Στη μελέτη βιοδραστικών ουσιών που προέρχονται από μήλα,ΦλορετίνηκαιΦλοριζίνη, ως εκπρόσωποι των ενώσεων διυδροχαλκόνης, έχουν λάβει ευρεία προσοχή από την επιστημονική κοινότητα τα τελευταία χρόνια. Αν και αυτές οι δύο ουσίες έχουν την ίδια πηγή και παρόμοια δομή, παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές στη βιολογική δραστηριότητα και την αξία εφαρμογής.
1. Χημικές δομικές διαφορές και χαρακτηριστικά
1.1 Μοριακά δομικά χαρακτηριστικά
ΦλορετίνηκαιΦλοριζίνησυνδέονται στενά στη χημική δομή αλλά έχουν βασικές διαφορές. Η φλορετίνη είναι μια διυδροχαλκόνη φλαβονοειδούς ένωση με σχετικά απλή μοριακή δομή. Η φλοριζίνη είναι ο γλυκοζίτης της φλορετίνης, η οποία συνδέεται με μια ομάδα γλυκόζης στη θέση C2 του μορίου της φλορετίνης (η ακριβής δομή είναι η γλυκοσίδη της φλορετίνης 6'-O-).[1]Αυτή η δομική διαφορά καθορίζει τις διαφορές τους στις φυσικές και χημικές ιδιότητες: η φλωριζίνη έχει καλύτερη υδατοδιαλυτότητα λόγω της παρουσίας ομάδων σακχάρων, ενώ η ρεσβερατρόλη εμφανίζει ισχυρότερη λιποδιαλυτότητα.
Η εισαγωγή μορίων γλυκόζης άλλαξε σημαντικά τις φυσικοχημικές ιδιότητες της ένωσης: το μοριακό βάρος αυξήθηκε από 274,27 σε 436,41, η τιμή log P μειώθηκε από 3,5 σε 0,45 και η διαλυτότητα στο νερό αυξήθηκε κατά σχεδόν τρεις τάξεις μεγέθους.
1.2 Σύγκριση Φυσικών και Χημικών Ιδιοτήτων
| Χαρακτηριστικό | Φλορετίνη | Φλοριζίνη |
| Μοριακό βάρος | 274,27 g/mol | 436,41 g/mol |
| Υδατοδιαλυτό- | Μικροδιαλυτό (0,1 mg/mL) | Διαλυτό (50 mg/mL) |
| Μητρώο Π | 3.5 | 0.45 |
| Σταθερότητα | Ευαισθησία στο φως και τη θερμότητα | σχετικά σταθερό |
Τα τελευταία χρόνια έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος στον τομέα της έρευνας της βιοσύνθεσης. Η ομάδα από το Ινστιτούτο Ερευνών Βαμβακιού της Κινεζικής Ακαδημίας Γεωργικών Επιστημών εντόπισε το βασικό γονίδιο GhUGT88F3, το οποίο ρυθμίζει τη βιοσύνθεση τουφλοριζίνηστο ορεινό βαμβάκι και διευκρίνισε τον μοριακό μηχανισμό μετατροπής της φλοριζίνης μέσω αντιδράσεων γλυκοζυλίωσης. Η έρευνα έχει εντοπίσει τη γλυκοζυλοτρανσφεράση της φλορετίνης-2'-Ο{-(P2'GT) στα μήλα ως το περιοριστικό του ρυθμού ένζυμο για τη βιοσύνθεση της φλοριζίνης. Παρουσία γλυκόζης διφωσφορικής ουριδίνης, μπορεί να καταλύσει ειδικά την αντίδραση γλυκοζυλίωσης στη θέση C2′ της φλορετίνης για την παραγωγή χλωριζίνης.[2]
2. Φλορετίνη vs. Phlorizin: Πώς διαφέρουν οι βιολογικές τους δραστηριότητες και μηχανισμοί;
2.1 Απορρόφηση και Μεταβολική Δυναμική
Η φλοριζίνη απορροφάται μέσω της εξαρτώμενης από το νάτριο πρωτεΐνης μεταφορέα γλυκόζης (SGLT1) στα επιθηλιακά κύτταρα του λεπτού εντέρου, μια διαδικασία που εξαρτάται από τα τμήματα γλυκόζης της. Αυτό το χαρακτηριστικό οδήγησε αργότερα άμεσα στην ανάπτυξη των υπογλυκαιμικών φαρμάκων της κατηγορίας αναστολέων SGLT2. Ο μηχανισμός απορρόφησης της φλορετίνης είναι εντελώς διαφορετικός. Ως υδρόφοβος γλυκοσίδης, μπορεί να διαχέεται παθητικά στις κυτταρικές μεμβράνες, με αποτέλεσμα υψηλή βιοδιαθεσιμότητα από το στόμα. Ωστόσο, υφίσταται εκτεταμένο μεταβολισμό φάσης ΙΙ στο σώμα, σχηματίζοντας κυρίως προϊόντα γλυκουρονίωσης και θείωσης.
