Теафлавины черного чая

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «АДЫГЕЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет естествознания

Кафедра химии

Направление подготовки: 06.04.01 «Биология»

магистерская программа «Биохимия и молекулярная биология»

Реферат

по дисциплине «Биохимия вторичных метаболитов» на тему:

«Теафлавины черного чая»

Выполнила: Куличенко Е.О.

Проверил: д.б.н., Цикуниб А.Д.

г. Майкоп, 2020 г.

В отличие от зеленого чая, которыи? вначале высушивают при температуре существенно выше 100^oС, что приводит к денатурации ферментов чаи?ного листа и позволяет сохранить структуру катехинов, черныи? чаи? скручивают на специальных роллерах, что приводит к разрушению тканеи? листа и высвобождению ферментов, деи?ствующих накатехины. После скручивания листья оставляют для ферментации, при которои? происходят существенные изменения в структуре катехинов вследствие ферментативного окисления [1].

В результате ферментативных процессов из катехинов образуются теафлавины и теарубигины, придающие черному чаю характерныи? вкус и цвет. Теафлавины являются олигомерами катехинов (рис. 1), и возможно, сохраняют профилактические и лекарственные свои?ства, присущие катехинам. Теарубигины - более крупные полимерные молекулы, составляющие более 70% полифенолов черного чая, изучены в меньшеи? степени. В высококачественных сортах чая соотношение теарубигины/теафлавины не более 10, тогда как в низкосортном чае эта величина может превышать 20 [1].

Распространено мнение, что потребление черного чая оказывает благотворное деи?ствие на многие процессы в организме, включая защиту отрака и заболевании? сердечно-сосудистои? системы. Это деи?ствие приписывается теафлавинам, которые являются главными биоактивными полифенольными соединениями черного чая. Однако наши знания о биодоступности этих веществ и их трансформации в организме весьма ограничены, а большинство экспериментальных свидетельств деи?ствия теафлавинов на организм получены в условиях in vitro, что делает выводы исследователеи? гипотетическими. Насколько нам известно, первое исследование биотрансформации теафлавинов в организме крыс было проведено лишь в 2011 г. Анализ кала животных, которым давали теафлавин-3,3'-ди- галлат, показал присутствие четырех продуктов метаболизма: теафлавина, теафлавин-3-галлата, теафлавин-3'-галлата и галловои? кислоты. Присутствовали также глюкуронидированные и сульфатированные формы теафла- вин-3,3'-дигаллата, тогда как метилированные производные теафлавинов присутствовали в следовых количествах. Это свидетельствует о биотрансформации этих веществ в организме. Для более полного представления о механизмах деи?ствия этих веществ необходимы также знания об их присутствии в крови, а также распределении в различных органах и тканях [2].

Рис. 1. Примеры теафлавинов и других полифенолов, присутствующих в черном чае [3;4]. Кроме представленных здесь теафлавин-галлата и теафлавин-дигаллата в черном чае могут присутствовать также теафлавин-тригаллат и теафлавин-тетрагаллат, обнаруженные недавно [5].

Было показано, что in vitro теафлавины обладают высокои? антиоксидантнои? активностью, сравнимои? с активностью EGCG. Теафлавин-3,3'-дигаллат обладал наиболее высокои? активностью при связывании перекиси водорода и гидроксил-радикала, тогда как теафлавин был наиболее активен в отношении супероксидного радикала. Теафлавин-3'-гал- лат проявлял активность в отношении синглетного кислорода, перекиси водорода, гидроксильного радикала, и защищал ДНК от повреждении? гидроксил-радикалом, что, по мнению авторов исследования, потенциально может иметь терапевтическое значение [6].

Известно, что, как и катехины зеленого чая, теафлавины черного чая способны накапливаться в клеточном ядре. Было обнаружено, что теафлавины способны взаимодеи?ствовать с гистонными белками и со всеми формами ДНК, включая двухцепочечную и четырехцепочечную ДНК (G-квадруплексы). Примечательно, что теафлавин-дигаллат проявлял наиболее высокую аффинность к G-квадруплексам ДНК среди всех веществ, исследованных до сих пор [7]. Значение этого явления трудно переоценить, поскольку G-квадруплексы участвуют в процессах клеточнои? сигнализации [8], а также могут служить в качестве мишенеи? для деи?ствия лекарственных веществ, используемых в лечении рака [9] и других заболевании? [10].

