스기올

Sugiol
스기올
Sugiol.svg
이름
IUPAC 이름
(4aS, 10aS')-6-히드록시-1, 1, 4a-트리메틸-7-프로판-2-일-3, 4, 10a-테트라히드로-2H-페난트렌-9-온
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
첸블
켐스파이더
케그
  • InChI=1S/C20H28O2/c1-12(2)13-9-14-15(10-16)20(5)8-6-7-19(3,4)18(20)11-17(14)22/h9-10,12,18,21H,6-8H1,5H2
    키: IPEHJNNYPOFII-AZUAARDMA-N
  • CC(C)C1=C(C=C2C(=C1)C(=O)C[C@@H]3[C@@]2(CCCCC3(C)C)C)o
특성.
C20H28O2
몰 질량 300.442 g/g−1/g
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

Sugiol은 페놀성 아비에탄 유도체이며 특정 [1]침엽수 패밀리의 바이오마커로 사용될 수 있습니다.sugiol의 존재는 침엽수의 [2]Cupressaceae s.1, podocarpaceae 및 Araucaraiaceae 과의 식별에 사용될 수 있다.극성 테르페노이드는 n-알칸과 지방산 [1]외에 분해에 가장 강한 분자 중 하나이며, 퇴적 기록에서 오래 지속되기 때문에 생물 지표로서 높은 생존성을 제공합니다.상당한 양의 스기올이 에오세와 마이오세의 화석 목재와 [1]쥐라기 중기의 프로토포도카르폭실론 샘플에서 발견되었습니다.

배경

스지올은 자연적으로 발생하는 페놀 디터페노이드이다.[1]디터페노이드는 20개의 [3]탄소를 가진 2차 대사물의 그룹이다.비사이클릭 디터펜은 조립 방식 때문에 흔치 않고 피톨과 [3]같은 중요한 분자를 포함합니다.스지올은 3개의 6원환을 가지며, 그 중 하나는 방향족(고리 C)이며, B와 결합하는 옥소기를 첨가하는 것만으로 페루기놀과 다르다.그것은 또한 동일한 기본 구조를 공유하고 다른 육생 [4]식물 중 침엽수지에서 흔히 발견되는 세 가지 고리 모양의 디터페노이드의 한 종류인 아비탄으로 분류될 수 있다.

스기올, 페루기놀 등 방향족 탄소 고리를 함유한 방향족 아비탄은 약리학계에서 [4]높은 관심을 보이는 다양한 성질을 보여 왔다.스지올은 특히 항종양, 항균, 항산화, 항바이러스 [5]활성을 입증했다.

Sugiol은 악성 종양에서 구성 성분인 종양성 단백질 STAT3를 억제하는 것으로 나타났다.Sugiol은 효소 트랜스케톨라아제를 직접적으로 억제하여 활성산소종(ROS)의 형성과 스트레스 유발 세포사로 [5]이어집니다.활성산소는 매우 반응성이 높으며, 중요한 분자를 산화시킴으로써 세포 메커니즘을 손상시킬 수 있습니다.

Sugiol은 NF-bB, COX-2, TNF-alpha, IL-1beta [5]및 IL-6와 같은 염증 유전자를 하향 조절합니다.

수지올은 MDCK 세포에서 H1N1로 인한 바이러스 유발 세포변성을 최대 [5]72시간 동안 예방한다.또한 그램 양성 및 그램 음성 박테리아에 대해 유의한 중화 활성을 가지고 있으며, 그램 양성 유기체에 대해 약간 [5]더 높은 활성을 가지고 있는 것으로 나타났다.

많은 식물 유래 화합물들이 치료 [5]도구로서의 가능성을 입증해 왔다.한 연구에서 스기올은 인간에게 [6]라이슈마니아증을 일으킬 수 있는 기생충인 라이슈마니아 인판텀을 치료하는데 효과가 있다는 것을 보여주었다.유리수지올은 기생세균에서 세포사멸을 유도할 수 있었고, 효모에서 얻은 세포벽에 둘러싸이면 기생성 대식세포에 들어가 [6]L. inpantum을 억제할 수 있었다.