2.2 Σύγκριση φαρμακολογικής δραστηριότητας
(1) Αντιοξειδωτική δράση
Και οι δύοφλορετίνη και φλοριζίνηπαρουσιάζουν σημαντική αντιοξειδωτική δράση, αν και διαφέρουν ως προς τους μηχανισμούς και την ισχύ τους. Μια μελέτη που συνέκρινε τις αντιοξειδωτικές δραστηριότητες πέντε φυσικών πολυφαινολών διαπίστωσε ότι η φλορετίνη έδειξε ισχυρή απόδοση σε προσδιορισμούς δέσμευσης ριζών DPPH, σάρωση ριζών ABTS και μείωσης ιόντων σιδήρου. Αντίθετα, η άμεση αντιοξειδωτική ικανότητα της ρεσβερατρόλης ήταν σχετικά ασθενής.[3]Αν και η ίδια η ρεσβερατρόλη έχει περιορισμένη άμεση αντιοξειδωτική δράση, μπορεί να υδρολυθεί από τη μικροχλωρίδα του εντέρου σε ενεργούς μεταβολίτες που ασκούν έμμεσα αντιοξειδωτική και αντιφλεγμονώδη δράση.
Και οι δύο ενώσεις ενεργοποιούν την κυτταρική αντιοξειδωτική οδό Nrf2/HO-1, μειώνοντας σημαντικά τα ενδοκυτταρικά αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS), αυξάνοντας τα επίπεδα γλουταθειόνης (GSH) και ενισχύοντας τη δράση των αντιοξειδωτικών ενζύμων.[4] Ωστόσο, πειράματα μοριακής σύνδεσης αποκάλυψαν ότι η φλορετίνη συνδέεται με τον παράγοντα μεταγραφής Nrf2 με χαμηλότερη διαμορφωτική ενέργεια και μεγαλύτερη δομική σταθερότητα από τη φλοριζίνη, υποδηλώνοντας ισχυρότερη αντιοξειδωτική δράση.
(2) Υπογλυκαιμική δραστηριότητα
Και οι δύοφλορετίνη και φλοριζίνηπαρουσιάζουν υπογλυκαιμικά αποτελέσματα, αν και μέσω διακριτών μηχανισμών.Φλοριζίνηδρα ως ισχυρός μη-εκλεκτικός ανταγωνιστικός αναστολέας SGLT, με τιμές Ki 300 nM για το hSGLT1 και 39 nM για το hSGLT2. Ανταγωνίζεται με τη D{5}}γλυκόζη για τη σύνδεση με τους μεταφορείς SGLT1 και SGLT2, μειώνοντας έτσι τη νεφρική επαναρρόφηση γλυκόζης και μειώνοντας τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Αν και η φλορετίνη επιδεικνύει επίσης μέτρια υπογλυκαιμική δράση, ο μηχανισμός της είναι πιο πολυπαραγοντικός, περιλαμβάνοντας βελτιωμένη ευαισθησία στην ινσουλίνη και προστασία των παγκρεατικών βήτα κυττάρων.
(3) Δραστηριότητα λεύκανσης δέρματος
Φλορετίνηαναγνωρίζεται ευρέως ως ένας αποτελεσματικός αναστολέας της τυροσινάσης, προάγοντας την απόρριψη μελανοκυττάρων, τις κηλίδες που ξεθωριάζουν και τονώνει τον τόνο του δέρματος. Η ανασταλτική του ισχύς στην τυροσινάση είναι περισσότερο από 50 φορές μεγαλύτερη από εκείνη της φλοριζίνης. Ο μηχανισμός δράσης περιλαμβάνει: άμεση αναστολή της δραστηριότητας τυροσινάσης, αναστολή έκφρασης γονιδίου τυροσινάσης και αναστολή παραγωγής ελεύθερων ριζών υπεροξειδίου.
Η αδύναμη λευκαντική επίδραση τουφλοριζίνημπορεί να σχετίζεται με το μεγαλύτερο μοριακό του μέγεθος και τη φτωχότερη διαπερατότητα του δέρματος. Ωστόσο, λόγω της καλύτερης υδατοδιαλυτότητας και σταθερότητάς του, χρησιμοποιείται συχνά ως προφάρμακο στα καλλυντικά, απελευθερώνοντας ενεργό εκχύλισμα φλοιού ρίζας μέσω μικροχλωρίδας του δέρματος ή ενζυματικής υδρόλυσης.
3. Φλορετίνη εναντίον Phlorizin: How Do TheirΠεδία ΕφαρμογήςΔιαφέρω?
