Rutin, auch als Vitamin P bekannt, hat die Summenformel C27H30O16. Die chemische Struktur von Rutin ist in Abbildung 1 dargestellt. Es ist ein natürliches Flavonoidglykosid mit entzündungshemmender, antioxidativer, antiallergischer und antiviraler Wirkung. Der Schmelzpunkt von Rutin liegt bei etwa 178 ℃, und es ist ein gelber Kristall bei Raumtemperatur. Unter Lichteinwirkung nimmt es eine dunklere Farbe an und hat einen bitteren Geschmack. Es ist schwer löslich in Wasser, leicht löslich in Methanol, Ethanol und unlöslich in organischen Reagenzien mit geringer Polarität wie Petrolether. Rutin ist in den Wurzeln, Stängeln, Blättern und anderen Pflanzenteilen weit verbreitet, und sein Gehalt ist in Pflanzen wie Sophora japonicus, Rutinous herb, Eclipta prostrata und Buchweizen höher. Gegenwärtig wird Rutin in der industriellen Produktion hauptsächlich aus Sophora japonica extrahiert, und sein Gehalt kann mehr als 23,0% erreichen. Was die geografische Verteilung betrifft, so ist der Rutingehalt in Sophora japonica in den Provinzen Henan, Shandong und Hebei höher. Darüber hinaus haben einige Studien gezeigt, dass auch Buchweizen, rote Datteln, Maulbeerblätter und andere Pflanzen eine gewisse Menge an Rutin enthalten.
Abbildung 1 Die chemische Struktur von Rutin
Isochercitrin, auch bekannt als Apocynum A, ist ein Derivat von Rutin, das sich von Derhamnosyl ableitet. Seine Summenformel lautet C21H20O12. Die chemische Struktur von Isochercitrin ist in Abbildung 2 dargestellt. Isoquercitrin hat einen Schmelzpunkt von etwa 226 °C und ist bei Raumtemperatur ein gelber Kristall. Seine Löslichkeit in Wasser ist gering, nur 25,9 mg/L bei Raumtemperatur. Es wird dunkler, wenn es in alkalischem Wasser aufgelöst wird. Isoquercitrin ist in Pflanzen weit verbreitet, darunter Saururus chinensis, Houttuynia cordata, Rhododendron Goldblatt, Rhododendron, Ginkgo biloba, Morus mulberry und Elaeagnus seabuckthorn, usw. Der natürliche Gehalt an Isochercitrin in den Pflanzen ist jedoch gering und beträgt im Durchschnitt nur einige Zehntausendstel, so dass es meist durch synthetische Verfahren hergestellt wird. Moderne pharmakologische Studien haben gezeigt, dass die pharmakologische Aktivität von Isochercitrin deutlich höher ist als die von Rutin und dass sein medizinischer Wert höher ist.
Abbildung 2 Die chemische Struktur von Isochercitrin
2. Herstellung von Isochercitrin
Isochercitrin ist in Pflanzen nur in geringem Maße natürlich vorhanden und wird in der Industrie häufig durch Säurehydrolyse, Hochdruckhydrolyse und andere Verfahren hergestellt. In Studien wurde die Säulenchromatographie zur Abtrennung des Isochercitrin-Monomers aus Pflanzenextrakten verwendet. So verwendeten Shi Xin et al. die semipräparative Hochleistungsflüssigkeitschromatographie zur Abtrennung von Isochercitrin mit einer Reinheit von > 98,0% aus Yidianhong-Arzneimitteln; Yin Li verwendete makroporöse Harzsäulenchromatographie in Kombination mit semipräparativer Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, um Isochercitrin aus 580 mg Huangdingju zu gewinnen. 9,3 mg Isochercitrin wurden aus dem Alkoholextrakt isoliert, und seine Reinheit betrug 95,8%. Aufgrund des geringen natürlichen Gehalts an Isochercitrin in Pflanzen hat diese Methode jedoch nicht nur eine geringe Ausbeute, sondern auch einen hohen Arbeitsaufwand und einen hohen Verbrauch an Reagenzien, was ihre Anwendung in der industriellen Praxis stark einschränkt. Yu Ting et al. kombinierten die Hochdruckhydrolyse mit der chromatographischen SG64-Harz-Trenntechnik, um eine schnelle Zubereitungsmethode für Isochercitrin zu etablieren. Allerdings sind die Hydrolysebedingungen nicht leicht zu kontrollieren, und die Ausbeute an Isochercitrin ist gering. Das Produkt enthält eine große Menge an unhydrolysiertem Rutin und Quercetin, die durch weitere Hydrolyse gewonnen werden, was die anschließende Trennung erschwert.
