Ferruginol

Ferruginol
Ferruginol.png
Namn
Föredraget IUPAC-namn
(4bS , 8aS ) -4b,8,8-trimetyl-2-(propan-2-yl)-4b,5,6,7,8,8a,9,10-oktahydrofenantren-3-ol
Identifierare
3D-modell ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
UNII
  • InChI=1S/C20H30O/c1-13(2)15-11-14-7-8-18-19(3,4)9-6-10-20(18,5)16(14)12-17( 15)21/h11-13,18,21H,6-10H2,1-5H3/t18-,20+/m0/s1  check Y
    Nyckel: QXNWVJOHUAQHLM-AZUAARDMSA-N  check Y
  • InChI=1/C20H30O/c1-13(2)15-11-14-7-8-18-19(3,4)9-6-10-20(18,5)16(14)12-17( 15)21/h11-13,18,21H,6-10H2,1-5H3/t18-,20+/m0/s1
    Nyckel: QXNWVJOHUAQHLM-AZUAARDMBU
  • Oc1c(cc2c(cl)[C@]3(CCCC([C@@H]3CC2)(C)C)C)C(C)C
Egenskaper
C20H30O _ _ _ _
Molar massa 286,459 g·mol -1
Densitet 1,0±0,1 g/cm 3
Smältpunkt 56-57°C
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒  N ( vad är check☒ Y N ?)

Ferruginol är en naturlig fenol med en terpenoid understruktur. Specifikt är det en diterpen av den kemiska klassen abietan , vilket betyder att den kännetecknas av tre sammansmälta sexledade ringar och funktionella alkylgrupper. Ferruginol identifierades först 1939 av Brandt och Neubauer som huvudkomponenten i hartset från Miro-trädet ( Podocarpus ferrugneus) och har sedan dess isolerats från andra barrträdarter i familjerna Cupressaceae och Podocarpaceae . Som en biomarkör används närvaron av ferruginol i fossiler, främst harts, för att beskriva tätheten av dessa barrträd i just den biosfären under hela tiden.

Bakgrund

Ferruginol är en fenolisk abieten, en typ av tricyklisk diterpenoid som härrör från landväxter. Den har en molekylär sammansättning av C20H30O med en molekylvikt på 286 g/ mol . Tillsammans med dess närvaro i Araucariaceae Verbenaceae - familjen har den hittats i en mängd barrträdsfamiljer inklusive Podocarpaceae , de forntida och de utdöda Cheirolepidiaceae . Den är särskilt användbar som biomarkör på grund av dess koncentration i Cupressaceae -familjen. I dessa barrträd fungerar den som en växtmetabolit, tillsammans med vissa skyddande och antibakteriella roller.

Bevarande

Som en polär terpenoid ansågs ferruginol ha dålig bevarandepotential. Upptäckten av hartsfossiler gav emellertid oförändrade naturliga diterpenoider som kan användas för att förstå botanisk mångfald under en given geologisk tidsålder. Analys av makrofossiler eller lersediment används också för att identifiera närvaron av ferruginol, även om dessa prover kanske inte är helt bevarade. Att jämföra sammansättningen av fossiliserat kol eller lera från samma region som hartsfossiler kan indikera de ursprungliga biologiska prekursorerna för dessa prover. Dessutom kan de diagenetiska förändringarna av fossiler användas för att förstå miljöförändringarna under tiden efter att de bildades. Allmänna abietanditerpenoidabietinsyror har kopplats till de diagenetiska produkterna simonellite och reten . Mikrobiell och abiotisk nedbrytning gör att de flesta biomarkörer av barrträd inte kan kopplas till specifika arter, så det är särskilt användbart att hitta hartsartade prover som kan ge mer detaljerad identifiering.

På grund av det förbättrade bevarandet av ferruginol och andra diterpenoider i fossilt harts har de visat sig vara underrepresenterade i sedimentprover jämfört med angiospermer, vars bladvaxer är mer fria att spridas genom provet. Även i regioner som är kända för att ha ett stort överflöd av barrträd har sedimentprover visat sig innehålla lite eller inga oförändrade diterpenoider. Relationen till förekomsten av barrträd kan därför inte direkt bestämmas från biomarkörkoncentrationer i sedimentprover, eftersom detta kommer att vara partiskt genom bevarande.