3.1 Φαρμακευτικός τομέας
Η φλοριζίνη διερευνήθηκε αρχικά ως πιθανή θεραπεία για τον διαβήτη τύπου 2. Ωστόσο, αργότερα αντικαταστάθηκε από πιο εκλεκτικά συνθετικά ανάλογα όπως η καναγλιφλοζίνη και η δαπαγλιφλοζίνη, λόγω της χαμηλής βιοδιαθεσιμότητάς της και της μη{1}}επιλεκτικής αναστολής των μεταφορέων SGLT. Ωστόσο, παραμένει μια σημαντική ένωση μολύβδου για την ανάπτυξη νέων υπογλυκαιμικών φαρμάκων. Η φλορετίνη, λόγω της ισχυρότερης βιολογικής της δραστηριότητας και των διαφορετικών μηχανισμών δράσης της, έχει δείξει ευρείες προοπτικές στην πρόληψη και θεραπεία μεταβολικών ασθενειών
3.2 Βιομηχανία καλλυντικών
Στον τομέα των καλλυντικών, η φλορετίνη έχει γίνει βασικό συστατικό σε προϊόντα λεύκανσης υψηλής-τελικής. Η προστιθέμενη ποσότητα του 0,1-0,5% μπορεί να αναστείλει σημαντικά την παραγωγή μελανίνης και έχει συνεργική δράση με παραδοσιακούς λευκαντικούς παράγοντες όπως η βιταμίνη C και η αρμπουτίνη. Η φλοριζίνη χρησιμοποιείται συνήθως ως πρόδρομος της φλορετίνης σε σκευάσματα με βάση το νερό-λόγω της καλύτερης σταθερότητας και υδατοδιαλυτότητάς της. Πρόσφατες μελέτες υποδεικνύουν ότι η φλοριζίνη επιδεικνύει ιδιότητες κατά της γλυκοζυλίωσης αναστέλλοντας τον σχηματισμό τελικών προϊόντων προηγμένης γλυκοζυλίωσης (AGEs).
3.3 Βιομηχανία τροφίμων
Και τα δύο χρησιμοποιούνται ως λειτουργικά συστατικά τροφίμων. Η Phlorizin έχει εγκριθεί ως συστατικό FOSHU (Specific Health Food) στην Ιαπωνία για χρήση σε προϊόντα διαχείρισης της γλυκόζης του αίματος. Η φλορετίνη χρησιμοποιείται ως φυσικό συντηρητικό τροφίμων λόγω των αντιβακτηριακών ιδιοτήτων της, ιδιαίτερα της αξιοσημείωτης ανασταλτικής της δράσης έναντι των θετικών κατά Gram-βακτηρίων. Ωστόσο, πρέπει να δοθεί προσοχή στη βιοδιαθεσιμότητά του. Η φλοριζίνη πρέπει να υδρολυθεί από εντερικά ένζυμα σε φλορετίνη προτού μπορέσει να απορροφηθεί και να χρησιμοποιηθεί.
Ως φυσικά προερχόμενες βιοδραστικές ενώσεις, η φλοριζίνη και η φλορετίνη σχετίζονται δομικά αλλά παρουσιάζουν διακριτά χημικά και βιολογικά χαρακτηριστικά. Η φλοριζίνη επιδεικνύει μεγαλύτερη υδατοδιαλυτότητα και λειτουργεί ως ισχυρός αναστολέας SGLT με υψηλή ειδικότητα. Η φλορετίνη εμφανίζει ισχυρότερη διαλυτότητα στα λιπίδια και ευρύτερο φάσμα βιολογικής δραστηριότητας-ιδιαίτερα αξιοσημείωτη για τις αντιοξειδωτικές, λευκαντικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες του δέρματος{-. Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά μεΦλορετίνηκαιΦλοριζίνη, συνδεθείτε με τη Serrisha από την APPCHEM. (E-mail:cwj@appchem.cn; +86-138-0919-0407)
Αναφορά:
[1]Bai Huirong. Φλαβονοειδή από το Malus Rockii Rehder[D]. Πανεπιστήμιο Dali, 2023. DOI:10.27811/d.cnki.gdixy.2023.000004.
[2]Zhang Tingjing. ΕΝΖΥΜΑΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΜΗΛΟΦΛΟΡΕΤΙΝΗΣ-2'-0-ΓΛΥΚΟΖΥΛΤΡΑΝΣΦΕΡΑΣΗΣ[D]. Northwest A & F University, 2017. DOI:10.27409/d.cnki.gxbnu.2017.000235.
[3]Fan Jinbo, Cai Xitong, Feng Xuqiao, et al. Η σύγκριση πέντε φυσικών φαινολικών ενώσεων στην αντιοξειδωτική δράση in vitro[J]. Food and Fermentation Industries, 2014, 40(07):77-83. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2014.07.002.
[4]Yang Shengnan. Σύγκριση Βλάβης Οξειδωτικού Στρες των κυττάρων HepG2 μεταξύ Φλοριζίνης και Φλορετίνης[D]. Tianjin University of Science&Technology, 2019. DOI:10.27359/d.cnki.gtqgu.2019.000199.