Die Biotechnologie, z. B. die mikrobielle Transformation und die enzymkatalysierte Transformation, ist im Wesentlichen eine Stoffwechselreaktion, bei der freie Enzyme oder komplexe Enzyme verwendet werden, um die Struktur von Fremdstoffen zu verändern. Sie hat die Vorteile, dass sie unter milden Bedingungen abläuft, sehr selektiv ist, nur wenige Nebenprodukte produziert, sauber und umweltfreundlich ist und wenig kostet. Natürliche Glykosidverbindungen enthalten in der Regel mehr Glykosylgruppen und sind sehr polar, so dass sie nicht die beste Struktur für die Ausübung ihrer pharmakologischen Aktivität sind. Die Umwandlung in niedrige Glykoside, Aglykone oder andere Produkte wird dazu beitragen, dass sie ihre Wirksamkeit besser entfalten können. Wang Yuanyuan et al. verwendeten Streptomyces griseus zur Biotransformation von Rutin und trennten 6 Umwandlungsprodukte, darunter Isoquercitrin, durch Kieselgelsäulenchromatographie ab. Weitere Studien ergaben, dass die an diesem Prozess beteiligten Reaktionen komplizierter sind, einschließlich Methylierung und Glykosidhydrolyse usw., was darauf hindeutet, dass Streptomyces griseus eine geringe Spezifität für die Rutintransformation aufweist.
Die enzymatische Hydrolysemethode hat die Vorteile milder Reaktionsbedingungen, hoher Spezifität und einfacher Kontrolle der Reaktion und kann die Mängel der oben genannten Methode zur Herstellung von Isochercitrin überwinden. Wu Di et al. verwendeten beispielsweise α-L-Rhamnosidase, die von Mikroorganismen produziert wird, um Rutin umzuwandeln; die Ergebnisse zeigten, dass die Ausbeute an Isochercitrin 49,4% betrug und seine Reinheit nach der Reinigung durch Kieselgelsäulenchromatographie 98,3% erreichen konnte. Sun Guoxia et al. verwendeten Hesperidinase zur Hydrolyse von Rutin, um Isochercitrin herzustellen, und verwendeten ionische Flüssigkeiten, um die Ausbeute an Isochercitrin zu erhöhen. Die Umwandlungsrate des Endprodukts erreichte 99,27 ± 0,55%.
3. Einführung in die pharmakologischen Aktivitäten von Rutin und Isochercitrin
Rutin ist ein wichtiger Bestandteil der traditionellen chinesischen Medizin Färberdistel und anderer Arzneimittel zur Förderung der Blutzirkulation und Beseitigung von Blutstauungen. Es hat bestimmte Auswirkungen auf kardiovaskuläre und zerebrovaskuläre Erkrankungen wie zerebrale Thrombose und Angina pectoris. Jin Ming et al. fanden heraus, dass eine bestimmte Konzentration von Rutin die spezifische Bindung des Thrombozytenaktivierungsfaktors und der Thrombozytenrezeptoren von Kaninchen antagonisieren kann, wodurch die durch den Aktivierungsfaktor vermittelte Thrombozytenadhäsion und der Anstieg des freien Ca2+ Konzentration in Blutplättchen.