Förekomsten av ferruginol har också använts i mer moderna prover som biologiska spårämnen. Analys av honungsbiprodukten propolis hjälper till exempel att fastställa den huvudsakliga botaniska källan som bina samlar in.

Mått

Masspektrum av ferruginol, isolerat från Taxodium -prover. Bild modifierad från.

Provberedningen för att mäta mängden ferruginol varierar beroende på formen som provet initialt tar, men följer i allmänhet samma struktur. Efter fysisk krossning av provet N , O -bistrifluoracetamid (BSTFA) för att omvandla molekyler till trimetylsilyl (TMS)-derivat. Det extraheras sedan kemiskt till neutrala, aromatiska och polära fraktioner med användning av specificerade elueringsmedel, ofta hexan, diklormetan respektive metanol. De aromatiska fraktionerna analyseras sedan med hjälp av gaskromatografi-masspektrometri (GC-MS), och biblioteksdata tillsammans med fragmenteringsmönster används för att identifiera den molekylära sammansättningen av varje anmärkningsvärd topp och deras relativa koncentration i provet. Ferruginol kan identifieras med en molekylvikt på 286 m/z.

Tillsammans med GC-MS har ferruginol också analyserats med hjälp av korspolarisation/ magisk vinkelspinning kärnmagnetisk resonans (3C-CPMAS-NMR) för att ge mer detaljerad analys. Dessutom har time-of-flight sekundär jonmasspektrometri (TOF-SIMS) använts i kombination med GC-MS med prover insamlade från fortfarande levande organismer för ytavbildning och djupprofilering.

Bioaktivitet

Forskning publicerad 2005 fann att denna och andra föreningar i klassen från Sequoia har in vitro antitumör- och antiinflammatoriska egenskaper i cellinjer . In vitro -studier har visat human kolon-, bröst- och lungtumörreduktion och minskning av onkogentransformerade celler också. Ferruginol har också visat sig ha antibakteriell aktivitet och gastroskyddande effekter.

Mot äggstockscancerceller inducerade det apoptos , begränsad migration och orsakade cellcykelstopp. Denna påverkan på cancerceller var dosberoende, med högre doser av ferruginol som mer framgångsrikt hämmade migration. När det studerades mot mänskliga prostatacancerceller inducerade ferruginol på liknande sätt celldöd genom att undertrycka signalvägar för överlevnad. Specifik aktivitet av tumörtillväxthämning (GI) är 2-5 mikrogram/milliliter. Utöver anti-canceraktivitet visade studier med möss att ferruginol hade antiinflammatoriska egenskaper mot inducerad ulcerös kolit och fungerade som ett gastroskyddande medel mot gastrolesioner.

Fallstudie av biomarkörer: Brasilien

Totalt jonkromatogram av bärnstensfärgat prov från Ipubi Formation. Ferruginoltoppen är markerad med ett rött X. Modifierad från.

Araripebassängen i Brasilien är välkänd för den mångsidiga och välbevarade samlingen av fossiler . Trots detta är Ipubi-formationen i centrala Santana Group endast dåligt utforskad. För att bättre förstå paleofloran analyserade forskare vid Universidade Federal Rural de Pernambuco bärnstensharts från de svarta skiffrarna som utgör insamlingsplatsen. Palynologiskt innehåll hade använts för att datera Ipubi-formationen som Aptian-Albian (125–100,5 mya), och bärnstensproverna ansågs vara alloktona , efter att ha svept in från närliggande barrträdskällor. GC-MS-analys resulterade i kromatogrammet som visas till höger, med ferruginol-toppen markerad i rött. Dessutom 3C-CPMAS-NMR för att ytterligare förstå provet. De analyserade terpenoiderna separerades i tre grupper: monoterpener, sesquiterpenoider och diterpenoider. Diterpenoider av den abietaniska klassen var vanligast i bärnsten, även om de är allmänt närvarande i alla barrträdsfamiljer och därför mindre användbara för att identifiera specifika bidragande arter. Detekteringen av ferruginol bidrog till att begränsa det biologiska ursprunget till familjerna Cupressaceae , Podocarpaceae och Cheirolepidiaceae . Dessutom uteslöt frånvaron av kallitrisater, kauraner och phyllocladaner Cupressaceae som källa. Därför identifierades de möjliga botaniska källorna till bärnsten som samlats i Ipubi-formationen som Podocarpaceae och Cheirolepidiaceae. Resultaten från bärnstensproverna överensstämmer med miljöförhållanden som fastställts från en separat analys av den bituminösa skiffern.

