Войти
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК (22S, 25S) -5α-спирозолан- 3β-ил β- D -глюкопиранозил- (1 → 2) - [β- D -ксилопиранозил- (1 → 3)] - β- D -глюкопиранозил- (1 → 4) -β- D -галактопиранозид | |
| Другие названия Томатин, Томатин, Ликоперсицин | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ChEBI | |
| ChEMBL |
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.037.647  |
| PubChem CID | |
| UNII | |
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБАЕТСЯ
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | C50H83NO21 |
| Молярная масса | 1034.18816 |
| Внешний вид | кристаллическое твердое вещество |
| Температура плавления | 263-268 ° C |
| Растворимость в воде | нерастворим, но растворим в метаноле, этаноле, диоксане и пропиленгликоле |
| Если не указано иное, данные приведены для материалы в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки на ink | |
Tomatine (иногда называемый томатин или ликоперсицин ) представляет собой гликоалкалоид, обнаруживаемый в стеблях и листьях растений томатов и в фрукты в гораздо более низкие концентрации. Обладает фунгицидным, антимикробным и инсектицидным свойствами. Химически чистый томатин представляет собой белое кристаллическое твердое вещество при стандартной температуре и давлении. Было показано, что томатин, а также близкородственное производное агликона (или агликона ) томатидин обладают множественной пользой для здоровья.
Томатин полезен для здоровья. иногда путают с гликоалкалоидом соланином, который содержится в картофеле.
Помидоры были завезены в Европу в начале 1500-х годов. Английский ботаник Джон Джерард был одним из первых культиваторов томатов. В своей публикации Grete Herball он считал помидоры ядовитыми из-за содержания в них того, что позже будет называться томатином, плюс высокое содержание кислоты. Следовательно, помидоры, как правило, не ели в Великобритании до середины 18 века.
В 1837 году первые лекарственные томатные таблетки были рекламированы в Соединенных Штатах из-за их положительного воздействия на желчевыводящие пути органы. Продукт «Составные томатные таблетки Phelp’s» был извлечен из растения томата и содержал томатин. Таблетки были изготовлены медиком Гаем Р. Фелпсом, который заявил, что алкалоид томатин был одним из самых полезных открытий, когда-либо сделанных. Томатин тогда считался противоядием от ртути.
В середине 20 века ученые из Министерства сельского хозяйства США первыми выделили томатин из диких видов томатов Lycopersicon pimpinelifolium и культивируемые виды Lycopersicon esculentum.
Рис. 1: Биосинтез α-томатина (26) и других стероидных гликоалкалоидов у видов Solanaceae. 
Рис. 2: Механизм разрушения мембраны гликоалкалоидами Альфа-томатин (α-томатин) принадлежит к группе соединений стероидных гликоалкалоидов. Эти соединения состоят из агликона, который является производным холестерина, и углеводной цепи, которая в случае α-томатина состоит из двух d-глюкозы единиц, единицы d-галактозы и единицы d-ксилозы. В α-томатине тетрасахарид, называемый ликотетраозой, присоединен к O-3 стероидного агликона. Сначала считалось, что синтез стероидных алкалоидов включает только несколько стадий гидроксилирования, окисления и аминирования холестерина с аргинином в качестве источника включенного азота. Позже были открыты гены метаболизма гликоалкалоидов. Эти гены продуцируют ферменты метаболизма гликоалкалоидов , которые отвечают за синтез стероидных алкалоидных агликонов в растениях картофеля и томата. Реакция, которую выполняют эти ферменты, показана на рисунке 1.
Томатин может играть важную роль в устойчивости растения томата к грибковым, микробным, насекомым и травоядным атакам.
Действие гликоалкалоидов (к которым относится томатин) можно разделить на две основные части: разрушение клеточных мембран и ингибирование фермента ацетилхолинэстеразы. Томатин отвечает за устойчивость растений томатов, например, к колорадскому жуку и к улиткам. Это также защита от грибков.