스지올은 치료시험에서 많은 보호효과를 보여왔기 때문에 식물에서는 화학방어제 [7]역할을 할 가능성이 높다.침엽수의 수지에 존재하는 수지는 대사 중에 생성된 ROS뿐만 아니라 병원성 바이러스나 박테리아로부터 식물을 보호하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

반응 경로

디터펜은 일반적으로 전구체 분자 Geranylgeranyl pyrophosphate(GGPP)로부터 합성된다.GGPP의 탄화수소 골격은 디터페노이드 [8]화합물의 다른 패밀리에 대한 전구체를 생성하기 위해 재배열되거나 첨가될 수 있는 다른 구조로 재배열될 수 있다.이 전구체 분자는 메발론산 경로 또는 디옥실룰로오스 [4]경로를 통해 합성될 수 있다.이 경로들은 이소펜테닐 피로인산을 생성하며, 이는 GGPP로 재배열될 수 있다.GGPP의 환화와 그에 따른 다른 전구체로의 재구성은 디테르펜 합성(diTPS)[9]으로 알려진 많은 효소군에 의해 제어된다.

스지올을 합성하기 위해 식물은 먼저 앞서 언급한 경로(메발론산 또는 디옥실룰로오스 경로) 중 하나를 통해 GGPP를 합성한 후, GGPP를 미티라디엔 [4]분자로 재배열해야 한다.중간화합물 아비타트리엔 형성 후 시토크롬 P450 효소가 중간화합물에 산소분자를 부착할 수 있다.이것은 페루기놀을 생성하며, 페루기놀은 수기올 합성효소에 [8]의해 수기올로 수정될 수 있다.

이어서 효소 스지올 합성효소에 [8]의해 구동되는 다음[10] 반응에 따라 페루기놀의 수식을 통해 스지올을 형성할 수 있다.

페루기놀 + 22 O + 2 NADPH → 2+ H + 32 HO + 2 NADP+ + 스지올

식물원

메리아과의 멜리아 아제다라크 꽃.이 혈관조영제 패밀리에서 낮은 수준의 Sugiol이 검출되었습니다.
침엽수과의 침엽수 종인 카메시파리 로소니아.이 과는 수기올이 검출되었습니다

아비탄은 일반 또는 페놀의 두 종류 중 하나로 분류될 수 있습니다.일반 아비에탄은 모든 침엽수에 공통적인 반면, 페놀성 아비에탄은 보통 더 특정한 과에서 발견되고 대부분 피나과에는 [2]없습니다.여기에는 세드루스 아틀란티카와 피누스 [2]실베스트리스에서 페루기놀과 그 유도체의 검출을 포함한 몇 가지 예외가 있다.

스기올은 큐프레시과, 택소디아과, 포도카르파스과,[2] 그리고 다른 많은 침엽수과에서 발견되었다.그것은 Pinaceae에서 [2]유의하게 검출되지 않았다.비슷한 페놀 아비탄은 삼나무(세드루스속), 소나무(피누스속), 원숭이 퍼즐(아라우카리아속), 토레야속(토레야속)[2]에서도 발견되었다.Sugiol은 Inula와 Melia와 [2]같은 특정 안지오스페름속에서도 발견되었지만 침엽수에서 훨씬 더 널리 퍼져있다.이것은 이러한 유기체들이 수기올이 생물 지표인 종들의 목록에서 제외되도록 한다.수기올 합성효소는 또한 페놀 디터펜을 많이 포함하고 전통적인 [8]한의학에서 일반적으로 사용되는 안지오스페름인 살비아 밀리티오르히자에서 분리되었다.

보존

원래 살아있는 유기물에 있던 유기화합물은 일정한 요구조건이 충족되면 암석기록에 보존될 수 있다.적절한 보존을 위해서는 충분한 유기물질의 공급과 유기물질의 높은 매몰, 그리고 유기물질은 중합되어 분해되지 않아야 합니다.분해된 생체분자가 많아질수록 바이오마커의 특이성이 낮아지는데, 이는 여러 분자가 디아제네시스 [11]후에 동일한 탄화수소 골격을 가질 수 있기 때문이다.하지만, 스기올과 같은 극성 테르페노이드는 화석 침엽수에 변하지 않은 형태로 보존될 수 있는데, 잠재적으로 그들을 [11]열화로부터 보호하는 식물 수지 때문이다.

플리오센 화석림에서 얻은 샘플에서는 대부분의 분자가 현저하게 분해되었지만, 스지올을 포함한 페놀 아비탄은 온전하고 [12]식별이 가능했다.오랜 후에, 극도로 극도로 또는 분해되다 오래 된 파악할 때 유용한이 해부학적 식별자를 잃어버렸다로 셀룰로오스 콘텐츠 비교하여 결정되는 있었던 샘플에서도 약 37.7%분해된다, sugiol의 양과 10%이상 ferruginol GC[12]Sugiol을 통해 물질이 검출된 샘플에서 검출할 수 있게 될 것이다.dp랜트 [1]화석