Исследования на изолированном сердце крысы после ишемии и реперфузии показали, что при концентрации теафлавинов 10-40 нмоль/л наблюдается кардиопротекторное деи?ствие. По мнению авторов, это деи?ствие связано с открыванием калиевого АТФ-зависимого канала митохондрии? и ингибированием открывания митохондриальнои? поры (mTRP - mitochondrial permeability transition pore), находящеи?ся на внутреннеи? мембране митохондрии? и ответственнои? за апоптоз клеток [11].

В экспериментах на животных показано, что теафлавины чая оказывают защитное деи?ствие на печень, пораженную неалкогольным жировым гепатозом в условиях перфузии, что имеет большое значение при пересадке печени. Теафлавины оказывают антиоксидантное, противовоспалительное и антиапоптозное деи?ствие как на печень в целом, так и на культуру гепатоцитов [12].

Теафлавины могут иметь терапевтическое значение в лечении болезни Паркинсона, поскольку способны подавлять воспалительные процессы и апоптоз дофаминэргических неи?ронов чернои? субстанции (substantia nigra) [13;14].

На макрофагах костного мозга крыс было показано антиоксидантное, противовоспалительное, антиканцерогенное и антимутагенное деи?ствие теафлавинов черного чая. При деи?ствии наклетки провоспалительных агентов липополисахаридов (LPS) теафлавины блокировали сигнальные пути ядерного фактора NF-кB и митоген-активируемых протеинкиназ MAPK, в результате чего снижалась экспрессия интер- леи?кинов IL-6, гемостатического белка моноцитов (MCP-1) и молекулы межклеточнои? адгезии ICAM-1 [15]. Аналогичное исследование было проведено также на клетках кишечного эпителия, где также было обнаружено защитное деи?ствие теафлавинов против деи?ствия LPS. Авторы наблюдали подавление экспрессии белков клеточнои? адгезии ICAM-1 и VCAM-1 вследствие блокады ядерного фактора NF-кB и активации киназы JNK (c-Jun N-therminal kinase) [16].

Поверхностное применение теафлавинов способно эффективно снимать отеки (эдему), как это было показано в эксперименте на животных. При аппликации на поверхность кожи теафлавины инициировали повышение экспрессии белка р53 (супрессор опухолеи?) и белка апоптоза ВАХ, что свидетельствует о деи?ствии на митохондрии. На клеточных моделях было показано, что теафлавины подавляют экспрессию генов циклооксигеназы COX-2 и снижают экспрессию цитокинов воспаления TNF-б, индуцируемои? синтазы азота iNOS, фактора межклеточнои? адгезии ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule 1) и ядерного фактора транскрипции NF-кB [17]. Аналогичное деи?ствие с активациеи? белков BAX и р53 способствовало апоптозу клеток карциномы эпителия [18].

Теафлавины способны активировать различные процессы, связанные с антиканцерогенным деи?ствием этих веществ. Так, теафлавины подавляют экспрессию металлопротеаз межклеточного матрикса MMP-2 (Matrix metalloproteases), вызывающих разрушение белков межклеточного матрикса и способствующих инвазии опухолеи?. В экспериментах на животных было показано, что благодаря этому теафлавины способны уменьшать размер меланомы [19]. Теафлавины обладают также прооксидантным деи?ствием в отношении некоторых клеточных культур. Так, теафлавин-3,3'-дигаллат способен подавлять рост клеток карциномы благодаря инициированию окислительного стресса [20;21].

Теафлавины обладают также бактерицидным деи?ствием. Так, известно, что внутрибольничные (нозокомиальные) инфекции чрезвычаи?но трудно поддаются лечению, поскольку их возбудители, например Stenotrophomonas maltophilia и Acinetobacter baumannii, обладают устои?чивостью к большинству антибиотиков. Однако было обнаружено, что теафлавины обладают выраженным антибактериальным деи?ствием в отношении этих бактерии? in vitro. Примечательно, что деи?ствие теафлавинов усиливается в присутствии катехинов зеленого чая. Хотя механизм деи?ствия этих веществ и причина синергизма полифенолов зеленого и черного чая не установлены, полученные данные могут быть полезны в создании новых антибактериальных агентов [22].

