Valitud flavonoidide CYP3A4 ensüümi inhibeerimise potentsiaali iseloomustus, 1. osa

Palun klõpsakeoscar.xiao@wecistanche.comrohkem informatsiooni

Abstraktne:Atsetsiin, apigeniin, krüsiin ja pinotsembriin on flavonoidsed aglükoonid, mida leidub sellistes toiduainetes nagu petersell, mesi, seller ja kummeli tee. Flavonoidid võivad toimida ensüümi CYP3A4, heemi sisaldava ensüümi substraatide ja inhibiitoritena, mis vastutab ühe kolmandiku turul olevate ravimite metabolismi eest. Selle uuringu eesmärk oli uurida valitud flavonoidide inhibeerivat toimet CYP3A4 ensüümile, inhibeerimise kineetikat, inhibiitori võimalikku kovalentset seondumist ensüümiga ning seda, kas flavonoidid võivad toimida pseudo-pöördumatute inhibiitoritena. Inhibeerimise kineetika määramiseks kasutati markerreaktsioonina nifedipiini oksüdatsiooni. Heemi võimaliku kovalentse seondumise hindamiseks kasutati hemokromopüridiini testi ja inhibeerimise pöörduvuse hindamiseks kasutati inkubeerimist dialüüsiga. Kõik testitud flavonoidid inhibeerisid CYP3A4 ensüümi aktiivsust. Chrysin oli kõige tugevam inhibiitor∶ IC{{10}},5±0,6 μM, K;=2,4± 1.{{20 }} uM,k; mact =0,07 ±0,01 min-1, kmad/K;=0,03 min-1 μM-1. Chrysin põhjustas heemi suurima vähenemise (94,5 ± 0,5 protsenti jääkkontsentratsioon). Ükski testitud flavonoididest ei näidanud pseudo-pöördumatut inhibeerimist. Kuigi CYP3A4 ensüümi inaktiveerimine on põhjustatud interaktsioonist heemiga, ei saanud inhibiitor-heemi adukte kinni püüda. Need tulemused näitavad, et flavonoidid võivad inhibeerida CYP3A4 ensüümi ja suhelda teiste ravimite ja ravimitega. Siiski tuleb kliiniliselt hinnata võimalikke toidu ja ravimite koostoimeid.

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

Märksõnad: atseetiin; apigeniin;chrysin; pinotsembriin; inhibeerimine; CYP3A4;flavonoid- ravimite koostoime

1. Sissejuhatus

Toit on otseselt seotud inimeste üldise tervise ja heaoluga. Flavonoidid on sekundaarsed taimsed metaboliidid, mida tarbitakse köögiviljade, puuviljade, teede, veinide, taruvaigu, ravimtaimede jne kaudu. Need ühendid aitavad kaasa toiduainete organoleptiliste omaduste (nt tee ja veini värvus ja maitse) parandamisele ning pakuvad huvi nende inimeste tervist mõjutavate bioloogiliste omaduste tõttu [1,2]. Väheoluliste toitainetena on neile viimastel aastakümnetel palju tähelepanu pööratud. Kõigil flavonoididel on sarnane molekulaarstruktuur – fenüülbenso-Y-püroon (tsüklid A, B ja C) –, millega on seotud hüdroksüülrühmad ning neid hüdroksüülrühmi saab metüülida ja glükosüülida [3]. Erinevate autorite ja hinnangute põhjal on praegu teada 4000 kuni 8000 flavonoidi, mida saab tsükli C struktuuri alusel liigitada erinevatesse alarühmadesse (nt flavaanid, flavanoonid, flavoonid ja flavonoolid)[4]. Flavonoidide tarbimine toidust on ühiskonnas ja riigis erinev, st Prantsusmaal on kõrge tarbimismäär (1193 mg päevas) võrreldes Ühendkuningriigiga (182 mg päevas)[5,6].

