Abstrakt:Exponeringen av mänsklig hud för 4-(4-hydroxifenyl)-2-butanon (hallonketon, RK) är känd för att orsaka kemisk/yrkesmässig leukodermi. RK är ett karbonylderivat av 4-(4-hydroxifenyl)-2-butanol (rhododendron), ett hudblekande medel som visade sig orsaka leukodermi i huden hos många konsumenter. Dessa två fenoliska föreningar oxideras av tyrosinas och de resulterande produkterna verkar orsaka cytotoxicitet för melanocyter genom att producera reaktiva syrearter och utarma cellulära tioler genom o-kinonoxidationsprodukter. Därför är det viktigt att förstå den biokemiska mekanismen för den oxidativa omvandlingen av dessa föreningar. Tidigare studier indikerar att RK initialt oxideras till RK-kinon av tyrosinas och därefter omvandlas till en sidokedje-omättad katekol som kallas 3,4--dihydroxibensalaceton (DBL-katekol). I den aktuella studien rapporterar vi oxidationskemin för DBL katekol. Med hjälp av UV-synliga spektroskopiska studier och vätskekromatografi-masspektrometri har vi undersökt reaktionen av DBL katekol med tyrosinas och natriumperjodat. Våra resultat indikerar att DBL-kinon som bildas i reaktionen är extremt reaktiv och genomgår lätta dimeriserings- och trimeriseringsreaktioner för att producera flera isomera produkter genom nya joniska kondensationsreaktioner av Diels-Alder-typ. Produktionen av en mängd olika komplexa kinonoidprodukter från sådana reaktioner skulle potentiellt vara mer toxiska för celler genom att orsaka inte bara oxidativ stress utan också myelotoxicitet genom att uppvisa reaktioner med cellulära makromolekyler och tioler.

Enligt relevanta studier är cistanche en vanlig ört som är känd som "mirakelörten som förlänger livet". Dess huvudkomponent är cistanosid, som har olika effekter såsom antioxidanter, antiinflammatoriska och främjande av immunförsvaret. Mekanismen mellan cistanche och blekning av huden ligger i antioxidanteffekten av cistancheglykosider. Melanin i mänsklig hud produceras genom oxidation av tyrosin som katalyseras av tyrosinas, och oxidationsreaktionen kräver deltagande av syre, så de syrefria radikalerna i kroppen blir en viktig faktor som påverkar melaninproduktionen. Cistanche innehåller cistanosid, som är en antioxidant och kan minska uppkomsten av fria radikaler i kroppen och därmed hämma melaninproduktionen.

Klicka på Rou Cong Rong fördelar för blekning

För mer information:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Nyckelord:rhododendrontoxicitet; hallonketon; 3,4-dihydroxibensalaceton; DBL katekol; jonisk Diels-Alder-tillsats; myelotoxicitet; leukodermi; hudblekande föreningar

1. Introduktion

Hallonketon (4-(4-hydroxifenyl)-2-butanon, RK), är en fenolförening som ofta används som kosmetika, parfym och smakämnen för livsmedel [1]. Några av arbetarna som var engagerade i tillverkningsprocessen av denna förening i Japan utvecklade yrkesmässig leukodermi [2]. I detta sammanhang är det viktigt att uppmärksamma rhododendron, 4-(4-hydroxifenyl)-2-butanol, derivatet av RK med dess karbonylgrupp reducerad till en sekundär alkohol. Rhododendron användes också flitigt i kosmetikaindustrin som en hudblekande produkt. Upprepad applicering av rhododendron som ett hudfärgsblekande medel resulterade i utvecklingen av leukodermi i ansikte, hals och händer [3]. Dessa två föreningar kan vara interkonvertibla i cellen genom oxidations-reduktionsreaktioner. Därför kan deras toxicitet orsakas av samma typ av reaktioner.

Tyrosinaskatalyserad oxidation av RK producerade dess motsvarande kinon som uppvisade snabb isomerisering via dess kinonmetid till (E)-4-(3,4-dihydroxifenyl)-3-buten-2-on, allmänt känd som 3,4-dihydroxibensalaceton (DBL katekol) [11]. Sådant icke-enzymatiskt införande av dubbelbindningen i sidokedjan genom intermediär bildning av kinon och kinonmetid är en väldokumenterad reaktion för ett fåtal katekolaminderivat [12-15]. Preliminära studier indikerade att den resulterande DBL-katekolen är mycket reaktiv och de kinonoidprodukter som bildas av denna förening snabbt kan reagera med cellulära tiolföreningar [11]. Dessutom antogs möjlig oligomerisering av kinonoidprodukten men undersöktes inte på grund av intermediärernas extrema reaktivitet. Under de senaste åren har ett av våra laboratorier framgångsrikt använt masspektrala studier för att undersöka de intrikata detaljerna i oxidativa omvandlingar av flera dehydrodopa- och dehydrodopaminderivat [12–20]. Våra undersökningar gav värdefull information om förloppet av oxidativ omvandling av flera katekolaminderivat. Därför bestämde vi oss för att undersöka reaktionsförloppet som används av DBL katekol också med denna teknik, och rapportera i detta dokument de nya oxidativa transformationerna som uppvisas av DBL kinon.

