Hvad er forskellen mellem Phloretin og Phlorizin?

I undersøgelsen af ​​bioaktive stoffer afledt af æbler,PhloretinogPhlorizin, som repræsentanter for dihydrochalconforbindelser, har fået bred opmærksomhed fra det videnskabelige samfund i de seneste år. Selvom disse to stoffer har samme kilde og lignende struktur, udviser de betydelige forskelle i biologisk aktivitet og anvendelsesværdi.

1.1 Molekylær strukturelle karakteristika
PhloretinogPhloriziner tæt beslægtede i kemisk struktur, men har vigtige forskelle. Phloretin er en dihydrochalcon-flavonoidforbindelse med en relativt simpel molekylær struktur. Phlorizin er glucosidet af phloretin, som er knyttet til en glucosegruppe på C2-stedet for phloretinmolekylet (den nøjagtige struktur er phloretin 6'-O-glucosid)._[1]Denne strukturelle forskel bestemmer deres forskelle i fysiske og kemiske egenskaber: Phlorizin har bedre vandopløselighed på grund af tilstedeværelsen af ​​sukkergrupper, mens resveratrol udviser stærkere lipidopløselighed.
Introduktionen af ​​glucosemolekyler ændrede væsentligt de fysisk-kemiske egenskaber af forbindelsen: Molekylvægten steg fra 274,27 til 436,41, log P-værdien faldt fra 3,5 til 0,45, og vandopløseligheden steg med næsten tre størrelsesordener.

1.2 Sammenligning af fysiske og kemiske egenskaber

I de senere år er der sket betydelige fremskridt inden for biosynteseforskning. Holdet fra Cotton Research Institute of the Chinese Academy of Agricultural Sciences har identificeret nøglegenet GhUGT88F3, som regulerer biosyntesen afphlorizini højlandsbomuld og belyst dets molekylære mekanisme til at omdanne phlorizin gennem glycosyleringsreaktioner. Forskning har identificeret phloretin-2'-O-glycosyltransferase (P2'GT) i æbler som det hastighedsbegrænsende enzym til phlorizinbiosyntese. I nærvær af uridin-diphosphat-glucose kan det specifikt katalysere glycosyleringsreaktionen ved C2′-stillingen af ​​phloretin for at producere phlorizin._[2]

2.1 Absorption og metabolisk dynamik
Phlorizin absorberes via det natrium-afhængige glukosetransporterprotein (SGLT1) på tyndtarmsepitelceller, en proces, der afhænger af dets glukosedele. Denne egenskab førte senere direkte til udviklingen af ​​SGLT2-hæmmerklassens hypoglykæmiske lægemidler. Absorptionsmekanismen for phloretin er helt anderledes. Som et hydrofobt glycosid kan det passivt diffundere over cellemembraner, hvilket resulterer i høj oral biotilgængelighed. Det gennemgår dog omfattende fase II-metabolisme i kroppen, hovedsageligt danner glukuronidering og sulfateringsprodukter.

2.2 Farmakologisk aktivitetssammenligning
(1) Antioxidantaktivitet
Beggephloretin og phlorizinviser betydelig antioxidantaktivitet, selvom de adskiller sig i deres mekanismer og styrke. En undersøgelse, der sammenlignede antioxidantaktiviteterne af fem naturlige polyphenoler, viste, at phloretin viste stærk ydeevne i DPPH-radikalopfangning, ABTS-radikalopfangning og jernionreduktionsassays. I modsætning hertil var resveratrols direkte antioxidantkapacitet relativt svag._[3]Selvom resveratrol i sig selv har begrænset direkte antioxidantaktivitet, kan det hydrolyseres af tarmmikrobiota til aktive metabolitter, der indirekte udøver antioxidante og anti-inflammatoriske virkninger.
Begge forbindelser aktiverer den cellulære Nrf2/HO-1 antioxidantvej, hvilket sænker intracellulære reaktive oxygenarter (ROS) signifikant, hæver glutathion (GSH) niveauer og øger antioxidant enzymaktivitet._[4] Imidlertid afslørede molekylære docking-eksperimenter, at phloretin binder sig til transkriptionsfaktoren Nrf2 med lavere konformationel energi og større strukturel stabilitet end phlorizin, hvilket tyder på en stærkere antioxidanteffekt.

(2) Hypoglykæmisk aktivitet
Beggephloretin og phlorizinudviser hypoglykæmiske virkninger, dog gennem forskellige mekanismer.Phlorizinfungerer som en potent ikke-selektiv kompetitiv SGLT-hæmmer med Ki-værdier på 300 nM for hSGLT1 og 39 nM for hSGLT2. Det konkurrerer med D-glucose om binding til SGLT1- og SGLT2-transportører og reducerer derved renal glucose-reabsorption og sænker blodsukkerniveauet. Selvom phloretin også udviser en moderat hypoglykæmisk effekt, er dets mekanisme mere multifaktoriel, hvilket involverer forbedret insulinfølsomhed og beskyttelse af pancreas beta-celler.