Производные теафлавинов, такие как теафлавин-дигаллаты, также как и некоторые катехины, обладают сродством к белку оболочки ретровирусов gp41. Благодаря этому указанные полифенолы способны подавлять вирулентность этих вирусов, включая вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Было показано, что теафлавин-3,3'-дигаллат связывается с гидрофобным карманом белка gp41, находящимся на поверхности оболочки вируса, что препятствует проникновению частиц вируса в клетки хозяина вследствие блокирования их способности сливаться с мембранами. Аналогичным деи?ствием обладают и производные катехина, полученные из зеленого чая [23]. Недавно был создан гель, содержащии? теафлавины, которыи? при внутривагинальном нанесении способен защищать от инфицирования ВИЧ. Авторы отмечают, что гель, созданныи? с использованием компонентов черного чая, отличается высокои? эффективностью и низкои? ценои? [24].

Фракция теафлавинов черного чая предположительно может защищать также от инфекции вирусом гриппа, поскольку оказывает ингибирующее деи?ствие на неи?раминидазу - белок оболочки различных штаммов вируса (IC50 = 9,27-36,55 нг/мл). Это снижает вирулентность частиц вируса и репликацию вирусных генов. Кроме того, на культуре клеток показано, что эти вещества подавляют продукцию цитокинов воспаления IL-6, что потенциально способно облегчать течение заболевания [25].

теафлавин черный чай

Список используемой литературы

1. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина / Тараховскии? Ю. С., Ким Ю. А., Абдрасилов Б. С., Музафаров Е. Н.; [отв. ред. Е.И. Маевскии?] - Пущино: Sуnchrobook, 2013. - 310 c.

2. Chen, H., Parks, T. A., Chen, X., Gillitt, N. D., Jobin, C., Sang, S. (2011) Structural identification of mouse fecal metabolites of theaflavin 3,3'-digallate using liquid chromatography tandem mass spectrometry, J.Chromatogr.A, 1218, 7297-7306.

3. Sirk, T. W., Friedman, M., Brown, E. F. (2011) Molecular binding of black tea theaflavins to biological membranes: relationship to bioactivities, J.Agric.Food Chem., 59, 3780-3787.

4. Sang, S., Lambert, J. D., Tian, S., Hong, J., Hou, Z., Ryu, J. H., Stark, R. E., Rosen, R. T., Huang, M. T., Yang, C. S., Ho, C. T. (2004) Enzymatic synthe- sis of tea theaflavin derivatives and their anti-inflammatory and cytotoxic activities, Bioorg.Med.Chem., 12, 459-467.

5. Chen, H., Shurlknight, K., Leung, T., Sang, S. (2012) Structural identification of theaflavin trigallate and tetragallate from black tea using liquid chroma- tography/electrospray ionization tandem mass spectrometry, J.Agric.Food Chem., 60, 10850-10857.

6. Wu, Y. Y., Li, W., Xu, Y., Jin, E. H., Tu, Y. Y. (2011) Evaluation of the anti- oxidant effects of four main theaflavin derivatives through chemiluminescence and DNA damage analyses, J.Zhejiang.Univ Sci.B, 12, 744-751.

7. Mikutis, G., Karakose, H., Jaiswal, R., Legresley, A., Islam, T., Fernandez- Lahore, M., Kuhnert, N. (2013) Phenolic promiscuity in the cell nucleus - epigallocatechingallate (EGCG) and theaflavin-3,3'-digallate from green and black tea bind to model cell nuclear structures including histone proteins, double stranded DNA and telomeric quadruplex DNA, Food Funct., 2, 328-337.

8. Lv, L., Guo, Z., Wang, J., Wang, E. (2012) G-quadruplex as signal transducer for biorecognition events, Curr.Pharm.Des, 18, 2076-2095.

9. Li, Q., Xiang, J. F., Zhang, H., Tang, Y. L. (2012) Searching drug-like anti- cancer compound(s) based on G-quadruplex ligands, Curr.Pharm.Des, 18, 1973-1983.

10. Wu, Y., Brosh, R. M., Jr. (2010) G-quadruplex nucleic acids and human disease, FEBS J., 277, 3470-3488.

11. Ma, H., Huang, X., Li, Q., Guan, Y., Yuan, F., Zhang, Y. (2011) ATP-depen- dent potassium channels and mitochondrial permeability transition pores play roles in the cardioprotection of theaflavin in young rat, J.Physiol Sci., 61, 337-342.