2. Resultat och diskussion

Figur 2A visar de UV-synliga spektrala förändringarna som åtföljer oxidationen av DBL-katekol av svamptyrosinas. Så snart tyrosinas tillsätts sker snabba förändringar i absorbansspektra. UV-toppen på grund av DBL-katekol vid cirka 320 nm minskade progressivt och absorbansen i det synliga området vid cirka 420 nm ökade stadigt. De spektrala förändringarna som åtföljde denna transformation uppvisade två isosbestiska punkter vid cirka 285 nm och 385 nm, vilket indikerar den direkta transformationen av DBL-katekol till föreningen som uppvisar absorbans vid cirka 420 nm. Denna förening, som har en gul färg, måste vara motsvarande kinon eftersom tyrosinas är välkänt för att uppvisa bred substratspecificitet och oxidera många o-difenoliska föreningar till deras motsvarande o-kinoner [15]. När reaktionen utfördes vid svagt alkaliska betingelser (vid pH 8) blev färgen på reaktionsblandningen ljusare allteftersom reaktionen fortskred (Figur 2B). Till slut bildades en förening som uppvisade bred absorbans vid cirka 330 nm. Man skulle också kunna se en liten förskjutning i de spektrala avsökningarna mellan substratet och slutprodukten, vilket tyder på att en del av konjugationen i substratet går förlorad i produkten. Dessa resultat indikerade att den tyrosinasgenererade DBL-kinonen genomgår ytterligare transformation.

För att visualisera ödet för DBL-kinon genererade vi denna kinon genom att kvantitativt oxidera DBL-katekol med natriumperjodat och övervaka UV- och synliga absorbansspektrala förändringar. Inledande studier utförda vid pH 6 eller 7 visade att oxidationen är extremt snabb och resulterade i bildandet av en slutprodukt som uppvisade ett absorbansmaximum vid cirka 265 nm med en bred absorbans vid det synliga området mellan 380 och 440 nm (Figur 3A)

Eftersom reaktionen skedde för snabbt blev det mycket svårt att övervaka de spektrala förändringarna. Därför bestämde vi oss för att bromsa reaktionen genom att utföra den vid sura pH-värden. För att bromsa reaktionen och övervaka kinonbildningen genomförde vi studierna i 0.2 M ättiksyra. Figur 3B visar den snabba genereringen av DBL-kinon från DBL-katekol genom oxidation av natriumperjodat i ättiksyra. Oxidationen fullbordades på mindre än en minut och det bildade kinonet kunde visualiseras genom dess absorbans vid det synliga området. Kinonen visade sig dock vara mycket instabil och uppvisade snabb omvandling till produkt(er) som uppvisar ultraviolett absorbans vid 280–480 nm-intervallet som visas i figur 4.

Två produkter - en eluerade vid 18 min och en annan eluerade vid 21 min - visade en massa på m/z 355.1171 (Figur 5B), vilket är inom 3 ppm från den teoretiska massan för tillsatsprodukten av DBL kinon till DBL katekol (C20H18O6) . CID-spektrumet för dimeren som eluerades vid 18 minuter (Figur 6) skilde sig signifikant från det som eluerades vid 21 minuter (Figur 7). Dimeren som eluerades efter 18 minuter uppvisade huvudproduktjoner vid m/z-värden av 337 (förlust av vatten), 313 (förlust av acetylgrupp) och 295 (förlust av vatten och acetylgrupp). Förlusten av både vatten- och acetylgrupper är möjlig endast för dimeren av bensodioxantyp som visas i insättningen. Observera att denna m/z 295-jontopp inte är den framträdande toppen i CID-spektrumet för 21 min-toppen. Denna observation i kombination med produktionen som observerades vid 189 (förlust av en katolsk grupp och CH2=CO-CH3-grupp) antyder att 21 min-toppen beror på en annan dimer vars föreslagna struktur visas i insättningen av figur 7 .

För mer information: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501