보존된 화석 목재와 폴란드에 위치한 쥐라기 숲 중부의 매장된 샘플에 대한 연구에서 식물 샘플의 해부학적 특징 보존과 화학적 [1]특징 사이에 부정적인 상관관계가 관찰되었습니다.생체분자를 보존하기 위해 필요한 빠른 광물화 과정이 유기물을 분해시켰지만, 광물화 초기 단계에서 점토 광물 매트릭스에 화학 바이오마커를 추출하거나 가두어 [1]분해로부터 보호한다는 가설이 있었다.혐기성 퇴적물에 시료를 묻으면 생분해량이 감소하고 [1]스지올을 포함한 바이오마커의 보존이 증가했다.Sugiol은 덜 산화된 [1]샘플에서 훨씬 더 풍부했다.또한, 스지올의[5] 항균 특성은 미생물이 주도하는 [1]분해를 감소시킴으로써 자신과 다른 천연물의 생분해 속도를 늦추는 데 도움이 될 수 있습니다.

측정 기술

스지올의 질량 스펙트럼을 그래픽으로 재현한 것.원래 가스 크로마토그래피 컬럼과 단일 4극 질량 분석계에서 얻어진 정이온화 모드이며, 이온화 에너지는 70eV, 질량 분해능은 0.0001Da이다.

가스 크로마토그래피/질량 분광법

가스 크로마토그래피(GC)와 질량분석법(MS)은 시료에서 스지올을 검출하고 식별하기 위해 일반적으로 사용된다.GC/MS는 매우 구체적이고 민감하며 광범위한 분석 [13]물질을 식별할 수 있습니다.살아있는 식물의 수지가 될 수 있는 원래의 샘플 또는 보존암 샘플에서 추출한 후 샘플은 이온화 될 수 있으며, 그 대표적인 스펙트럼을 통해 성분을 확인할 수 있다.또한 질량 스펙트럼의 각 피크를 분자의 유의한 단편화 생성물의 질량과 스펙트럼에서 가장 큰 유의한 피크인 분자 이온에 연결하여 화합물을 식별하는데 사용할 수 있다.

샘플에서 sugiol을 식별할 때 전체 스캔 모니터링은 일반적으로 50~650Da의 [1][14]전체 질량 범위를 스캔하는 데 사용됩니다.이를 통해 화학조성에 기초한 식별을 시도할 때 광범위한 분자량을 가진 화합물을 검출할 수 있다.또한 전자 충격 이온화는 샘플이 질량 [1][14]분석계로 전달되기 전에 샘플을 분해하고 이온화하는 데 일반적으로 사용됩니다.

sugiol의 분자 이온 피크는 300.2084의 [15]m/z 비율로 작은 피크로 나타납니다.질량 스펙트럼에서 가장 큰 피크는 285.1849의 [15]m/z 비율로 나타나며 CHO 공식의19252 단편화 생성물에 해당한다.이 단편화 생성물은 하나 적은 고리와 새롭게 열린 탄소 사슬에 결합된 HO2 분자를 가지고 있다.또 다른 중요한 피크는 m/z 257.1536으로 단일 링과 [16]CHO 공식의17212 다른 플래그멘테이션 생성물에 해당합니다.C 2({와 C H Ostyle 의 공식에 따라 더욱 유의한 피크가 217과[15] 243의 [15]m/z에서 나타난다.[15]

파생화

GC/MS 시료 준비를 위한 유도 반응에 사용되는 트리메틸실릴 관능기.

수지올은 원생 분자이다.원생 분자는 -OH, -NH, -HF와 같이 쉽게 분자를 떠나는 원생 그룹 또는 수소 분자를 가지고 있는 분자이다.이러한 분자는 피크 테일링을 증가시켜 [13]GC에 의해 분리되는 용이성에 영향을 미치기 때문에 GC/MS 데이터를 복잡하게 만들 수 있습니다.이러한 영향을 피하기 위해 프로톤 분자는 종종 유도체화 반응을 일으키며, 여기서 문제의 양성자는 다른 관능기로 [13]치환된다.일반적으로 사용되는 치환기는 트리메틸실릴(TMS)이며, 트리메틸실릴 유도체를 생성한다.일반적으로 사용되는 또 다른 그룹은 Tert-Butyldimethylsilyl(TBDMS)이며, 수산화기 및 아민원생기를 [13]유도하는 데에도 사용된다.디아조메탄은 또한 카르본산으로부터 [13]메틸에스테르를 형성하는 데 사용되어 왔다.

도입 사례

환경 샘플의 수명과 특정 과의 식물에만 존재하는 스기올의 조합은 스기올을 뛰어난 바이오마커가 되게 한다.페루기놀이나 다른 디터펜과 같은 다른 바이오마커와 함께 스지올을 검출하는 것은 샘플의 식별을 강화하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 가능한 동일성의 범위를 소수의 특정 침엽수족으로만 좁힐 수 있다.스지올은 프로토포도카르폭실론,[1] 석고석고 [12]등 멸종식물 분류에 이용되고 있다.

