3-0348-9386-2
  5. ^ Буркхард Фугманн, изд. (1997), «Апоцинацин-стероидалкалоид», Römpp Lexikon Naturstoffe , vol. 1 (10-е изд.), Штутгарт: Георг Тиме Верлаг, стр. 1. 50, ISBN 978-3-131-99961-0
  6. ↑ Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. 644, ISBN 0412270609
  7. ^ ab Wolfgang Bücherl, Eleanor E. Buckley, ред. (1971), Ядовитые животные и их яды , т. 2, Нью-Йорк: Academid Press, стр. 261, doi :10.1016/C2013-0-10436-9, ISBN 978-0-12-138902-4
  8. ↑ Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. 86, ISBN 0412270609
  9. ^ О. Гесснер, Г. Баргер (1938), В. Хойбнер, Дж. Шуллер (ред.), Handbuch der Experimentellen Pharmakologie , vol. 6, Берлин: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, с. 45, номер домена : 10.1007/978-3-662-32921-4, ISBN 978-3-662-32094-5
  10. ^ Ёсиаки Камано, Хироши Ямамото, Ёсихиро Танака, Манки Комацу (1968), «Выделение и структура новых буфадиенолидов, 3-(водородных субератов) резибуфогенина, цинобуфагина и буфалина – структура так называемых «буфотоксинов»", Tetrahedron Letters , т. 9, № 54, стр. 5673–5676, doi :10.1016/S0040-4039(00)70748-9, PMID  5748700
  11. ^ Казутакэ Шимада, Казуо Охиши, Хироко Фукунага, Джай Сеуп Ро, Тошио Намбара (1985), «Взаимосвязь структуры и активности буфотоксинов и родственных соединений для ингибирования Na+, K+ -аденозинтрифосфатазы», ​​Журнал фармакобиодинамики , т. 8, № 12, стр. 1054–1059, doi :10.1248/bpb1978.8.1054, PMID  3009774
  12. ^ Вольфганг Бюхерль, Элеанор Э. Бакли, ред. (1971), Ядовитые животные и их яды , т. 2, Нью-Йорк: Academid Press, стр. 546, doi :10.1016/C2013-0-10436-9, ISBN 978-0-12-138902-4
  13. ^ ab PH List, Л. Хёрхаммер, изд. (1972), Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis: Chemikalien und Drogen (Am-Ch) , vol. 3 (5-е изд.), Берлин: Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH, стр. 589–590, номер документа : 10.1007/978-3-642-80562-2, ISBN. 978-3-642-80563-9
  14. ^ ab Эберхард Брейтмайер (2008), Алкалоид: Betäubungsmittel, Halluzinogene und andere Wirkstoffe, Leitstrukturen aus der Natur (3-е изд.), Висбаден: Vieweg + Teubner – GWV Fachverlage GmbH, стр. 97–98, ISBN 978-3-8348-0531-7
  15. ^ О. Гесснер, Г. Баргер (1938), В. Хойбнер, Дж. Шуллер (ред.), Handbuch der Experimentellen Pharmakologie , vol. 6, Берлин: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, с. 45, номер домена : 10.1007/978-3-662-32921-4, ISBN 978-3-662-32094-5
  16. ^ Запись о Саламандре-алкалоиде . по адресу: Römpp Online . Георг Тиме Верлаг, получен {{{Datum}}}.
  17. ^ Атта-ур-Рахман, ред. (1995), Исследования природных продуктов в химии: структура и химия (часть C) , т. 15, Амстердам: Elsevier, стр. 337, ISBN 0-444-82083-3
  18. ↑ Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. 769, ISBN 0412270609
  19. ^ T. Lüddecke, S. Schulz, S. Steinfartz (2018), «Токсичный арсенал саламандры: обзор разнообразия и функции кожных ядов у настоящих саламандр рода Salamandra», The Science of Nature , т. 105, № 56, Springer Berlin Heidelberg, стр. 208–216, Bibcode : 2018SciNa.105...56L, doi : 10.1007/s00114-018-1579-4, PMID  30291447, S2CID  52924816
  20. ^ abc "Стероидные алкалоиды". Кафедра зоотехники Корнеллского университета . Получено 2018-05-05 .
  21. ^ Ohyama K, Okawa A, Moriuchi Y, Fujimoto Y (май 2013 г.). «Биосинтез стероидных алкалоидов в растениях Solanaceae: участие промежуточного альдегида в процессе аминирования C-26». Фитохимия . 89 (17): 26–31. Bibcode : 2013PChem..89...26O. doi : 10.1016/j.phytochem.2013.01.010. PMID  23473422.
