stringtranslate.com

Кариофиллен

Кариофиллен ( / ˌ k ær i oʊ ˈ f ɪ l iː n / ), более формально (−)-β-кариофиллен ( BCP ), является природным бициклическим сесквитерпеном , который является составной частью многих эфирных масел , особенно гвоздичного масла, масла из стеблей и цветов Syzygium aromatum (гвоздики), [3] эфирного масла Cannabis sativa , копайбы , розмарина , [4] и хмеля . [5] Обычно он встречается в виде смеси с изокариофилленом ( цис- изомер двойной связи) и α-гумуленом (устаревшее название: α-кариофиллен), изомером с открытым кольцом. Кариофиллен примечателен тем, что имеет циклобутановое кольцо, а также транс -двойную связь в 9-членном кольце, оба редкости в природе.

Кариофиллен — одно из химических соединений, которое придает аромат черному перцу . [ 6]

Фармакология

β-Кариофиллен действует как полный агонист каннабиноидного рецептора типа 2 (рецептор CB 2 ) у крыс. [7] β-Кариофиллен имеет связывающую аффинность Ki = 155 нМ на рецепторах CB 2 у мышей. [8] Было показано, что β-Кариофиллен оказывает противовоспалительное действие, связанное с его активностью рецептора CB 2 в исследовании, сравнивающем обезболивающее действие у мышей с рецепторами CB 2 и без них , при этом группа мышей без рецепторов CB 2 наблюдала незначительную пользу по сравнению с мышами с функциональными рецепторами CB 2. [7] β-Кариофиллен имеет самую высокую каннабиноидную активность по сравнению с кольцевым изомером α-кариофиллена гумуленом , который может модулировать активность CB 2 . [9] Для сравнения связывания, каннабинол (CBN) связывается с рецепторами CB 2 как частичный агонист со сродством Ki = 126,4 нМ, [10] в то время как дельта-9- тетрагидроканнабинол связывается с рецепторами CB 2 как частичный агонист со сродством Ki = 36 нМ. [11]

Кариофиллен помогает улучшить переносимость холода при низких температурах окружающей среды. Дикие гигантские панды часто валяются в конском навозе, который содержит β-кариофиллен/оксид кариофиллена, чтобы ингибировать транзиторный рецепторный потенциал меластатина 8 (TRPM8), архетипичный активируемый холодом ионный канал млекопитающих. [12]

В исследовании in vitro колоректальной аденокарциномы человека β-кариофиллен, используемый отдельно, не подавлял рост раковых клеток, но сочетание β-кариофиллена 10 мкг/мл и паклитаксела 0,025 мкг/мл привело к 189% ингибированию роста раковых клеток (по сравнению с паклитакселом, используемым отдельно). [13]

Безопасность

Кариофиллен получил от FDA статус общепризнанно безопасного (GRAS) и одобрен FDA для использования в качестве пищевой добавки, как правило, для ароматизации. [14] [15] Крысы, которым давали до 700 мг/кг в день в течение 90 дней, не испытывали никаких существенных токсических эффектов. [16] Кариофиллен имеет LD 50 5000 мг/кг у мышей. [17] [18]

Химия

Первый полный синтез кариофиллена в 1964 году, проведенный Э. Дж. Кори, считался одной из классических демонстраций возможностей синтетической органической химии того времени. [19]

Метаболизм и производные

14-гидроксикариофиллен оксид ( C 15 H 24 O 2 ) был выделен из мочи кроликов , обработанных (−)-кариофилленом (C 15 H 24 ). Сообщалось о рентгеновской кристаллической структуре 14-гидроксикариофиллена (как его ацетатного производного). [20]

Метаболизм кариофиллена происходит через оксид (−)-кариофиллена (C 15 H 24 O ), поскольку последнее соединение также дает 14-гидроксикариофиллен (C 15 H 24 O) в качестве метаболита . [21]

Кариофиллен (C 15 H 24 ) → оксид кариофиллена (C 15 H 24 O) → 14-гидроксикариофиллен (C 15 H 24 O) → оксид 14-гидроксикариофиллена ( C 15 H 24 O 2 ).