Guardia et al. untersuchten drei Flavonoide - Hesperidin, Quercetin und Rutin - und die entzündungshemmende Wirkung dieser drei Flavonoide bei Ratten. Zunächst wurde ein Rattenmodell für akute und chronische Entzündungen erstellt. Nach intraperitonealer Verabreichung einer Dosis von 80 mg/kg-d können die drei Flavonoide die akuten und chronischen Phasen des experimentellen Entzündungsmodells hemmen; unter ihnen hat Rutin die stärkste Wirkung auf die chronische Entzündung. Yoo et al. untersuchten die entzündungshemmenden Wirkungen von Rutin auf die pro-inflammatorische Reaktion menschlicher Nabelvenenendothelzellen (HUVECs), die durch das High Mobility Group Protein 1 (HMGB1) und verwandte Signalwege ausgelöst wird. Die Ergebnisse zeigen, dass Rutin die Freisetzung von HMGB1 hemmen und die Migration von Leukozyten der Maus reduzieren kann. Weitere Studien haben ergeben, dass Rutin auch die durch HMGB1 induzierte Produktion von Tumor-Nekrose-Faktor alpha und Interleukin 6 hemmen kann, was beweist, dass Rutin verschiedene schwere Vaskulitis-Erkrankungen durch Hemmung des HMGB1-Signalwegs behandeln kann.
Yang et al. maßen die antioxidative Aktivität von Rutin und verglichen sie mit dem Standardantioxidans Butylhydroxytoluol (BHT) und Ascorbinsäure (Vc). Die Ergebnisse zeigen, dass Rutin eine starke Fähigkeit besitzt, freie DPPH-Radikale abzufangen. Bei einer Konzentration von 0,05 mg/mL erreichen die Hemmungsraten von Vc, BHT und Rutin 92,8%, 58,8% bzw. 90,4%; darüber hinaus hat Rutin eine starke Wirkung auf Lipide. Qualitative Peroxidation hat auch eine signifikante hemmende Wirkung.
Alonso-Castro et al. wendeten die MTT-Methode an, um die zytotoxische Wirkung von Rutin auf menschliche Krebszellen und nicht-tumorigene Zelllinien nachzuweisen. Unterschiedliche Rutindosen wurden nu/nu-Mäusen mit SW480-Kolonkarzinom 32 Tage lang intraperitoneal injiziert; die Serumspiegel des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF), die Überlebenszeit und die toxikologischen Auswirkungen auf das Körpergewicht und das Gewicht der Organe wurden analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Rutin die höchste zytotoxische Wirkung auf SW480-Zellen hat (IC50 = 125 μM) und keine toxische Wirkung auf andere Organe von Mäusen hat; im Vergleich zu unbehandelten Mäusen verlängert sich die durchschnittliche Überlebenszeit um 50 Tage, und der Serum-VEGF-Spiegel sinkt um 55%. Saleh et al. verglichen die krebshemmenden Wirkungen von Rutin und Orlistat bei zwei Brustkrebsmodellen (in vivo EAC und in vitro MCF7) und Pankreaskrebszelllinien (PANC-1). Das Tumorvolumen, der CEA-Wert (carcinoembryonales Antigen), der Cholesteringehalt, das FAS-Antigen, die antioxidative Wirkung und die histopathologische Untersuchung haben gezeigt, dass sowohl Rutin als auch Orlistat eine krebshemmende Wirkung im Körper haben. Darüber hinaus sind beide zytotoxisch für die Zelllinien MCF-7 und PANC-1, indem sie die Apoptose fördern.
Moderne pharmakologische Studien haben gezeigt, dass die pharmakologischen Aktivitäten von Isoquercitrin in Bezug auf Antioxidation, Antitumor und andere Aspekte deutlich höher sind als die von Rutin. Jung et al. isolierten sieben Verbindungen wie Isoquercitrin aus Platycladus orientalis und untersuchten ihre antioxidative Aktivität. Die Ergebnisse zeigten, dass Isoquercitrin eine Wirkung auf die retinale Ganglienzelllinie RGC-5 hat, die durch Wasserstoffperoxid (H2O2). Die hemmende Wirkung auf den Zelltod ist am stärksten. Gleichzeitig ist Isoquercitrin oral gut verträglich, so dass es zur Behandlung von Krankheiten wie dem Glaukom eingesetzt werden kann. Rogerio et al. untersuchten die entzündungshemmende Wirkung von Quercetin und Isoquercitrin an Asthmamodellen von Mäusen; die Ergebnisse zeigten, dass diese beiden Flavonoide wirksame eosinophile Entzündungshemmer sind und ein gewisses Potenzial für die Behandlung allergischer Erkrankungen haben.