Мембранные разрушающие свойства томатина обусловлены способностью образовывать комплексы 1: 1 с холестерином. Возможный механизм разрушения мембраны гликоалкалоидами показан на рисунке 2. Во-первых, часть агликона томатина обратимо связывается с стеролами в мембране (рисунок 2, часть 2). Когда это достигает определенной плотности, гликозидные остатки гликоалкалоидов взаимодействуют друг с другом за счет электростатических взаимодействий. Это взаимодействие катализирует развитие необратимой матрицы комплексов гликоалкалоид-стерол (рис. 2, часть 4). Таким образом, стерины из внешней мембраны иммобилизуются, и происходит отрастание мембраны. Трубчатые структуры образуются из-за структуры томата (рис. 2, часть 6). Это нарушение мембраны вызывает гибель клеток из-за утечки клеток. Кроме того, поврежденная мембрана влияет на транспорт натрия, изменяя мембранный потенциал и уменьшая активный транспорт натрия. При пероральном приеме томата щеточная кайма кишечника нарушается мембранно-разрушающими свойствами помидора, поэтому происходит повышенное поглощение макромолекул. Это повреждение эпителиальных барьеров зависит от дозы.
Томатин считается фунгитоксическим соединением, поскольку он полностью подавляет мицелиальный рост грибов C. orbiculare (MC100 = 2,0 мМ), S. linicola (MC100 = 0,4 мМ) и H. turcicum (MC100 = 0,13 мМ). Для ингибирования при низком pH требуется гораздо больше томатина, поэтому соединение более эффективно фунгитоксично при высоком pH, когда алкалоид непротонирован. Непротонированная форма томатина образует комплексы с стеролами, такими как холестерин, что может вызывать нарушение клеточной мембраны и изменение проницаемости мембраны.
Исследования доказали, что помидор эффективен только против грибов при pH 8, а не при pH 4. Возможное объяснение этого состоит в том, что томатин только в депротонированной форме связывается с холестерином] с образованием ранее упомянутых комплексов. Другое исследование доказало, что томатин разрушает липосомные мембраны, содержащие 3-ß-гидроксистерол, в то время как липосомы без 3-ß-гидроксистеринов устойчивы к разрушению мембран. Томатин подавляет также грибковые типы Ph. Infestans и Py. aphanidermatum, мембраны которых не содержат стеринов, поэтому должен присутствовать другой механизм действия.
Другим известным действием соединения является рН-зависимое конкурентное ингибирование фермента ацетилхолинэстеразы. Нейромедиатор ацетилхолин играет роль в передаче сигналов от нейронов к мышцам. Он высвобождается из нейрона и связывается с мышечной мембраной, вызывая деполяризацию и действие мышц. Чтобы получить новый сигнал, высвободившийся ацетилхолин должен расщепляться ферментом ацетилхолинэстеразой.
Если ацетилхолинэстераза ингибируется, высвободившийся ацетилхолин не может расщепляться и остается в нервно-мышечном соединении и в синапсах центральной нервной системы, препятствуя дальнейшей передаче нервных сигналов. Также может иметь место обратимое ингибирование бутирилхолинэстеразы. Функция бутирилхолинэстеразы до конца не изучена, но, вероятно, она играет роль в росте клеток. Большинство синтетических пестицидов, используемых в сельском хозяйстве, действуют путем ингибирования ацетилхолинэстеразы для уничтожения насекомых.
Существуют и другие механизмы, с помощью которых томатин может оказывать воздействие на организмы. В исследовании на лягушках пероральный прием томатина в низкой концентрации оказывает катионный эффект на сердечные сокращения. Возможно, учащение пульса происходит из-за изменения электрических свойств клеточных мембран сердца положительно заряженными ионами томатина из-за участия в кислотно-основном равновесии.
Томатин также может стимулировать иммунную систему, участвуя в последовательность респираторного взрыва. Это обеспечивает высвобождение клетками перекиси водорода, которая является иммуномодулятором. При респираторном взрыве перекись используется для образования гипохлорита, который, в свою очередь, уничтожает бактерии.
