Rutine, ook bekend als vitamine P, heeft een molecuulformule van C27H30O16. De chemische structuur van rutine is weergegeven in figuur 1. Het is een natuurlijke flavonoïde glycoside met ontstekingsremmende, antioxiderende, anti-allergische en antivirale effecten. Het smeltpunt van rutine is ongeveer 178 ℃, en het is een geel kristal bij kamertemperatuur. Het wordt donkerder van kleur bij blootstelling aan licht en heeft een bittere smaak. Het heeft een lage oplosbaarheid in water, gemakkelijk oplosbaar in methanol, ethanol en onoplosbaar in organische reagentia met lage polariteit zoals petroleumether. Rutine wordt op grote schaal aangetroffen in de wortels, stengels, bladeren en andere delen van planten, en het gehalte is hoger in planten zoals Sophora japonicus, rutinenkruid, Eclipta prostrata en boekweit. Op dit moment wordt rutine voornamelijk geëxtraheerd uit Sophora japonica in de industriële productie, en het gehalte kan oplopen tot meer dan 23,0%. Qua geografische verspreiding is het rutinegehalte in Sophora japonica hoger in de provincies Henan, Shandong en Hebei. Daarnaast hebben sommige studies aangetoond dat boekweit, rode dadels, moerbeibladeren en andere planten ook een bepaalde hoeveelheid rutine bevatten.
Figuur 1 De chemische structuur van rutine
Isoquercitrine, ook bekend als apocynum A, is een derivaat van rutine afgeleid van derhamnosyl. De molecuulformule is C21H20O12. De chemische structuur van isoquercitrine is weergegeven in figuur 2. Isoquercitrine heeft een smeltpunt van ongeveer 226 °C en is een geel kristal bij kamertemperatuur. De oplosbaarheid in water is laag, slechts 25,9 mg/L bij kamertemperatuur. Het wordt donkerder na oplossen in alkalisch water. Isoquercitrine is wijdverspreid in planten, waaronder Saururus chinensis, Houttuynia cordata, Rhododendron bladgoud, rododendron, Ginkgo biloba, Morus moerbei en Elaeagnus duindoorn, enz. Het natuurlijke gehalte aan isoquercitrine in planten is echter laag, gemiddeld slechts een paar tienduizendste, dus wordt het meestal bereid met synthetische methoden. Moderne farmacologische studies hebben aangetoond dat de farmacologische activiteit van isoquercitrine aanzienlijk hoger is dan die van rutine en dat de medicinale waarde ervan hoger is.
Figuur 2 De chemische structuur van isoquercitrine
2. Bereiding van isoquercitrine
Isoquercitrine komt van nature weinig voor in planten en wordt in de industrie vaak bereid door middel van zure hydrolyse, hydrolyse onder hoge druk en andere methoden. Studies hebben kolomchromatografie gebruikt om isoquercitrinemonomeer van plantenextracten te scheiden. Shi Xin et al. gebruikten bijvoorbeeld semi-preparatieve hogedrukvloeistofchromatografie om isoquercitrine met een zuiverheid van > 98,0% te scheiden van Yidianhong medicinale materialen; Yin Li gebruikte macroporeuze hars kolomchromatografie gecombineerd met semi-preparatieve hogedrukvloeistofchromatografie om isoquercitrine te verkrijgen van 580 mg Huangdingju 9,3 mg isoquercitrine werd geïsoleerd uit het alcoholextract en de zuiverheid was 95,8%. Vanwege het lage natuurlijke gehalte aan isoquercitrine in planten heeft deze methode echter niet alleen een lage opbrengst, maar ook een grote werklast en veel reagensverbruik, wat de toepassing in de industriële praktijk sterk beperkt. Yu Ting et al. combineerden hydrolyse onder hoge druk met SG64-hars chromatografische scheidingstechnologie om een snelle bereidingsmethode voor isoquercitrine te ontwikkelen. De hydrolysecondities zijn echter niet gemakkelijk te controleren en de opbrengst van isoquercitrine is laag. Het product bevat een grote hoeveelheid niet-gehydrolyseerde rutine en quercetine verkregen door verdere hydrolyse, wat de moeilijkheid van latere scheiding vergroot.
Biotechnologie zoals microbiële transformatie en enzymgekatalyseerde transformatie is in wezen een metabolische reactie waarbij vrije enzymen of complexe enzymen worden gebruikt om de structuur van vreemde verbindingen te wijzigen. Het heeft de voordelen van milde omstandigheden, sterke selectiviteit, weinig bijproducten, schoon en milieuvriendelijk, en lage kosten; natuurlijk; glycosideverbindingen bevatten meestal meer glycosylgroepen en zijn erg polair, dus zijn ze niet de beste structuur om hun farmacologische activiteit uit te oefenen. Door ze om te zetten in lage glycosiden, aglyconen of andere producten kan hun werkzaamheid beter worden uitgeoefend. Wang Yuanyuan et al. gebruikten Streptomyces griseus om rutine te biotransformeren en scheidden 6 conversieproducten, waaronder isoquercitrine, met behulp van silicagel kolomchromatografie. Verdere studies wezen uit dat de reacties die betrokken zijn bij dit proces gecompliceerder zijn, waaronder methylering en glycosidehydrolyse, wat erop wijst dat Streptomyces griseus weinig specifiek is voor de omzetting van rutine.