Huang et al. untersuchten den Mechanismus der Wirkung von Isoquercitrin auf Leberkrebs. In In-vitro-Experimenten wurde festgestellt, dass Isoquercitrin die Proliferation von Krebszellen hemmen und gleichzeitig deren Apoptose fördern kann und die Expression von PKC in menschlichen Leberkrebszellen reduziert; in In-vivo-Experimenten kann Isoquercitrin auch transplantierte Tumore in Nacktmäusen verursachen. Die Wachstumsrate der Zellen wird deutlich reduziert. Es wird bestätigt, dass Isoquercitrin das Auftreten und die Entwicklung von Leberkrebs signifikant hemmen kann, und sein molekularer Mechanismus kann mit den PKC- und MAPK-Signalwegen in Verbindung stehen.
Ji Lili verglich die hypoglykämische In-vitro-Aktivität von Isoquercitrin und Gesamtflavonoiden aus Moringa oleifera-Blättern. Die Ergebnisse zeigen, dass beide den Glukoseverbrauch von HepG2-Zellen signifikant erhöhen können, und die hypoglykämische Wirkung von Isoquercitrin ist signifikant stärker als die der Gesamtflavonoide; weitere Studien haben ergeben, dass sein hypoglykämischer Mechanismus hauptsächlich durch die Hemmung der Aktivität von DPP-4 erhöht wird und die Sekretion von Insulin auch die Expression von InsR, PKA und PKCα hochreguliert, wodurch die Wirkung von Insulin verstärkt und die Proliferation von Leber- und Pankreasinselzellen gefördert wird.
Yun et al. erörterten die antimykotische Aktivität von Isoquercitrin und seinen Wirkmechanismus; die Ergebnisse zeigten, dass Isoquercitrin eine starke Wirkung bei der Empfindlichkeitsprüfung von pathogenen Pilzen hat und keine Hämolyse festgestellt wurde. Darüber hinaus wurde Candida albicans auf die Freisetzung von Malonyljodid und Kalium getestet, was bestätigt, dass Isoquercitrin die Zellmembran beeinträchtigen und ihre Durchlässigkeit erhöhen kann, um eine Membranschädigung zu begünstigen und dadurch eine antibakterielle Aktivität auszuüben. Kim et al. fanden heraus, dass Isoquercitrin die Replikation von Influenza-A- und -B-Viren hemmen kann, und wenn es in Verbindung mit Amantadin und Oseltamivir verwendet wird, kann es die Entstehung von resistenten Viren wirksam hemmen, was darauf hindeutet, dass Isoquercitrin die Entstehung von resistenten Viren wirksam hemmen kann. Es hat ein gewisses Anwendungspotenzial für die Behandlung der viralen Influenza.
Zusätzlich zu den oben genannten Wirkungen hat Isoquercitrin auch physiologische Aktivitäten wie die Bekämpfung von Osteoporose, die Senkung des Blutdrucks und der Blutfette, Neuroprotektion und Antidepression. Auf die Anwendung von α-L-Rhamnosidase bei der Biotransformation von Rutin wird später noch eingegangen.
Kontaktieren Sie uns jetzt!
Wenn Sie einen Preis benötigen, tragen Sie bitte Ihre Kontaktdaten in das unten stehende Formular ein. Wir werden uns in der Regel innerhalb von 24 Stunden mit Ihnen in Verbindung setzen. Sie können mir auch mailen info@longchangchemical.com während der Geschäftszeiten ( 8:30 bis 18:00 Uhr UTC+8 Mo.~Sa. ) oder nutzen Sie den Live-Chat auf der Website, um eine schnelle Antwort zu erhalten.
