Flavonoidien antimikrobiaktiivisuuden parantaminen prenyloimalla
Seppänen, Tiina (2024-05-13)
Flavonoidien antimikrobiaktiivisuuden parantaminen prenyloimalla
(13.05.2024)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024052335875
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024052335875
Tiivistelmä
Flavonoidit ovat tärkeitä kasveissa esiintyviä fenolisia yhdisteitä. Niillä on erilaisia biologisia aktiivisuuksia, joista lääkekehityksen kannalta yksi mielenkiintoisimmista on antimikrobiaktiivisuus. Antimikrobiaktiivisuuden ansiosta flavonoideja voidaan hyödyntää mikrobilääkkeissä. Flavonoidien antimikrobiaktiivisuus riippuu pitkälti niiden rakenteesta, jolloin aktiivisuutta voidaan parantaa muokkaamalla yhdistettä kemiallisesti. Yksi tapa muokata flavonoideja on prenylointi.
Prenyloidut flavonoidit rakentuvat flavonoidirungosta ja prenyylisivuketjusta. Näitä yhdisteitä löytyy useista kasveista, mutta luonnossa näitä on kuitenkin saatavilla vain rajallisissa määrin. Tutkimuskäyttöä varten niitä onkin hyvä pystyä syntetisoimaan helposti saatavilla olevista yhdisteistä. Reaktioissa voidaan hyödyntää luonnosta saatavia prenyylitransferaasientsyymejä tai kemiallisia katalyyttejä. Kemiallisia katalyyttejä hyödynnettäessä tarvitaan yleensä kuitenkin useita reaktiovaiheita ja erilaisia suojayhdisteitä ei-toivottujen sivureaktioiden estämiseksi.
Prenyloitujen flavonoidien parantunut antimikrobiaktiivisuus runkorakenteeseen verrattuna perustuu prenyylisivuketjun poolittomuuteen. Poolittomuus lisää yhdisteen lipofiilisyyttä, jonka myötä yhdisteellä on mikrobeissa korkeampi affiniteetti kohdeproteiineihin ja toisaalta se pystyy vuorovaikuttamaan paremmin solukalvon kanssa.
Prenyloinnin myötä yhdisteen lipofiilisyys voi kasvaa kuitenkin liian suureksi, joten prenyloitujen flavonoidien kemiallisella muokkauksella pyritään parantamaan yhdisteen hydrofiilisyyttä esimerkiksi lisäämällä positiivisesti varautuneita ryhmiä yhdisteeseen. Tämä parantaa yhdisteen antimikrobiaktiivisuutta sähköstaattisten vuorovaikutusten avulla, jonka myötä yhdiste pystyy vuorovaikuttamaan paremmin mikrobien negatiivisesti varautuneen solukalvon kanssa.
Prenyloidut flavonoidit rakentuvat flavonoidirungosta ja prenyylisivuketjusta. Näitä yhdisteitä löytyy useista kasveista, mutta luonnossa näitä on kuitenkin saatavilla vain rajallisissa määrin. Tutkimuskäyttöä varten niitä onkin hyvä pystyä syntetisoimaan helposti saatavilla olevista yhdisteistä. Reaktioissa voidaan hyödyntää luonnosta saatavia prenyylitransferaasientsyymejä tai kemiallisia katalyyttejä. Kemiallisia katalyyttejä hyödynnettäessä tarvitaan yleensä kuitenkin useita reaktiovaiheita ja erilaisia suojayhdisteitä ei-toivottujen sivureaktioiden estämiseksi.
Prenyloitujen flavonoidien parantunut antimikrobiaktiivisuus runkorakenteeseen verrattuna perustuu prenyylisivuketjun poolittomuuteen. Poolittomuus lisää yhdisteen lipofiilisyyttä, jonka myötä yhdisteellä on mikrobeissa korkeampi affiniteetti kohdeproteiineihin ja toisaalta se pystyy vuorovaikuttamaan paremmin solukalvon kanssa.
Prenyloinnin myötä yhdisteen lipofiilisyys voi kasvaa kuitenkin liian suureksi, joten prenyloitujen flavonoidien kemiallisella muokkauksella pyritään parantamaan yhdisteen hydrofiilisyyttä esimerkiksi lisäämällä positiivisesti varautuneita ryhmiä yhdisteeseen. Tämä parantaa yhdisteen antimikrobiaktiivisuutta sähköstaattisten vuorovaikutusten avulla, jonka myötä yhdiste pystyy vuorovaikuttamaan paremmin mikrobien negatiivisesti varautuneen solukalvon kanssa.