  1. ^   Brandt, CW; Neubauer, LG (1939-01-01). "221. Miroharts. Del I. Ferruginol" . Journal of the Chemical Society (Återupptas) : 1031–1037. doi : 10.1039/JR9390001031 . ISSN 0368-1769 .
  2. ^ a b c d   Otto, Angelika; Simoneit, Bernd RT; Rember, William C. (2005-06-01). "Biomarkörer av barrträd och angiosperm i lersediment och fossila växter från Clarkia-formationen från miocen, Idaho, USA" . Organisk geokemi . 36 (6): 907–922. doi : 10.1016/j.orggeochem.2004.12.004 . ISSN 0146-6380 .
  3. ^ a b   Stefanova, Maya; Simoneit, Bernd RT (2008-08-05). "Polära aromatiska biomarkörer av Miocen-åldrad Chukurovo resinite och korrelation med en progenitor makrofossil" . International Journal of Coal Geology . 75 (3): 166–174. doi : 10.1016/j.coal.2008.05.003 . ISSN 0166-5162 .
  4. ^   Otto, A.; Walther, H.; Püttmann, W. (1997-01-01). "Sesqui- och diterpenoidbiomarkörer bevarade i Taxodium-rika Oligocene oxbow sjöleror, Weisselsterbassängen, Tyskland" . Organisk geokemi . 26 (1–2): 105–115. doi : 10.1016/S0146-6380(96)00133-7 . ISSN 0146-6380 .
  5. ^    Popova, Milena; Trusheva, Boryana; Cutajar, Simone; Antonova, Daniela; Mifsud, David; Farrugia, Claude; Bankova, Vassya (maj 2012). "Identifiering av växtursprunget för de botaniska biomarkörerna för Propolis av medelhavstyp" . Naturlig produktkommunikation . 7 (5): 569–570. doi : 10.1177/1934578X1200700505 . ISSN 1934-578X . PMID 22799077 .
  6. ^ a b c d    Pereira, Ricardo; Lima, Flaviana Jorge de; Simbras, Felipe M.; Bittar, Sheila Maria Bretas; Kellner, Alexander Wilhelm Armin; Saraiva, Antônio Álamo F.; Bantim, Renan AM; Sayão, Juliana M.; Oliveira, Gustavo R. (2020-03-01). "Biomarkörsignaturer av krita Gondwana-bärnsten från Ipubi-formationen (Araripe Basin, Brasilien) och deras paleobotaniska betydelse" . Journal of South American Earth Sciences . 98 : 102413. Bibcode : 2020JSAES..9802413P . doi : 10.1016/j.jsames.2019.102413 . ISSN 0895-9811 . S2CID 210270723 .
  7. ^     Imai, Takanori; Tanabe, Kinuko; Kato, Toshiyuki; Fukushima, Kazuhiko (2005-06-01). "Lokalisering av ferruginol, en diterpenfenol, i kärnved Cryptomeria japonica genom sekundär jonmasspektrometri under flygning. " Planta . 221 (4): 549–556. doi : 10.1007/s00425-004-1476-2 . ISSN 1432-2048 . PMID 15856284 . S2CID 6298474 .
  8. ^ ECJ Smith; GW Kaatz; EM Williamson; S. Gibbons. "P-168: Ferruginols motståndsmodifierande aktivitet" (PDF) . Arkiverad från originalet (PDF) den 9 oktober 2007. {{ citera tidskrift }} : Citera tidskrift kräver |journal= ( hjälp )
  9. ^ C. Flores; J. Alarcón; J. Becerra; M. Bittner; M. Hoeneisen; M. Silva (2001). "EXTRAKTERBARA FÖRENINGAR AV INhemska TRÄD: KEMISK OCH BIOLOGISK STUDIE I: Bark av Prumnopytis andina (Podocarpaceae) och Austrocedrus chilensis (Cupressaceae)" . Bol. Soc. Chil. Quím . 46 (1). doi : 10.4067/S0366-16442001000100010 .