Оксид кариофиллена, [22] в котором алкеновая группа кариофиллена превратилась в эпоксид , является компонентом, отвечающим за идентификацию каннабиса собаками, ищущими наркотики [23] [24] , а также одобренной пищевой добавкой, часто в качестве ароматизатора. [15] Оксид кариофиллена может обладать незначительной каннабиноидной активностью. [25]

Природные источники

Приблизительное количество кариофиллена в эфирном масле каждого источника указано в квадратных скобках ( [ ] ):

Биосинтез

Кариофиллен является распространенным сесквитерпеном среди видов растений. Он биосинтезируется из распространенных предшественников терпена диметилаллилпирофосфата (DMAPP) и изопентенилпирофосфата (IPP). Сначала отдельные единицы DMAPP и IPP реагируют посредством реакции типа S N 1 с потерей пирофосфата , катализируемой ферментом GPPS2, с образованием геранилпирофосфата (GPP). Он далее реагирует со второй единицей IPP, также посредством реакции типа S N 1 , катализируемой ферментом IspA, с образованием фарнезилпирофосфата (FPP). Наконец, FPP подвергается внутримолекулярной циклизации, катализируемой ферментом QHS1, с образованием кариофиллена. [42]

Биосинтез кариофиллена

Статус фармакологического исследования

Примечания и ссылки

  1. ^ Запись SciFinder , регистрационный номер CAS 87-44-5
  2. ^ Бейкер, RR (2004). «Пиролиз табачных ингредиентов». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 71 (1): 223–311. doi :10.1016/s0165-2370(03)00090-1.
  3. ^ аб Гелардини, К.; Галеотти, Н.; Ди Чезаре Маннелли, Л.; Маццанти, Г.; Бартолини, А. (2001). «Местноанестезирующая активность бета-кариофиллена». Фармако . 56 (5–7): 387–389. дои : 10.1016/S0014-827X(01)01092-8. hdl : 2158/397975 . ПМИД  11482764.
  4. ^ ab Ormeño, E.; Baldy, V.; Ballini, C.; Fernández, C. (сентябрь 2008 г.). «Производство и разнообразие летучих терпенов из растений на известковых и кремнистых почвах: влияние питательных веществ почвы». Journal of Chemical Ecology . 34 (9): 1219–1229. Bibcode :2008JCEco..34.1219O. doi :10.1007/s10886-008-9515-2. PMID  18670820. S2CID  28717342.
  5. ^ Tinseth, G. (январь–февраль 1993). "Аромат и вкус хмеля". Brewing Techniques . Получено 21 июля 2010 .
  6. ^ ab Jirovetz, L.; Buchbauer, G.; Ngassoum, MB; Geissler, M. (ноябрь 2002 г.). «Анализ ароматических соединений эфирных масел Piper nigrum и Piper guineense из Камеруна с использованием твердофазной микроэкстракции–газовой хроматографии, твердофазной микроэкстракции–газовой хроматографии–масс-спектрометрии и ольфактометрии». Journal of Chromatography A. 976 ( 1–2): 265–275. doi :10.1016/S0021-9673(02)00376-X. PMID  12462618.
  7. ^ аб Чеккарелли, Илария; Фьоренцани, Паоло; Пессина, Федерика; Пинасси, Джессика; Альяно, Маргарита; Миральотта, Винченцо; Алоизи, Анна Мария (18 августа 2020 г.). «Агонист CB2 β-кариофиллен у самцов и самок крыс, подвергшихся воздействию модели постоянной воспалительной боли». Границы в неврологии . 14 : 850. дои : 10.3389/fnins.2020.00850 . ПМК 7461959 . ПМИД  33013287. 
  8. ^ Альберти, Таис Барбоза; Барбоза, Вагнер Луис Рамос; Виейра, Хосе Луис Фернандес; Рапосо, Надя Резенде Барбоза; Дутра, Рафаэль Сиприано (1 апреля 2017 г.). «(-)-β-Кариофиллен, фитоканнабиноид, селективный к рецептору CB2, подавляет моторный паралич и нейровоспаление на мышиной модели рассеянного склероза». Международный журнал молекулярных наук . 18 (4): 691. doi : 10.3390/ijms18040691 . ПМК 5412277 . ПМИД  28368293. 