12. Luo, X. Y., Takahara, T., Hou, J., Kawai, K., Sugiyama, T., Tsukada, K., Takemoto, M., Takeuchi, M., Zhong, L., Li, X. K. (2012) Theaflavin attenu- ates ischemia-reperfusion injury in a mouse fatty liver model, Bio- chem.Biophys.Res.Commun., 417, 287-293.

13. Anandhan, A., Essa, M. M., Manivasagam, T. (2013) Therapeutic attenuation of neuroinflammation and apoptosis by black tea theaflavin in chronic MPTP/probenecid model of Parkinson's disease, Neurotox.Res., 23, 166-173.

14. Anandhan, A., Janakiraman, U., Manivasagam, T. (2012) Theaflavin ameliorates behavioral deficits, biochemical indices and monoamine transporters expression against subacute 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6- tetrahydropyridine (MPTP)-induced mouse model of Parkinson's disease, Neuroscience, 218, 257-267.

15. Kim, S., Joo, Y. E. (2011) Theaflavin Inhibits LPS-Induced IL-6, MCP-1, and ICAM-1 Expression in bone Marrow-Derived macrophages through the blockade of NF-kappaB and MAPK signaling pathways, Chonnam.Med.J., 47, 104-110.

16. Song, Y. A., Park, Y. L., Yoon, S. H., Kim, K. Y., Cho S. B., Lee W. S., Chung, I. J., Joo, Y. E. (2011) Black tea polyphenol theaflavin suppresses LPS-induced ICAM-1 and VCAM-1 expression via blockage of NF-kappaB and JNK activation in intestinal epithelial cells, Inflamm.Res., 60, 493-500.

17. Gosslau, A., En Jao, D. L., Huang, M. T., Ho, C. T., Evans, D., Raw- son, N. E., Chen, K. Y. (2011) Effects of the black tea polyphenol theaflavin-2 on apoptotic and inflammatory pathways in vitro and in vivo, Mol.Nutr.Food Res., 55, 198-208.

18. Lahiry, L., Saha, B., Chakraborty, J., Bhattacharyya, S., Chattopadhyay, S., Banerjee, S., Choudhuri, T., Mandal, D., Bhattacharyya, A., Sa, G., Das, T. (2008) Contribution of p53-mediated Bax transactivation in theaflavin- induced mammary epithelial carcinoma cell apoptosis, Apoptosis., 13, 771-781.

19. Sil, H., Sen T., Moulik S., Chatterjee A. (2010) Black tea polyphenol (theaflavin) downregulates MMP-2 in human melanoma cell line A375 by involving multiple regulatory molecules, J.Environ.Pathol.Toxicol.Oncol., 29, 55-68.

20. Schuck, A. G., Ausubel, M. B., Zuckerbraun, H. L., Babich, H. (2008) Theaflavin-3,3'-digallate, a component of black tea: an inducer of oxidative stress and apoptosis, Toxicol.In Vitro, 22, 598-609.

21. Babich, H., Gottesman, R. T., Liebling, E. J., Schuck, A. G. (2008) Theaflavin-3-gallate and theaflavin-3'-gallate, polyphenols in black tea with prooxidant properties, Basic Clin.Pharmacol.Toxicol., 103, 66-74.

22. Betts, J. W., Kelly, S. M., Haswell, S. J. (2011) Antibacterial effects of theaflavin and synergy with epicatechin against clinical isolates of Acinetobacter baumannii and Stenotrophomonas maltophilia, Int.J.Antimicrob.Agents, 38, 421-425.

23. Liu, S., Lu, H., Zhao, Q., He, Y., Niu, J., Debnath, A. K., Wu, S., Jiang, S. (2005) Theaflavin derivatives in black tea and catechin derivatives in green tea inhibit HIV-1 entry by targeting gp41, Biochim.Biophys.Acta, 1723, 270- 281.

24. Yang, J., Li, L., Jin, H., Tan, S., Qiu, J., Yang, L., Ding, Y., Jiang, Z. H., Jiang, S., Liu, S. (2012) Vaginal gel formulation based on theaflavin derivatives as a microbicide to prevent HIV sexual transmission, AIDS Res.Hum.Retroviruses, 28, 1498-1508.

25. Zu, M., Yang, F., Zhou, W., Liu, A., Du, G., Zheng, L. (2012) In vitro anti- influenza virus and anti-inflammatory activities of theaflavin derivatives, Antiviral Res., 94, 217-224.

Размещено на Allbest.ru