De enzymatische hydrolysemethode heeft de voordelen van milde reactieomstandigheden, sterke specificiteit en gemakkelijke controle van de reactie, en kan de tekortkomingen van de bovengenoemde methode voor het bereiden van isoquercitrine overwinnen. Wu Di et al. gebruikten bijvoorbeeld α-L-rhamnosidase geproduceerd door micro-organismen om rutine te transformeren; de resultaten toonden aan dat de opbrengst van isoquercitrine 49,4% was, en de zuiverheid kon 98,3% bereiken na zuivering door silicagel kolomchromatografie. Sun Guoxia et al. gebruikten hesperidinase om rutine te hydrolyseren om isoquercitrine te bereiden en gebruikten ionische vloeistoffen om de opbrengst van isoquercitrine te verhogen. De omzettingssnelheid van het eindproduct bereikte 99,27 ± 0,55%.
3. Inleiding tot de farmacologische activiteiten van rutine en isoquercitrine
Rutine is een belangrijk bestanddeel van de traditionele Chinese geneeskunde saffloer en andere geneesmiddelen voor het bevorderen van de bloedsomloop en het verwijderen van bloedstase. Het heeft bepaalde effecten op cardiovasculaire en cerebrovasculaire aandoeningen zoals hersentrombose en angina pectoris. Jin Ming et al. ontdekten dat een bepaalde concentratie rutine de specifieke binding van de bloedplaatjesactiverende factor en de konijnenbloedplaatjesreceptoren kan tegengaan, waardoor de adhesie van de bloedplaatjes door de activerende factor en de toename van vrij Ca2+Â concentratie in bloedplaatjes.
Guardia et al. bestudeerden drie flavonoïden, hesperidine, quercetine en rutine, en de ontstekingsremmende werking van deze drie flavonoïden op ratten. Eerst werd een rattenmodel van acute en chronische ontsteking geconstrueerd. Na intraperitoneale toediening in een dosis van 80 mg/kg-d kunnen de drie flavonoïden de acute en chronische fasen van het experimentele ontstekingsmodel remmen; rutine heeft het sterkste effect op chronische ontsteking. Yoo et al. bestudeerden de ontstekingsremmende effecten van rutine op de pro-inflammatoire respons van humane navelstreng-endotheelcellen (HUVECs), geïnduceerd door high mobility group protein 1 (HMGB1) en gerelateerde signaalroutes. De resultaten laten zien dat rutine het vrijkomen van HMGB1 kan remmen en de migratie van muizenleukocyten kan verminderen. Verdere studies hebben aangetoond dat rutine ook de productie van tumornecrosefactor alfa en interleukine 6, geïnduceerd door HMGB1, kan remmen. Dit bewijst dat rutine verschillende ernstige vasculitisziekten kan behandelen door de HMGB1-signaleringsroute te remmen.
Yang et al. hebben de antioxidantwerking van rutine gemeten en vergeleken met de standaard antioxidant butylhydroxytolueen (BHT) en ascorbinezuur (Vc). De resultaten laten zien dat rutine een sterk vermogen heeft om de vrije radicalen DPPH te neutraliseren. Bij een concentratie van 0,05 mg/ml kunnen de remmingssnelheden van Vc, BHT en rutine respectievelijk 92,8%, 58,8% en 90,4% bereiken; daarnaast heeft rutine een sterk effect op lipiden. Kwalitatieve peroxidatie heeft ook een significant remmend effect.
Alonso-Castro et al. gebruikten de MTT-methode om het cytotoxische effect van rutine op menselijke kankercellen en niet-tumorigene cellijnen vast te stellen. Verschillende doses rutine werden gedurende 32 dagen intraperitoneaal geïnjecteerd in nu/nu muizen met SW480 coloncarcinoom; de niveaus van de vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF) in het serum, de overlevingstijd en de toxicologische effecten op het lichaamsgewicht en het gewicht van de organen werden geanalyseerd. De resultaten laten zien dat rutine het hoogste cytotoxische effect heeft op SW480-cellen (IC50 = 125 μM), en geen toxisch effect heeft op andere organen van muizen; vergeleken met onbehandelde muizen wordt de gemiddelde overlevingstijd met 50 dagen verlengd, en het serum VEGF-niveau A daalt met 55%. Saleh et al. vergeleken de antikankereffecten van rutine en orlistat op twee borstkankermodellen (in vivo EAC en in vitro MCF7) en alvleesklierkankercellijnen (PANC-1). Tumorvolume, CEA-niveau (carcino-embryonisch antigeen), cholesterolgehalte, FAS-antigeen, antioxidantwerking en histopathologisch onderzoek toonden aan dat zowel rutine als orlistat een antikankeractiviteit in het lichaam hadden. Bovendien zijn beide cytotoxisch voor MCF-7 en PANC-1 cellijnen door het bevorderen van apoptose.