Cistanche võib parandada immuunsust

Atsetsiin on O-metüülitud flavoon, mis arvatakse olevat seotud südamehaiguste ennetamisega [7, millel on põletikuvastane [8], plasmodiaalne [9] ja proliferatsioonivastane [10,11] toime kasvajarakkudele in vitro . Apigeniini molekulaarstruktuuris on metoksürühma asemel hüdroksüülrühm (joonis ).cistanche ekstrakti pulberApigeniini leidub kõige rohkem petersellis – kuivatatud taimedes kuni 45,035 ug/g [12]. Teised apigeniini toiduallikad on kummel, seller, viinapuu spinat, artišokk ja pune [13]. Apigeniinil on erinevad bioloogilised toimed, sealhulgas antioksüdatiivne [14], antihüperglükeemiline [14] ja põletikuvastane [15] kuni anti-apoptootiline [16]. Krüsiin on 5,7-dihüdroksüflavon (joonis 1), toiduga saadav fütokemikaal, mida leidub rohkesti mees ja paljudes taimeekstraktides (taruvaik, sinine kannatuslill)]17l Krüsiin on tugev aromataasi (tsütokroom P{{) inhibiitor 17}}Al ensüüm)[18], millel on põletikuvastane [19] ja antioksüdant [20], samuti võime indutseerida vähirakkude apoptoosi in vitro [17]. Pinotsembriin on 5-7-dihüdroksüflavanoon (joonis 1), mida leidub enamasti puuviljades, köögiviljades, pähklites, seemnetes, mees, ürtides, vürtsides, lilles, tees ja punases veinis [{{28} }].

Üldiselt on flavonoidide ja flavonoidide rikaste toitude tarbimine seotud kasuliku mõjuga inimeste tervisele [21]. Siiski on potentsiaalne oht, et flavonoidid võivad põhjustada koostoimeid erinevate ravimitega. Toidu ja ravimite koostoime on tõsine ohutusprobleem, mis tekib siis, kui toidu ja/või toidulisandite toime muutub ravimi farmakoloogiliseks toimeks, põhjustades ootamatuid kliinilisi mõjusid [22]. Ravimite koostoimed põhjustavad rohkem kui 3{5}} protsenti kõigist ravimite kõrvaltoimetest [23] ja umbes 0,57 protsenti haiglaravi juhtudest Ameerika Ühendriikides [24]. Flavonoidid võivad põhjustada koostoimeid teatud ravimitega. Üks viise, kuidas flavonoidid põhjustavad koostoimeid, on ravimite metabolismi eest vastutavate ensüümide, näiteks tsütokroom P450 ensüümide (CYP ensüümide) pärssimine, millest kõige olulisem on ensüüm CYP3A4.

Ensüüm CYP3A4 vastutab 33 protsendi ravimite metabolismi eest [25]. Peale selle osaleb CYP3A4 paljude ksenobiootikumide metabolismis, millest mitmed võivad toimida selle aktiivsuse inhibiitorite või indutseerijatena. Võib esineda koostoimeid teiste ravis kasutatavate ravimitega ja isegi kliiniliselt olulisi koostoimeid [26]. Näiteks on üheks oluliseks võimalikuks koostoimeks naistepuna ja suukaudsete rasestumisvastaste vahendite kasutamine, mille puhul on täheldatud suukaudsete kontratseptiivide efektiivsuse vähenemist ja sellest tulenevat rasedust [27]. Seega on väga oluline teada, millised ühendid võivad inhibeerida või indutseerida CYP3A4 ensüümi aktiivsust.cistanche tšingis-khaanNagu on varem näidatud, võivad atsetsiin, apigeniin, krüsiin ja pinotsembriin 1 uM kontsentratsioonil põhjustada statistiliselt olulist CYP3A4 inhibeerimist, kasutades testosterooni ensüümi jääkaktiivsuse substraadina [28]. Need andmed viitavad sellele, et flavonoidid võivad põhjustada toidu ja ravimite koostoimeid, kui kasutatakse flavonoidide rikkaid toite (mesi, taruvaik) [29]. Kuna CYP3A4-l on suur aktiivne sait, soovitatakse kõik inhibeerimistestid läbi viia, kasutades vähemalt kahte marker-substraati [30]

Selle uuringu eesmärk oli uurida atsetiini, apigeniini, krüsiini ja pinotsembrini inhibeerimise kineetikat, kasutades nifedipiini CYP3A4 ensüümi aktiivsuse marker-substraadina. Lisaks oli selle uuringu eesmärk uurida flavonoidide võimalikku kovalentset seondumist CYP3A4 heemi osaga, samuti testida nende võimalikku rolli pseudo-pöördumatus inhibeerimises.

2. Tulemused

2.1. Ensüümi kineetika

Kõigist testitud flavonoididest oli krüsiin kõige tugevam CYP3A4 inhibiitor IC50 väärtusega 2,5±0,6 uM (joonis 2). Pinotsembrini, atsetiini ja apigeniini IC50 väärtused olid vastavalt 4,3 ± 1,1, 7,5 ± 2,7 ja 8,4 ± 1,1 uM (tabel 1).