  22. ^ ab Lacchini E, Goossens A (2020-10-06). «Комбинаторный контроль специализированного метаболизма растений: механизмы, функции и последствия». Annual Review of Cell and Developmental Biology . 36 (1). Annual Reviews : 291–313. doi : 10.1146/annurev-cellbio-011620-031429. ISSN  1081-0706. PMID  32559387. S2CID  219947907.
  23. ^ ab Nützmann HW, Scazzocchio C, Osbourn A (2018-11-23). ​​«Метаболические генные кластеры у эукариот». Annual Review of Genetics . 52 (1). Annual Reviews : 159–183. doi : 10.1146/annurev-genet-120417-031237 . ISSN  0066-4197. PMID  30183405. S2CID  52161448.
  24. ^ ab Эберхард Брейтмайер (2008), Алкалоиды: Betäubungsmittel, Halluzinogene und andere Wirkstoffe, Leitstrukturen aus der Natur (3-е изд.), Висбаден: Vieweg+Teubner – GWV Fachverlage GmbH, стр. 90, ISBN 978-3-8348-0531-7
  25. ↑ Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. 801, ISBN 0412270609
  26. ^ Хельмут Риппергер Клаус Шрайбер (1969), «Алкалоид солана, LXXXIX. Синтез стероидных алкалоидов лептинидина и 23β-гидроксисоланидана», Chemische Berichte , vol. 102, нет. 12, Вайнхайм: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co., стр. 4080–4088, номер документа : 10.1002/cber.19691021215, PMID  5367544.
  27. ↑ Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. 858, ISBN 0412270609
  28. ^ Р. Хегнауер (1986), Chemotaxonomie der Pflanzen: Eine Übersicht über die Verbreitung und die systematische Bedeutung der Pflanzenstoffe , vol. 7, Базель: Springer Basel AG, с. 427, номер домена : 10.1007/978-3-0348-9314-5, ISBN 978-3-0348-9991-8
  29. ^ ab Якоб Бючи (1963), Grundlagen der Arzneimittelforschung und der Synthetischen Arzneimittel , Базель: Springer Basel AG, стр. 45–46, doi : 10.1007/978-3-0348-4019-4, ISBN 978-3-0348-4020-0
  30. ^ abc Буркхард Фугманн, изд. (1997), «Veratrum-Steroidalkaloide», Römpp Lexikon Naturstoffe (10-е изд.), Штутгарт: Георг Тиме Верлаг, стр. 680–681, ISBN 978-3-132-00061-2
  31. ↑ Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. 759, ISBN 0412270609
  32. ↑ Словарь стероидов , Лондон: Chapman & Hall, 1991, стр. 943, ISBN 0412270609
  33. ^ Р. Хегнауер (1986), Chemotaxonomie der Pflanzen: Eine Übersicht über die Verbreitung und die systematische Bedeutung der Pflanzenstoffe , vol. 7, Базель: Springer Basel AG, с. 711, номер домена : 10.1007/978-3-0348-9314-5, ISBN 978-3-0348-9991-8
  34. ^ Фридрих Констабель, Индра К. Васил, ред. (1984), Клеточная культура и генетика соматических клеток растений: фитохимические вещества в культурах клеток растений , т. 5, Сан-Диего: Academic Press, стр. 538, ISBN 0-12-715005-6
  35. ^ аб Холлман А (май 1991 г.). «Алкалоиды Вератрума». Британский кардиологический журнал . 65 (5): 286. doi :10.1136/hrt.65.5.286. ПМЦ 1024632 . ПМИД  18610390. 
  36. ^ Dey P, Kundu A, Chakraborty HJ, Kar B, Choi WS, Lee BM, Bhakta T, Atanasov AG, Kim HS (2018). «Терапевтическая ценность стероидных алкалоидов при раке: текущие тенденции и будущие перспективы». International Journal of Cancer . 145 (7): 1731–1744. doi : 10.1002/ijc.31965 . PMC 6767045. PMID  30387881 . 
  37. ^ ab Jiang QW, Chen MW, Cheng KJ, Yu PZ, Wei X, Shi Z (январь 2016 г.). «Терапевтический потенциал стероидных алкалоидов при раке и других заболеваниях». Обзоры медицинских исследований . 36 (1): 119–43. doi :10.1002/med.21346. PMID  25820039. S2CID  206251649.
  38. ^ abc Furbee B (2009). "Нейротоксичные растения". Клиническая нейротоксикология: синдромы, вещества, окружающая среда . Elsevier Inc.
  39. ^ ab Heilpern KL (февраль 1995 г.). «Отравление зигаденусом». Annals of Emergency Medicine . 25 (2): 259–62. doi :10.1016/S0196-0644(95)70336-5. PMID  7832360.