Povzetek:Znano je, da izpostavljenost človeške kože 4-(4-hidroksifenil)-2-butanonu (malinov keton, RK) povzroča kemično/poklicno levkodermo. RK je karbonilni derivat 4-(4-hidroksifenil)-2-butanola (rododendron), sredstva za beljenje kože, za katerega je bilo ugotovljeno, da povzroča levkodermo na koži mnogih potrošnikov. Ti dve fenolni spojini oksidira tirozinaza in zdi se, da nastali produkti povzročajo citotoksičnost za melanocite s proizvajanjem reaktivnih kisikovih vrst in izčrpavanjem celičnih tiolov s produkti oksidacije o-kinona. Zato je pomembno razumeti biokemični mehanizem oksidativne transformacije teh spojin. Prejšnje študije kažejo, da se RK na začetku oksidira v RK kinon s tirozinazo in nato pretvori v desaturiran katehol stranske verige, imenovan 3,4- dihidroksibenzalaceton (DBL katehol). V tej študiji poročamo o oksidacijski kemiji katehola DBL. S pomočjo UV-vidnih spektroskopskih študij in tekočinske kromatografije-masne spektrometrije smo preiskali reakcijo katehola DBL s tirozinazo in natrijevim perjodatom. Naši rezultati kažejo, da je DBL kinon, ki nastane v reakciji, izjemno reaktiven in je podvržen lahkim reakcijam dimerizacije in trimerizacije, da proizvede več izomernih produktov z novimi ionskimi kondenzacijskimi reakcijami tipa Diels-Alder. Proizvodnja najrazličnejših kompleksnih kinonoidnih produktov iz takšnih reakcij bi bila potencialno bolj strupena za celice, saj bi povzročila ne le oksidativni stres, ampak tudi mielotoksičnost z izkazovanjem reakcij s celičnimi makromolekulami in tioli.

Glede na ustrezne študije je cistanča pogosta rastlina, ki je znana kot "čudežna rastlina, ki podaljšuje življenje". Njegova glavna sestavina je cistanozid, ki ima različne učinke, kot so antioksidativni, protivnetni in spodbujanje imunske funkcije. Mehanizem med cistanho in beljenjem kože je v antioksidativnem učinku cistanche glikozidov. Melanin v človeški koži nastane z oksidacijo tirozina, ki jo katalizira tirozinaza, oksidacijska reakcija pa zahteva sodelovanje kisika, zato radikali brez kisika v telesu postanejo pomemben dejavnik, ki vpliva na proizvodnjo melanina. Cistanche vsebuje cistanozid, ki je antioksidant in lahko zmanjša nastajanje prostih radikalov v telesu ter tako zavira nastajanje melanina.

Kliknite Rou Cong Rong Prednosti za beljenje

Za več informacij:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Ključne besede:toksičnost za rododendron; malinov keton; 3,4-dihidroksibenzalaceton; DBL katehol; ionski Diels-Alderjev dodatek; mielotoksičnost; levkoderma; spojine za posvetlitev kože

1. Uvod

Malinov keton (4-(4-hidroksifenil)-2-butanon, RK) je fenolna spojina, ki se pogosto uporablja kot kozmetična, parfumska in aroma za hrano [1]. Nekateri delavci, vključeni v proizvodni proces te spojine na Japonskem, so razvili poklicno levkodermo [2]. V tem kontekstu je pomembno opozoriti na rododendron, 4-(4-hidroksifenil)-2-butanol, derivat RK s svojo karbonilno skupino, reducirano na sekundarni alkohol. Rododendron se je pogosto uporabljal tudi v kozmetični industriji kot izdelek za beljenje kože. Ponavljajoča se uporaba rododendrona kot sredstva za osvetljevanje kože je povzročila razvoj levkoderme na obrazu, vratu in rokah [3]. Ti dve spojini sta lahko medsebojno pretvorljivi v celici z oksidacijsko-redukcijskimi reakcijami. Zato lahko njihovo strupenost povzročijo iste vrste reakcij.

S tirozinazo katalizirana oksidacija RK je proizvedla njegov ustrezen kinon, ki je pokazal hitro izomerizacijo preko svojega kinon metida v (E)-4-(3,4-dihidroksifenil)-3-buten-2-on, splošno znan kot 3,4-dihidroksibenzalaceton (DBL katehol) [11]. Takšna neencimska uvedba dvojne vezi v stranski verigi z vmesno tvorbo kinona in kinonmetida je dobro dokumentirana reakcija za nekaj derivatov kateholamina [12–15]. Predhodne študije so pokazale, da je nastali katehol DBL zelo reaktiven in da lahko kinonoidni produkti, ki nastanejo iz te spojine, hitro reagirajo s celičnimi tiolnimi spojinami [11]. Poleg tega je bila predvidena možna oligomerizacija kinonoidnega produkta, vendar je niso preučili zaradi izjemne reaktivnosti intermediatov. V zadnjih letih je eden od naših laboratorijev uspešno uporabil študije masnega spektra za raziskovanje zapletenih podrobnosti oksidativnih transformacij več derivatov dehidrodopa in dehidrodopamina [12–20]. Naše raziskave so dale dragocene informacije o poteku oksidativne transformacije več derivatov kateholamina. Zato smo se odločili raziskati reakcijski potek, ki ga uporablja katehol DBL, prav tako z uporabo te tehnike, in v tem prispevku poročati o novih oksidativnih transformacijah, ki jih kaže DBL kinon.