ICs{{0}} väärtused sõltuvad katse seadistusest; seega määrati üksikute flavonoidide täielik inhibeerimise kineetika, kasutades erinevatel ajaperioodidel inkubeeritud flavonoidide erinevaid kontsentratsioone (vt allpool). Chrysinil oli ka madalaim inhibeerimiskonstant – K; väärtus. Individuaalsete flavonoidide inhibeerimiskonstante testiti, kasutades marker-substraadina nifedipiini ning atsetiini, apigeniini, krüsiini ja pinotsembrini puhul järgmist K; väärtused määrati vastavalt∶12,1±5,6,20.2±12,7,2,4±1.0 ja 5,1±1,6 μM. Vastavad inaktiveerimiskiiruse konstandid olid: 0,10 ± 0.02 min-1, 0,11± {{34 }}.04 min-1, 0,07 ±0,01 min-1 ja 0,04±0,01 min-1 vastavalt. Iga flavonoidi inaktiveerimise efektiivsus määrati inaktiveerimiskiiruse konstandi ja inhibeerimiskonstandi suhtena. Kõigist testitud flavonoididest oli krüsiinil suurim inhibeerimise efektiivsus, mis oli 0,029 min{39}} μM-1 (tabel 1).

2.2. Hemokroom-püridiini analüüs

Hemokroompüridiini testi kasutatakse reaktiivsete vaheühendite kovalentse seondumise määramiseks heemi protoporfüriini osaga. Redutseeritud aluselistes tingimustes moodustab raud püridiiniga kompleksi. Kompleksi neeldumismaksimumeid täheldati lainepikkustel 531 nm ja 570 nm. Inkubatsioonid, mis sisaldasid flavonoide inhibiitoritena (atsetiini, apigeniini, krüsiin ja pinotsembriin), näitasid heemi kontsentratsiooni vähenemist (joonis 3). Seejärel kinnitati analüüsid täiendava inkubeerimisega katalaasi (CAT) ja superoksiiddismutaasiga (SOD), et vältida heemi võimalikku hävitamist reaktiivsete hapnikuliikide poolt, mis moodustuvad mitteproduktiivsetes tsütokroom P450 tsüklites. Samuti kinnitati heemi kontsentratsiooni vähenemist (joonis 3). Inkubeerimine atsetiiniga vähendas heemi 51,12 protsenti, apigeniini 54,95 protsenti, krüsiini 94,5 protsenti ja pinotsembrini 74,73 protsenti.

Kõik flavonoidid vähendasid testis heemi kontsentratsiooni SOD ja CAT lisamisega ja ilma. Heemi jääkkontsentratsioon pärast inkubeerimist atsetiiniga oli 48,88 protsenti ja SOD ja CAT lisamisega uuesti testimisel oli see 63,33 protsenti. Heemi jääkkontsentratsioon pärast inkubeerimist apigeniiniga oli 45,05 protsenti ja korduval testimisel SOD ja CAT lisamisega oli 55,11 protsenti. Heemi jääkkontsentratsioon pärast inkubeerimist krüsiiniga oli 2,9 protsenti, samas kui pärast inkubeerimist SOD ja CAT lisamisega oli 5,5 protsenti. Heemi kontsentratsiooni suuruselt teist vähenemist täheldati inkubeerimisel pinotsembriiniga, mis olid 25,3% ja 35,5% ilma SOD-i ja CAT-i lisamiseta (tabel 2).

Need tulemused näitavad, et tsütokroom P450 3A4 ensüümi inaktiveerimine saavutatakse ensüümi heemi osaga reaktiivse flavonoidi vaheühendi moodustumise kaudu. Kuna tulemused kinnitati CAT ja SOD kasutamisega, võib järeldada, et heemi hävitamist ei põhjustanud tsütokroom P450 mitteproduktiivsetes tsüklites tekkinud reaktiivsed hapniku liigid.

2.3. Pseudo-pöördumatu inhibeerimise test

Pseudo-pöördumatu pärssimise testis inkubeeriti proove flavonoididega ja töödeldi oksüdeerijaga, misjärel neid dialüüsiti. Pseudo-pöördumatu inhibeerimise korral tuleks ensüümi aktiivsus taastuda. Inkubeerimisel kõigi testitud flavonoididega ilmnes pärast dialüüsi oksüdeerijaga töötlemisega ja ilma selleta ensüümi aktiivsuse inhibeerimine (joonis 4). Kõigil juhtudel oli erinevus flavonoidi proovi ja kaaliumheksatsüanoferraadi proovi vahel ensüümi jääkaktiivsuses statistiliselt ebaoluline (p Väiksem või võrdne 0,05).

See artikkel on välja võetud ajakirjast Molecules 2021, 26, 3018. https://doi.org/10.3390/molecules26103018 https://www.mdpi.com/journal/molecules