Механизм действия против раковых клеток до конца не изучен. Это может быть результатом различных ранее упомянутых молекулярных взаимодействий, таких как комплексообразование с холестерином, усиление иммунной системы и прямое разрушение за счет разрушения клеточных мембран. В случае рака обнаруживается также подавление инвазии и миграции. Механизм этого может быть связан с инактивацией PI3K / Akt сигнальных путей ERK, что ингибирует факторы транскрипции и активность связывания ДНК. Это ингибирование приводит к снижению MMP-2, MMP-9 и u-PA. MMP-2, MMP-9 и u-PA являются факторами, которые важны для метастазирования рака, подавляя эти факторы, способность рака распространяться по телу уменьшается.
Даже сейчас мало что известно о биодоступности, фармакокинетике и метаболизме гликоалкалоидов у людей. Одним из важных факторов является плохое поступление томатина в общий кровоток. При пероральном приеме томатина большое количество томата может образовывать комплексы с холестерином из другой пищи, присутствующей в желудке. Комплексы томата и холестерина не всасываются в кишечнике, а выводятся из организма. Для возникновения комплекса с холестерином необходимо присутствие углеводной цепи. агликон, который представляет собой томат без сахаров, не образует комплексов. Комплексообразование, вероятно, происходит в двенадцатиперстной кишке, потому что кислая среда в самом желудке приводит к протонированию томатина, а протонированная форма томатина не связывается с холестерином.
Гидролиз томатина, вероятно, имеет место, но неизвестно, катализируется ли он кислотой или гликозидазой. Воздействие на томатин in vitro 1 M HCl в течение 3 часов при 37 ° C (99 ° F) не привело к гидролизу томатина, поэтому, вероятно, томатин также не гидролизуется кислотой в пищеварительном тракте человека. гидроксилирование томатина, вероятно, приводит к образованию томатидина, который является агликоном томатина. Томатидин - это метаболит, который не может быть полностью нетоксичным; он может оказывать воздействие на человеческий организм.
Грибковые томатиназы ферменты могут преобразовывать томатин, чтобы дезактивировать его. Детоксикация может происходить путем удаления одного остатка глюкозы. Другие виды грибов гидролизуют томатин до менее токсичного агликономатидина, удаляя все остатки сахара. Томатидин по-прежнему может подавлять действие некоторых видов грибов, но менее токсичен, чем томатин. Метаболический путь гидролиза томата у разных видов грибов разный. Также уровень токсичности зависит от вида грибка. Метаболит томатидин может дополнительно гидролизоваться мембраносвязанными оксигеназами CYP-450.
Томатин использовался в качестве реагента в аналитической химии для осаждения холестерина из раствора. Также известно, что томатин является иммунным адъювантом в связи с некоторыми белками антигенами.
Исследования показали, что молекула обладает антибиотическими свойствами против патогены человека E.coli и Staphylococcus aureus, а также различные грибы. Присутствие стеролов в клеточных мембранах грибов и других патогенов позволяет гликоалкалоидам образовывать комплексы с стеринами. Такое связывание приводит к разрушению клеточных мембран, утечке клеточных компонентов и, наконец, гибели клеток.
Томатидин является естественным низкомолекулярным ингибитором атрофии скелетных мышц атрофии и потенциальное терапевтическое средство для связанной со старением саркопении, уменьшающее слабость и атрофию в старых скелетных мышцах за счет взаимодействия с ATF4 (критический медиатор возрастных мышц слабость и атрофия).
Добавка к пище с ~ 0,04% томатидина в течение 10 недель снижает холестерин и атеросклероз у ApoE -дефицитных мышей без свидетельство токсичности. Томатин обладает антимикробными свойствами в отношении определенных классов микробов, хотя некоторые микробы вырабатывают фермент под названием томатиназа, который может разлагать томатин, делая его неэффективным в качестве противомикробного средства.
Исследования in vitro показали, что помидор увеличивает проницаемость клетки слизистой оболочки тонкого кишечника, что приводит к ингибированию активного транспорта питательных веществ и облегчению поглощения содержимого кишечника, которое обычно не всасывается.