  9. ^ Хашиш, Хебалла Мамдух; Шарма, Чару; Гоял, Самир Н.; Садек, Бассем; Джа, Нирадж Кумар; Кааби, Джума Аль; Оджха, Шриш (1 августа 2021 г.). «Целевой обзор фармакологических свойств, селективных к рецепторам CB2, и терапевтического потенциала β-кариофиллена, диетического каннабиноида». Биомедицина и фармакотерапия . 140 : 111639. doi : 10.1016/j.biopha.2021.111639 . PMID  34091179. S2CID  235362290.
  10. ^ Руссо, Итан Б.; Марку, Джахан (2017). «Фармакология каннабиса: обычные подозреваемые и несколько многообещающих зацепок». Фармакология каннабиноидов . Достижения в фармакологии. Том 80. С. 67–134. doi : 10.1016/bs.apha.2017.03.004. ISBN 978-0-12-811232-8. PMID  28826544.
  11. ^ Боу, Эрик В.; Римольди, Джон М. (28 июня 2016 г.). «Структурно-функциональные связи классических каннабиноидов: модуляция CB1/CB2». Перспективы медицинской химии . 8 : 17–39. doi :10.4137/PMC.S32171. PMC 4927043 . PMID  27398024. 
  12. ^ Чжоу, Вэньлян; Ян, Шилун; Ли, Боуэн; Не, Юнган; Ло, Анна; Хуан, Гуанпин; Лю, Сюэфэн; Лай, Жэнь; Вэй, Фувэнь (22 декабря 2020 г.). «Почему дикие большие панды часто валяются в конском навозе». Труды Национальной академии наук . 117 (51): 32493–32498. Bibcode : 2020PNAS..11732493Z. doi : 10.1073 /pnas.2004640117 . PMC 7768701. PMID  33288697. 
  13. ^ Блоуман, К.; Магальес, М.; Лемуш, М.Ф.; Кабрал, К.; Пирес, И.М. (2018). «Противораковые свойства эфирных масел и других натуральных продуктов». Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine . 2018 : 1–12. doi : 10.1155/2018/3149362 . PMC 5889900. PMID  29765461 . 
  14. ^ "История номинации: бета-кариофиллен (CASRN: 87-44-5)" (PDF) .
  15. ^ ab "CFR - Свод федеральных правил, раздел 21".
  16. ^ Шмитт, Д.; Леви, Р.; Кэрролл, Б. (2016). «Токсикологическая оценка масла β-кариофиллена». Международный журнал токсикологии . 35 (5): 558–567. doi : 10.1177/1091581816655303 . PMID  27358239. S2CID  206689471.
  17. ^ "β-Кариофиллен - SDS" . Получено 18 апреля 2024 г.
  18. ^ "Масло корицы - SDS" (PDF) . Получено 18 апреля 2024 г. .
  19. ^ Кори, Э.Дж.; Митра, РБ; Уда, Х. (1964). «Полный синтез d , l -кариофиллена и d , l -изокариофиллена». Журнал Американского химического общества . 86 (3): 485–492. дои : 10.1021/ja01057a040.
  20. ^
    •  • Асакава, Ю.; Тайра, З.; Такемото, Т.; Исида, Т.; Кидо, М.; Итикава, Ю. (июнь 1981 г.). «Рентгеноструктурный анализ кристаллической структуры 14-гидроксикариофилленоксида, нового метаболита (—)-кариофиллена, у кроликов». Журнал фармацевтических наук . 70 (6): 710–711. дои : 10.1002/jps.2600700642. PMID  7252830. S2CID  38358882.
    •  • Адамс, ТБ; Гэвин, К. Лукас; Макгоуэн, ММ; Уодделл, ВДж; Коэн, СМ; Ферон, ВДж; Марнетт, ЛДж; Манро, ИЦ; Портогезе, П.С.; Ритьенс, ИМСМ; Смит, РЛ (2011). «Оценка FEMA GRAS алифатических и ароматических терпеновых углеводородов, используемых в качестве вкусовых ингредиентов». Пищевая и химическая токсикология . 49 (10). Elsevier BV : 2471–2494. doi : 10.1016/j.fct.2011.06.011. ISSN  0278-6915. PMID  21726592. S2CID  207734236.
    •  • Ишида, Такаши (2005). «Биотрансформация терпеноидов млекопитающими, микроорганизмами и растительными клетками». Химия и биоразнообразие . 2 (5). John Wiley & Sons, Inc (Швейцарское химическое общество): 569–590. doi :10.1002/cbdv.200590038. ISSN  1612-1872. PMID  17192005. S2CID  22213646.