2. Rezultati in razprava

Slika 2A prikazuje UV-vidne spektralne spremembe, ki spremljajo oksidacijo katehola DBL z gobjo tirozinazo. Takoj ko dodamo tirozinazo, pride do hitrih sprememb absorbančnih spektrov. UV-vrh zaradi katehola DBL pri okoli 320 nm se je postopoma zmanjševal, absorbanca v vidnem območju pri okoli 420 nm pa se je stalno povečevala. Spektralne spremembe, ki spremljajo to transformacijo, so pokazale dve izosbetični točki pri približno 285 nm in 385 nm, kar kaže na neposredno transformacijo katehola DBL v spojino, ki kaže absorbanco pri približno 420 nm. Ta spojina, ki ima rumeno barvo, mora biti ustrezen kinon, saj je za tirozinazo dobro znano, da kaže široko substratno specifičnost in oksidira številne o-difenolne spojine v njihove ustrezne o-kinone [15]. Ko je bila reakcija izvedena pri rahlo alkalnih pogojih (pri pH 8), je barva reakcijske zmesi postala svetlejša, ko je reakcija napredovala (slika 2B). Na koncu je nastala spojina s široko absorbanco pri okoli 330 nm. Lahko bi bili tudi priča rahlemu premiku v spektralnih pregledih med substratom in končnim produktom, kar kaže na to, da se del konjugacije v substratu izgubi v produktu. Ti rezultati so pokazali, da je kinon DBL, ki ga ustvari tirozinaza, podvržen nadaljnji transformaciji.

Da bi vizualizirali usodo DBL kinona, smo ta kinon ustvarili s kvantitativno oksidacijo katehola DBL z natrijevim perjodatom in spremljanjem spektralnih sprememb UV in vidne absorbance. Začetne študije, izvedene pri pH 6 ali 7, so pokazale, da je oksidacija izjemno hitra in je povzročila tvorbo končnega produkta, ki je imel največjo absorbanco pri okoli 265 nm s široko absorbanco v vidnem območju med 380 in 440 nm (slika 3A).

Ker je reakcija potekala prehitro, je postalo spremljanje spektralnih sprememb zelo oteženo. Zato smo se odločili upočasniti reakcijo tako, da jo izvajamo pri kislih pH vrednostih. Za upočasnitev reakcije in spremljanje tvorbe kinona smo izvedli študije v 0.2 M ocetni kislini. Slika 3B prikazuje hitro generiranje DBL kinona iz DBL katehola z oksidacijo natrijevega perjodata v ocetni kislini. Oksidacija je bila končana v manj kot minuti in nastali kinon je bilo mogoče vizualizirati z njegovo absorbanco v vidnem območju. Vendar se je izkazalo, da je kinon zelo nestabilen in se je hitro pretvoril v produkt(e), ki kažejo ultravijolično absorbanco v območju 280–480 nm, kot je prikazano na sliki 4.

Dva produkta – eden je eluiral po 18 minutah in drugi je eluiral po 21 minutah – sta pokazala maso m/z 355,1171 (slika 5B), kar je znotraj 3 ppm teoretične mase za adicijski produkt DBL kinona na DBL katehol (C20H18O6) . CID spekter dimera, eluiranega po 18 minutah (slika 6), se je bistveno razlikoval od tistega, ki se eluira po 21 minutah (slika 7). Dimer, ki se eluira po 18 minutah, je pokazal glavne produktne ione pri vrednosti m/z 337 (izguba vode), 313 (izguba acetilne skupine) in 295 (izguba vode in acetilne skupine). Izguba vode in acetilnih skupin je možna samo za dimer tipa benzodioksana, prikazan na vstavku. Upoštevajte, da ta ionski vrh m/z 295 ni izrazit vrh v spektru CID 21-minutnega vrha. Ta ugotovitev skupaj s proizvodnjo, opaženo pri 189 (izguba katoliške skupine in skupine CH2=CO-CH3), nakazuje, da je 21-minutni vrh posledica drugačnega dimera, katerega predlagana struktura je prikazana na vstavku slike 7 .

Za več informacij: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501