(3) Hudblegningsaktivitet
Phloretiner bredt anerkendt som en effektiv tyrosinasehæmmer, der fremmer udskillelsen af ​​melanocytter, falmende pletter og lysner hudtonen. Dens hæmmende styrke på tyrosinase er mere end 50 gange større end phlorizin. Virkningsmekanismen omfatter: direkte hæmning af tyrosinaseaktivitet, hæmning af tyrosinase-genekspression og hæmning af superoxidproduktion af frie radikaler.
Den svage blegningseffekt afphlorizinkan være relateret til dens større molekylære størrelse og dårligere hudpermeabilitet. Men på grund af dets bedre vandopløselighed og stabilitet, bruges det ofte som et prodrug i kosmetik og frigiver aktivt rodbarkekstrakt gennem hudmikrobiota eller enzymatisk hydrolyse.

3.1 Farmaceutisk område
Phlorizin blev oprindeligt undersøgt som en potentiel behandling for type 2-diabetes; det blev dog senere afløst af mere selektive syntetiske analoger såsom canagliflozin og dapagliflozin på grund af dets lave biotilgængelighed og ikke-selektive hæmning af SGLT-transportører. Det er dog fortsat en vigtig hovedforbindelse til udvikling af nye hypoglykæmiske lægemidler. Phloretin har på grund af dets stærkere biologiske aktivitet og forskellige virkningsmekanismer vist brede perspektiver i forebyggelse og behandling af metaboliske sygdomme

3.2 Kosmetikindustrien
Inden for kosmetik er phloretin blevet en stjerneingrediens i high-blegeprodukter. Dens tilsætningsmængde på 0,1-0,5 % kan hæmme melaninproduktionen betydeligt og har en synergistisk effekt med traditionelle blegemidler såsom C-vitamin og arbutin. Phlorizin bruges almindeligvis som en forløber for phloretin i vand-baserede formuleringer på grund af dets bedre stabilitet og vandopløselighed. Nylige undersøgelser viser, at phlorizin udviser anti-glykeringsegenskaber ved at hæmme dannelsen af ​​avancerede glykeringsslutprodukter (AGE'er).

3.3 Fødevareindustrien
Begge bruges som funktionelle fødevareingredienser. Phlorizin er blevet godkendt som en FOSHU (Specific Health Food)-ingrediens i Japan til brug i produkter til styring af blodsukker. Phloretin anvendes som et naturligt fødevarekonserveringsmiddel på grund af dets antibakterielle egenskaber, især dets bemærkelsesværdige hæmmende virkning mod gram-positive bakterier. Man skal dog være opmærksom på dets biotilgængelighed. Phlorizin skal hydrolyseres af intestinale enzymer til phloretin, før det kan absorberes og udnyttes.

Som naturligt afledte bioaktive forbindelser er phlorizin og phloretin strukturelt beslægtede, men udviser dog særskilte kemiske og biologiske egenskaber. Phlorizin demonstrerer større vandopløselighed og fungerer som en potent SGLT-hæmmer med høj specificitet. Phloretin udviser stærkere lipidopløselighed og et bredere spektrum af biologisk aktivitet-særligt bemærkelsesværdigt for dets antioxidant,-hvidende hud og anti-inflammatoriske egenskaber. For flere detaljer omPhloretinogPhlorizin, forbind med Serrisha fra APPCHEM. (E-mail:cwj@appchem.cn; +86-138-0919-0407)

Reference:

[1]Bai Huirong. Flavonoider fra Malus Rockii Rehder[D]. Dali University, 2023. DOI:10.27811/d.cnki.gdixy.2023.000004.
[2]Zhang Tingjing. ENZYMATISKE KARAKTERISTIKA OG KATALYTISK MEKANISME AF APPLEPHLORETIN-2'-0-GLYCOSYLTRANSFERASE[D]. Northwest A & F University, 2017. DOI:10.27409/d.cnki.gxbnu.2017.000235.
[3]Fan Jinbo, Cai Xitong, Feng Xuqiao, et al. Sammenligningen af ​​fem naturlige phenolforbindelser på antioxidantaktivitet in vitro[J]. Fødevare- og fermenteringsindustrien, 2014, 40(07):77-83. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2014.07.002.
[4]Yang Shengnan. Sammenligning af oxidativ stressskade af HepG2-celler mellem Phlorizin og Phloretin[D]. Tianjin University of Science&Technology, 2019. DOI:10.27359/d.cnki.gtqgu.2019.000199.