  21. ^ "Оксид кариофиллена – C15H24O". PubChem . Получено 8 сентября 2016 г.
  22. ^ Янг, Депо; Мишель, Лора; Шомон, Жан-Пьер; Милле-Клерк, Жоэль (1999). «Использование оксида кариофиллена в качестве противогрибкового средства в экспериментальной модели онихомикоза in vitro». Mycopathologia . 148 (2): 79–82. doi :10.1023/a:1007178924408. PMID  11189747. S2CID  24242933.
  23. ^ Russo, Ethan B (август 2011). «Укрощение ТГК: потенциальная синергия каннабиса и эффекты фитоканнабиноидно-терпеноидного окружения: эффекты фитоканнабиноидно-терпеноидного окружения». British Journal of Pharmacology . 163 (7): 1344–1364. doi :10.1111/j.1476-5381.2011.01238.x. PMC 3165946 . PMID  21749363. 
  24. ^ Шталь, Э.; Кунде, Р. (1973). «Die Leitsubstanzen der Haschisch-Suchhunde» [Следовые вещества гашишных поисковых собак]. Криминалистика (на немецком языке). 27 : 385–389.
  25. ^ Wiley, Jenny L.; Marusich, Julie A.; Blough, Bruce E.; Namjoshi, Ojas; Brackeen, Marcus; Akinfiresoye, Luli R.; Walker, Teneille D.; Prioleau, Cassandra; Barrus, Daniel G.; Gamage, Thomas F. (июнь 2024 г.). «Оценка каннабимиметических эффектов отдельных второстепенных каннабиноидов и терпеноидов у мышей». Прогресс в нейропсихофармакологии и биологической психиатрии . 132 : 110984. doi : 10.1016/j.pnpbp.2024.110984. PMID  38417478. S2CID  267941924.
  26. ^ Mediavilla, V.; Steinemann, S. "Эфирное масло штаммов Cannabis sativa L.". Международная ассоциация конопли . Получено 11 июля 2008 г.
  27. ^ Сингх, Г.; Маримуту, П.; Де Хелуани, Ч.С.; Каталан, Калифорния (январь 2006 г.). «Антиоксидантная и биоцидная активность эфирного масла Carum nigrum (семян), олеорезина и их отдельных компонентов». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 54 (1): 174–181. doi :10.1021/jf0518610. hdl : 11336/99544 . PMID  16390196.
  28. ^ Альма, М. Хакки; Эрташ, Мурат; Ниц, Зигфри; Коллманнсбергер, Хуберт (23 мая 2007 г.). «Химический состав и содержание эфирного масла из почек культивируемой турецкой гвоздики (Syzygium fragranceum L.)». BioResources . 2 (2): 265–269. doi : 10.15376/biores.2.2.265-269 .
  29. ^ Ван, Годун; Тянь, Ли; Азиз, Навид; Браун, Пьер; Дай, Синьбин; Хэ, Цзи; Кинг, Эндрю; Чжао, Патрик X.; Диксон, Ричард А. (6 ноября 2008 г.). «Биосинтез терпенов в железистых трихомах хмеля». Физиология растений . 148 (3): 1254–1266. doi :10.1104/pp.108.125187. PMC 2577278. PMID  18775972 . 
  30. ^ Бернотиена, Г.; Нивинскене, О.; Буткиена, Р.; Мокуте, Д. (2004). «Химический состав эфирных масел хмеля (Humulus lupulus L.), дикорастущего в Ауктаитии» (PDF) . Химия . 2. 4 : 31–36. Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2023 года . Проверено 6 сентября 2010 г.
  31. ^ Желязков, VD; Кантрелл, CL; Теквани, B.; Хан, SI (январь 2008). «Содержание, состав и биологическая активность эфирных масел трех генотипов базилика в зависимости от сбора урожая». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 56 (2): 380–5. doi :10.1021/jf0725629. PMID  18095647.
  32. ^ Васконселос Сильва, MG; Абреу Матос, FJ; Оливейра Лопес, PR; Оливейра Сильва, F.; Таварес Холанда, M. (2 августа 2004 г.). Крэгг, GM; Больцани, VS ; Рао, GSRS (ред.). «Состав эфирных масел из трех видов Ocimum, полученных методом паровой и микроволновой дистилляции и сверхкритической экстракции CO2». Arkivoc . 2004 (6): 66–71. doi : 10.3998/ark.5550190.0005.609 . hdl : 2027/spo.5550190.0005.609 .