Protopodocarpoxylon 식별

Protopodocarpoxylon은 지금은 화석화된 나무로 종종 발견되는 침엽수 기관지 식물의 멸종된 속이다.[1]2007년 연구에서 폴란드 중남부에서 채취한 화석 목재에서 바이오마커를 추출하고 식별함으로써 샘플이 Protopodocarpoxylon Eckhold로[1] 식별되었다.목재 샘플은 점토와 탄산염 퇴적물에서 채취한 후 분쇄하기 전에 오염물질을 제거하고 유기물을 [1]추출했다.추출물은 TMS로 유도된 후 가스 크로마토그래피-질량분석([1]GC-MS) 분석을 받았다.

분석된 검체에서는 여러 개의 아비탄이 검출되었으며,[1] 검사 대상 검체 4개 모두에서 페루기놀, 스기올, 시몬엘라이트 및 데히드로아비에탄이 검출되었습니다.스지올과 페루기놀은 모두 불변 천연물로 [1]검출됐다.더 산화된 샘플에서 검출된 수지올과 페루기놀의 풍부함에서 극적인 차이가 있었지만, 두 [1]경우 모두에서 생체표지는 여전히 검출되었다.

알려지지 않은 화석 목재 샘플에는 지방족 지질(n-Alkanols 및 n-Alkanoic acids), 디테르페노이드(아비에탄, 라브단, 토타란), 트리테르페노이드(루판 및 호판),[1] 스테로이드 성분이 포함되어 있는 것으로 확인되었습니다.긴 사슬 n-alkanes, ferruginol, sugiol 및 deidroabietic acid의 존재를 고려하였고, 샘플은 Podocarpaceae,[1] Cupressaceae 또는 Araucariaceae 중 하나의 침엽수 식물인 것으로 확인되었습니다.이러한 모든 화학적 식별자와 기관지 특유의 뚜렷한 형태학적 특징을 결합하여 Protopodocarpoxylon을 [1]샘플에 할당할 수 있었다.

각각 다른 유기체 그룹에 해당하는 여러 바이오마커의 존재는 잠재적 정체성을 좁힐 수 있게 한다.표현형 특성과 결합하면, 스기올과 같은 특정 생물 지표는 알려지지 않은 유기체를 식별하는데 매우 강력한 도구가 된다.

Taxodioxylori 석고 판별

Taxodoxylon 석고나무 화석 표본

Taxodoxylon gysaceum은 현재 화석 [12]목재로 발견된 멸종된 침엽수 종이다.

다양한 분해 단계에 있는 동일한 목재 샘플은 원래 플리오센 [12]시대에 존재했던 이탈리아의 숲에서 수집되었다.이러한 샘플은 증기 증류를 사용하여 터펜을 추출하기 전에 거칠게 가공하여 다른 분율로 필터링되었습니다.추출은 GC/MS를 [12]통해 분석되었으며, 각 [12]시료의 홀로셀룰로오스 함량을 분석하여 비교 열화 정도를 구하였다.홀로셀룰로오스는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스를 포함하지만 리그닌은 포함하지 않는 식물 바이오매스의 비율을 말합니다.이들 탄수화물은 분해 과정에서 분해되기 때문에 그 농도는 분해 정도를 측정하는 데 사용될 수 있다.

분해된 리그나이트 검체에서는 10% 이상의 페루기놀, 5~10%의 포드카르포디올,[12] 5% 미만의 스지올을 포함한 다양한 테르펜이 검출되었다.이러한 화합물은 다른 [12]화합물의 분해 선호로 인해 분해된 시료에서 더 널리 퍼진 것으로 가정되었다.이 샘플에서 이러한 테르펜의 존재는 이 유기체가 큐프레시과,[12] 포도카르파스과 또는 택소디아과 과에 속한다는 것을 암시한다.존재하는 테르펜의 특정한 조합을 고려할 때, 샘플은 Taxodioxylon 석고로[12] 식별되었다.Taxodoxylon 석고로 알려진 다른 검체에서도 테르펜의 조합이 검출되어 이러한 [12]식별을 더욱 뒷받침하고 있습니다.

이들 샘플에서 채취한 테르펜의 산출량은 페놀 디터펜을 함유한 다른 종보다 높았고, 이는 세스퀴터펜과 디터펜의 높은 비율이 Taxodioxylon 석고석고의[12] 추가 바이오마커임을 시사한다.

레퍼런스

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