velikost textu

Enzymatic and Metabolic Transformation of Silybin and its Congeners

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Enzymatic and Metabolic Transformation of Silybin and its Congeners
Název v češtině:
Enzymové a metabolické přeměny silybinu a vybraných flavonoidů
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Kateřina Purchartová
Školitel:
prof. Ing. Vladimír Křen, DrSc.
Oponenti:
prof. Ing. Tomáš Macek, CSc.
prof. MUDr. Libor Vítek, Ph.D.
Id práce:
99425
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (P1406)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 6. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
silybin, 2,3-dehydrosilybin, isosilybin, silydianin, silychristin, kvercetin, taxifolin, rutin, isokvercitrin, flavonolignany, flavonoidy, aryl sulfotransferasy, metabolity flavonoidů
Klíčová slova v angličtině:
silybin, 2,3-dehydrosilybin, isosilybin, silydianin, silychristin, quercetin, taxifolin, rutin, isoquercitrin, flavonolignans, flavonoids, aryl sulfotransferases, flavonoid metabolites
Abstrakt:
Abstrakt Flavonolignany jsou přírodní látky, které mají mj. chemoprotektivní, hepatoprotektivní, antioxidační, dermatoprotektivní účinky. Tyto přírodní látky se metabolizují zejména ve II. fázi biotransformace, přičemž jednou z dominantních metabolických drah je sulfatace. Detailní struktura většiny takto vzniklých metabolitů však není dosud známa a jejich standardy nejsou komerčně dostupné. Cílem této studie bylo připravit sulfatované deriváty flavonolignanů silymarinu - silybinu, 2,3-dehydrosilybinu, isosilybinu, silychristinu a silydianinu a různých flavonoidů - kvercetinu, isokvercitrinu, taxifolinu a rutinu, a tyto potenciální savčí metabolity plně charakterizovat. Pro tento účel byly použity dvě rekombinantní aryl sulfotransferasy: 1. z Desulfitobacterium hafniense, 2. z potkaních jater. Sulfáty byly získány ve vysokých výtěžcích za použití p-nitrofenyl sulfátu jako donoru SO3- skupiny a PAPS (3'-fosfoadenosin-5'-fosfosulfát)-independentní bakteriální aryl sulfotransferasy z D. hafniense. Flavonolignany tvořily zcela výlučně monosulfatované deriváty, kde pozice sulfátu byla určena na pozici C-20 (nebo C-19 v případě silychristinu). Pouze 2,3-dehydrosilybin podléhal další sulfataci a bylo možné isolovat také jeho 7,20-O- disulfatovaný derivát. Isoquercitrin a rutin byly selektivně sulfatované v poloze C-4' katecholové skupiny. Také taxifolin byl preferenčně sulfatován v této poloze (C-4'), ale bylo také zjištěno menší množství C-3´isomeru. Naopak sulfatace kvercetinu probíhala přednostně na C-3' poloze, ale opět byla prokázána přítomnost C-4' isomeru. Naopak rekombinantní savčí aryl sulfotransferasa, která je PAPS-dependentním enzymem, byla méně katalyticky účinná s užší substrátovou specificitou; byly izolovány pouze sulfáty silybinu B (C-20), kvercetinu a taxifolinu (C-3´). Bylo prokázáno, že silybin A a glykosidy kvercetinu (rutin a isokvercitrin) nejsou tímto enzymem přeměňovány. Sulfatované produkty studovaných látek připravené pomocí obou aryl sulfotransferas byly plně charakterizovány pomocí HRMS a NMR. Tyto sulfatované metabolity mohou být následně použity pro in vitro studie biologické aktivity a dále jako autentické standardy při metabolických studiích in vivo.
Abstract v angličtině:
Abstract Natural flavonoids and flavonolignans feature beneficial properties for living organisms such as antioxidant and hepatoprotective effects, anticancer, chemoprotective, dermatoprotective and hypocholesterolemic activities. Their metabolism in mammals is complex, the exact structure of their metabolites still remains partly unclear and the standards are usually not commercially available. Hence, this project focused on the preparation of potential and defined biotransformation Phase II sulfated metabolites of silymarin flavonolignans: silybin, 2,3-dehydrosilybin, isosilybin, silychristin, silydianin and flavonoids quercetin, taxifolin, rutin and isoquercitrin. Pure sulfated derivatives were prepared using aryl sulfotransferase from Desulfitobacterium hafniense and aryl sulfotransferase from rat liver. Using heterologously expressed PAPS (3´-phosphoadenosine-5´-phosophosulfate) - independent arylsulfotransferase from Desulfitobacterium hafniense and cheap p-nitrophenyl sulfate as sulfate donor, sulfated flavonolignans and flavonoids were obtained in high yields. Silymarin flavonolignans afforded exclusively monosulfates at the position C-20 (C-19 in the case of silychristin), except 2,3-dehydrosilybin that yielded also the 7,20-O-disulfated derivative. Isoquercitrin and rutin were selectively sulfated at C-4′ position of the catechol moiety. Taxifolin was sulfated at the C-4′ position as well, however, a minor amount of the C- 3′ isomer was also formed. Sulfation of quercetin proceeded preferentially at the C-3′ position, but a lower proportion of the C-4′ isomer was isolated as well. On the contrary, recombinant mammalian PAPS-dependent aryl sulfotransferase was less efficient and had a narrower substrate specificity. The enzyme from rat liver catalyzed only sulfation of silybin B (at C-20), quercetin and taxifolin (at C-3′) as evidenced from isolated products. Silybin A and the quercetin glycosides (rutin and isoquercitrin) remained intact. The sulfated products prepared by both aryl sulfotransferases were fully characterized by HRMS and NMR methods. The sulfated metabolites can be used for in vitro evaluation of biological activities and as authentic standards for metabolic studies in vivo.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Kateřina Purchartová 1.57 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Kateřina Purchartová 3.9 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Kateřina Purchartová 189 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Kateřina Purchartová 186 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Kateřina Purchartová 990 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Ing. Tomáš Macek, CSc. 145 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Libor Vítek, Ph.D. 740 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 871 kB