  33. ^ Харвала С., Менунос П., Аргириаду Н. (февраль 1987 г.). «Эфирное масло душицы диктамной ». Планта Медика . 53 (1): 107–109. дои : 10.1055/с-2006-962640. PMID  17268981. S2CID  260278580.
  34. ^ Кальво Ирабьен, LM; Ям-Пук, JA; Дзиб, Г.; Эскаланте Эроса, Ф.; Пенья Родригес, LM (июль 2009 г.). «Влияние послеуборочной сушки на состав эфирного масла мексиканского орегано ( Lippia Graveolens )». Журнал трав, специй и лекарственных растений . 15 (3): 281–287. дои : 10.1080/10496470903379001. S2CID  86208062.
  35. ^ Мокуте, Д.; Бернотиене, Г.; Юджентьене, А. (май 2001 г.). «Эфирное масло душицы обыкновенной (Origanum vulgare L. ssp. vulgare), дикорастущей в Вильнюсском районе (Литва)». Фитохимия . 57 (1): 65–69. Bibcode : 2001PChem..57...65M. doi : 10.1016/s0031-9422(00)00474-x. PMID  11336262.
  36. ^ Prashar, A.; Locke, IC; Evans, CS (2004). «Цитотоксичность лавандового масла и его основных компонентов для клеток кожи человека». Cell Proliferation . 37 (3): 221–229. doi :10.1111/j.1365-2184.2004.00307.x. PMC 6496511 . PMID  15144499. 
  37. ^ Umezu, T.; Nagano, K.; Ito, H.; Kosakai, K.; Sakaniwa, M.; Morita, M. (декабрь 2006 г.). «Антиконфликтные эффекты лавандового масла и идентификация его активных компонентов». Pharmacology Biochemistry and Behavior . 85 (4): 713–721. doi :10.1016/j.pbb.2006.10.026. PMID  17173962. S2CID  21779233.
  38. ^ Каул, Пран Н; Бхаттачарья, Арун К; Раджешвара Рао, Бхаскаруни Р.; Шьямасундар, Кодакандла V; Рамеш, Шринивасайер (1 января 2003 г.). «Летучие компоненты эфирных масел, выделенные из разных частей корицы ( Cinnamomum zeylanicum Blume)». Журнал науки о продовольствии и сельском хозяйстве . 83 (1): 53–55. Бибкод : 2003JSFA...83...53K. дои : 10.1002/jsfa.1277.
  39. ^ Ахмед, Афтаб; Чоудхари, М. Икбал; Фарук, Афган; Демирчи, Бетюль; Демирчи, Фатих; Башер, К. Хюсню Джан (2000). «Компоненты эфирного масла специи Cinnamomum tamala (Ham.) Nees & Eberm». Журнал вкусов и ароматов . 15 (6): 388–390. doi : 10.1002/1099-1026(200011/12)15:6<388::AID-FFJ928>3.0.CO;2-F .
  40. ^ Леандро, Лидиам Майя; де Соуза Варгас, Фабиано; Барбоза, Паула Кристина Соуза; Невес, Джамилли Келли Оливейра; да Силва, Хосе Александро; да Вейга-Младший, Валдир Флоренсио (30 марта 2012 г.). «Химия и биологическая активность терпеноидов олеорезинов копайбы (Copaifera spp.)». Молекулы . 17 (4): 3866–3889. дои : 10.3390/molecules17043866 . ПМК 6269112 . ПМИД  22466849. 
  41. ^ Соуза, Жоау Паулу Б.; Бранкалион, Ана PS; Соуза, Ариана Б.; Туратти, Изабель CC; Амбросио, Серхио Р.; Фуртадо, Ньеж AJC; Лопес, Норберто П.; Бастос, Хайро К. (март 2011 г.). «Валидация газохроматографического метода количественного определения сесквитерпенов в маслах копайбы». Журнал фармацевтического и биомедицинского анализа . 54 (4): 653–659. дои : 10.1016/j.jpba.2010.10.006 . ПМИД  21095089.
  42. ^ Ян, Цзяньмин; Ли, Чжэнфэн; Го, Личжун; Ду, Хуан; Бэ, Хён-Джон (декабрь 2016 г.). «Биосинтез β-кариофиллена, нового прекурсора биотоплива высокой плотности на основе терпена, с использованием модифицированной Escherichia coli ». Возобновляемая энергия . 99 : 216–223. doi :10.1016/j.renene.2016.06.061.
  43. ^ Фармакопейная конвенция США. "Пересмотр FCC, Первое дополнение". Архивировано из оригинала 5 июля 2010 года . Получено 29 июня 2009 года .
  44. ^ Therapeutic Goods Administration . "Химические вещества" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 апреля 2011 г. Получено 29 июня 2009 г.