Moderne farmacologische studies hebben aangetoond dat de farmacologische activiteiten van isoquercitrine in antioxidatie, anti-tumor en andere aspecten aanzienlijk hoger zijn dan die van rutine. Jung et al. isoleerden zeven verbindingen zoals isoquercitrine uit Platycladus orientalis en testten hun antioxidantactiviteit. De resultaten toonden aan dat isoquercitrine een effect heeft op de retinale ganglioncellijn RGC-5 geïnduceerd door waterstofperoxide (H2O2). Het remmende effect van celdood is het sterkst. Tegelijkertijd wordt isoquercitrine oraal verdragen, waardoor het kan worden gebruikt om ziekten zoals glaucoom te behandelen. Rogerio et al. onderzochten de ontstekingsremmende effecten van quercetine en isoquercitrine op muismodellen van astma; de resultaten toonden aan dat deze twee flavonoïden effectieve eosinofiele ontstekingsremmers zijn en een zeker potentieel hebben voor de behandeling van allergische aandoeningen.
Huang et al. bestudeerden het mechanisme van het effect van isoquercitrine op leverkanker. In in vitro experimenten werd ontdekt dat isoquercitrine de proliferatie van kankercellen kan remmen en tegelijkertijd hun apoptose kan bevorderen, en tegelijkertijd het expressieniveau van PKC in menselijke leverkankercellen kan verlagen; in vivo experimenten kan isoquercitrine ook getransplanteerde tumoren in naakte muizen veroorzaken. De groeisnelheid van de cellen wordt aanzienlijk verminderd. Er wordt bevestigd dat isoquercitrine het ontstaan en de ontwikkeling van leverkanker aanzienlijk kan remmen, en het moleculaire mechanisme kan gerelateerd zijn aan de PKC- en MAPK-signaalroutes.
Ji Lili vergeleek de in vitro hypoglykemische activiteit van isoquercitrine en totale flavonoïden van de bladeren van Moringa oleifera. De resultaten laten zien dat beide de consumptie van glucose door HepG2-cellen aanzienlijk kunnen verhogen en dat het hypoglykemische effect van isoquercitrine significant sterker is dan dat van flavonoïden totaal; verdere studies hebben uitgewezen dat het hypoglykemische mechanisme voornamelijk wordt versterkt door het remmen van de activiteit van DPP-4 en de secretie van insuline verhoogt ook de expressie van InsR, PKA en PKCα, waardoor het effect van insuline wordt versterkt en de proliferatie van lever- en pancreaseilandjes wordt bevorderd.
Yun et al. bespraken de antischimmelactiviteit van isoquercitrine en het werkingsmechanisme; de resultaten toonden aan dat isoquercitrine een sterk effect heeft in de gevoeligheidstest van pathogene schimmels, en er werd geen hemolyse gevonden. Bovendien werd candida albicans ook getest op het vrijkomen van malonyljodide en kalium, wat bevestigt dat isoquercitrine kan interfereren met het celmembraan en de permeabiliteit ervan kan verhogen om membraanschade te bevorderen, waardoor antibacteriële activiteit wordt uitgeoefend. Kim et al. ontdekten dat isoquercitrine de replicatie van influenza A en B virussen kan remmen, en wanneer het gebruikt wordt in combinatie met amantadine en oseltamivir kan het de opkomst van resistente virussen effectief remmen, wat aangeeft dat isoquercitrine de opkomst van resistente virussen effectief kan remmen. Het heeft bepaalde toepassingsmogelijkheden voor de behandeling van virale influenza.
Naast de bovengenoemde effecten heeft isoquercitrine ook fysiologische activiteiten zoals anti-osteoporose, verlaging van de bloeddruk, bloedlipiden, neuroprotectie en antidepressie. De toepassing van α-L-rhamnosidase in de biotransformatie van rutine zal later verder worden toegelicht.
Neem nu contact met ons op!
Als je Price nodig hebt, vul dan je contactgegevens in op het formulier hieronder. We nemen dan meestal binnen 24 uur contact met je op. Je kunt me ook een e-mail sturen info@longchangchemical.com tijdens kantooruren (8:30 tot 18:00 UTC+8 ma. ~ za.) of gebruik de live chat op de website voor een snel antwoord.