  10. ^    Areche, Carlos; Theoduloz, Cristina; Yáñez, Tania; Souza-Brito, Alba RM; Barbastefano, VíCtor; De Paula, DéBora; Ferreira, Anderson L.; Schmeda-Hirschmann, Guillermo; Rodríguez, Jaime A. (2008). "Gastroskyddande aktivitet av ferruginol hos möss och råttor: effekter på magsekretion, endogena prostaglandiner och icke-proteinsulfhydryler". Journal of Pharmacy and Pharmacology . 60 (2): 245–51. doi : 10.1211/jpp.60.2.0014 . hdl : 10533/139107 . PMID 18237473 . S2CID 9928974 .
  11. ^    Xiong, Wen-Dong; Gong, Jian; Xing, Chao (2017-11-01). "Ferruginol uppvisar anticancereffekter i OVCAR-3 humana äggstockscancerceller genom att inducera apoptos, hämning av cancercellsmigration och G2/M fas cellcykelstoppretraktion i /10.3892/mmr.2021.11868" . Molekylärmedicinska rapporter . 16 (5): 7013–7017. doi : 10.3892/mmr.2017.7484 . ISSN 1791-2997 . PMID 28901510 .
  12. ^    Bispo De Jesus, Marcelo; Zambuzzi, Willian Fernando; Ruela De Sousa, Roberta Regina; Areche, Carlos; Santos De Souza, Ana Carolina; Aoyama, Hiroshi; Schmeda-Hirschmann, Guillermo; Rodríguez, Jaime A.; Monteiro De Souza Brito, Alba Regina; Peppelenbosch, Maikel P.; Den Hertog, Jeroen; De Paula, Eneida; Ferreira, Carmen Veríssima (2008-06-01). "Ferruginol undertrycker signalvägar för överlevnad i androgenoberoende mänskliga prostatacancerceller" . Biochimie . 90 (6): 843–854. doi : 10.1016/j.biochi.2008.01.011 . ISSN 0300-9084 . PMID 18294971 .
  13. ^   Son, Kh; Åh, Hm; Choi, Sk; Han, Dc; Kwon, Bm (april 2005). "Anti-tumör abietane diterpenes från kottarna av Sequoia sempervirens". Bokstäver inom bioorganisk och medicinsk kemi . 15 (8): 2019–21. doi : 10.1016/j.bmcl.2005.02.057 . PMID 15808460 .
  14. ^   Zhu, Xiao-Yan; Zhang, Chun-Ling; Lin, Yukiat; Dang, Min-Yan (2020). "Ferruginol lindrar inflammation i dextransulfatnatrium-inducerad kolit hos möss genom att hämma COX-2, MMP-9 och NF-KB-signalering" . Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine . 10 (7): 308. doi : 10.4103/2221-1691.284945 . ISSN 2221-1691 .
  15. ^     Areche, Carlos; Theoduloz, Cristina; Yáñez, Tania; Souza-Brito, Alba RM; Barbastefano, Víctor; de Paula, Débora; Ferreira, Anderson L; Schmeda-Hirschmann, Guillermo; Rodríguez, Jaime A (2008-02-01). "Gastroskyddande aktivitet av ferruginol hos möss och råttor: effekter på magsekretion, endogena prostaglandiner och icke-proteinsulfhydryler†" . Journal of Pharmacy and Pharmacology . 60 (2): 245–251. doi : 10.1211/jpp.60.2.0014 . ISSN 0022-3573 . PMID 18237473 . S2CID 9928974 .
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferruginol&oldid=1101863635 "