Пероральное введение томатина лягушкам вызывает катионный эффект на сердечное сокращение, вызывая симптомы тахикардии.
. Инъекция томатина мышам вызвала быстрое падение артериального давления. Предположительно, это результат разрушения мембран красных кровяных телец, вызванного помидорами. (Холестерин, по-видимому, защищает эритроциты. Внутрибрюшинное введение томатина приводит к снижению диуреза у крыс. Этот эффект сопровождается увеличением кортикостероидов и уровни нейтрофилов и снижение уровня в сыворотке. Пероральное введение томатина в дозах 15–30 мг / кг или внутримышечное введение в диапазоне доз 1–10 мг / кг вызывает дозозависимое ингибирование индуцированный отек, аналогичные противовоспалительные эффекты отмечаются при подкожном введении томатина.
Согласно исследованиям in vivo на мышах, крысах и хомяках, помидор не токсичен при пероральном употреблении (LD50 = 500 мг / кг). Образование комплексов может быть причиной того, что томатин имеет гораздо более низкую пероральную токсичность, чем другие гликоалкалоиды. Из-за образования нерастворимых комплексов с стеролами томатин выводится с фекалиями и только в небольших количествах. количество томатина всасывается пищеварительным трактом. Количество в плазме холода ЛПНП стерол (липопротеин низкой плотности) уменьшается по мере увеличения количества диетического томатина. Значение LD50 томата при внутривенном введении составляет 18 мг / кг массы тела. При внутрибрюшинном введении значение LD50 составляет 25 мг / кг массы тела. Как правило, томатин менее токсичен, чем гликоалкалоиды картофеля.
Влияние томатина на сердца крыс было изучено путем добавления соединения к культуральной среде клеток новорожденных крыс. При концентрации 20 мкг / мл томатина частота сокращений увеличивалась в течение двух часов. При концентрации томата 40 мкг / мл клетки сердца перестали биться на несколько минут.
Действие томатина на эмбрионы лягушки и кожу лягушки проверяли с помощью измерений флуоресценции. Проницаемость мембран эмбрионов лягушки увеличилась на 600% при воздействии на них помидоров. В коже лягушки транспорт, активный для натрия, снизился на 16%, что может привести к разрушению клеточных мембран.
Прямая инъекция томатина мышам также вызывает повышение артериального давления из-за гемолиза, и высвобождение кальция из костной ткани. При внутримышечном или пероральном введении крысам томатин подавляет индуцированный отек.
Возможные риски, связанные с томатином для людей, формально не изучены, поэтому невозможно определить NOAEL.. Токсичность томата изучалась только на лабораторных животных. Симптомы острого отравления помидорами у животных аналогичны симптомам отравления соланином, картофельным гликоалкалоидом. Эти симптомы включают рвоту, диарею, боль в животе, сонливость, спутанность сознания, слабость и депрессию. Обычно считается, что томатин оказывает меньшее токсическое воздействие на млекопитающих, чем другие алкалоиды, такие как соланин. Количество томатина, усваиваемого человеческим телом, а также возможный метаболизм неизвестны. Нет никаких доказательств того, что потребление томатов вызывает острые токсические или генотоксические эффекты.
Потребление человеком умеренных количеств томатина, кажется, происходит без заметных токсических эффектов. Это подтверждается широко распространенным потреблением «маринованной зелени» и «жареных зеленых помидоров » и потреблением томатов с высоким содержанием томатов (разновидность L. esculentum var. Cerasiforme, более известная как «помидор черри ", произрастающий в Перу) с очень высоким содержанием томата (в диапазоне 500–5000 мг / кг сухого веса ).
писатель, пишущий о питании New York Times Гарольд МакГи нашел скудные доказательства токсичности томатов в медицинской и ветеринарной литературе и заметил, что сушеные листья томатов (которые содержат более высокие концентрации алкалоидов, чем плоды) иногда без проблем используются в качестве пищевого ароматизатора или гарнира. Он также сообщил, что взрослому человеку, вероятно, придется съесть более полкилограмма листьев помидора, чтобы проглотить токсичную (не обязательно смертельную) дозу.
