Эта статья нуждается в обновлении . Причина: недавно опубликованная информация об этом соединении из этого обзора [1] . ( Июнь 2018 г. ) |
Клинические данные | |
---|---|
Торговые наименования | Оксигон [2] |
Другие имена | Конъюгированная кислота: • 1H-индол-3-пропионовая кислота • Индол-3-пропионовая кислота Основание конъюгата: • Индол-3-пропионат |
Код УВД |
|
Легальное положение | |
Легальное положение |
|
Идентификаторы | |
| |
Количество CAS | |
PubChem CID | |
IUPHAR / BPS | |
ChemSpider | |
UNII | |
ЧЭБИ | |
CompTox Dashboard ( EPA ) | |
ECHA InfoCard | 100.011.455 |
Химические и физические данные | |
Формула | C 11 H 11 N O 2 |
Молярная масса | 189,214 г · моль -1 |
3D модель ( JSmol ) | |
Температура плавления | 134–135 ° C (273– 275 ° F) [3] |
| |
| |
(проверять) |
3-Индолепропионовая кислота ( IPA ), или индол-3-пропионовая кислота , является мощным нейрозащитным антиоксидантом , растительным ауксином и натуральным продуктом для людей, который изучается для терапевтического использования при болезни Альцгеймера . [2] [3] [4] [5] Он эндогенно продуцируется микробиотой человека и был обнаружен in vivo только тогда, когда вид Clostridium sporogenes присутствует в желудочно-кишечном тракте. [4] [5] [6] По состоянию на апрель 2016 [Обновить]г. C. sporogenes, который использует триптофан для синтеза индола, а затем и IPA, является единственным известным видом бактерий, синтезирующих IPA in vivo на уровнях, которые впоследствии обнаруживаются в плазме крови хозяина. [4] [5] [6] [7]
IPA является еще более мощным поглотителем гидроксильных радикалов, чем мелатонин , самый мощный поглотитель гидроксильных радикалов, который синтезируется человеческими ферментами. [3] [7] Подобно мелатонину, но в отличие от других антиоксидантов, он улавливает радикалы без последующего образования реакционноспособных и прооксидантных промежуточных соединений. [3] [7] [8] В 2017 году было обнаружено , что повышенные концентрации IPA в плазме крови человека коррелируют с более низким риском диабета 2 типа и более высоким потреблением продуктов, богатых клетчаткой . [3] [9] [10]
Биосинтез у человека и клеточные эффекты [ править ]
Метаболизм триптофана микробиотой желудочно-кишечного тракта человека ( ) |
Метаболизм [ править ]
IPA может превращаться в печени или почках в 3-индолакриловую кислоту , которая впоследствии конъюгируется с глицином , образуя индолилакрилоилглицин. [11]
История [ править ]
О нейропротекторных, антиоксидантных и антиамилоидных свойствах IPA впервые сообщила группа исследователей в июле 1999 года под руководством доктора Папполлы и доктора Пеггелера из Университета Южной Алабамы. [7] [12] [13] [14]
См. Также [ править ]
- Индолепропионамид
Ссылки [ править ]
- ^ Galligan JJ (февраль 2018). «Благотворное действие метаболитов триптофана, полученных из микробиоты». Нейрогастроэнтерология и моторика . 30 (2): e13283. DOI : 10.1111 / nmo.13283 . PMID 29341448 . S2CID 39904059 .
- ^ a b Bendheim PE, Poeggeler B, Neria E, Ziv V, Pappolla MA, Chain DG (октябрь 2002 г.). «Разработка индол-3-пропионовой кислоты (OXIGON) для лечения болезни Альцгеймера». Журнал молекулярной неврологии . 19 (1–2): 213–7. DOI : 10.1007 / s12031-002-0036-0 . PMID 12212784 . S2CID 31107810 .
Накопление бета-амилоида и сопутствующий окислительный стресс являются основными патогенными явлениями при болезни Альцгеймера. Индол-3-пропионовая кислота (IPA, OXIGON) - мощный антиоксидант, лишенный прооксидантной активности. Было продемонстрировано, что IPA является ингибитором образования бета-амилоидных фибрилл и мощным нейропротектором против различных оксидотоксинов. В этом обзоре будут обобщены известные свойства IPA и изложено обоснование его выбора в качестве потенциальной терапии болезни Альцгеймера, изменяющей течение болезни.
- ^ a b c d e f g «3-Индолепропионовая кислота» . База данных человеческого метаболома . Университет Альберты . Проверено 12 июня 2018 .
Индол-3-пропионат (IPA), продукт дезаминирования триптофана, образующийся симбиотическими бактериями в желудочно-кишечном тракте млекопитающих и птиц. Было показано, что 3-индолепропионовая кислота предотвращает окислительный стресс и гибель первичных нейронов и клеток нейробластомы, подвергающихся воздействию бета-амилоидного белка в форме амилоидных фибрилл, одного из наиболее заметных нейропатологических признаков болезни Альцгеймера. 3-Индолепропионовая кислота также демонстрирует высокий уровень нейрозащиты в двух других парадигмах окислительного стресса. (
PMID 10419516 ) ... Совсем недавно было обнаружено , что более высокие уровни кислоты индол-3-пропионовой в сыворотке / плазме связаны с уменьшенной вероятностью диабета типа 2 , и с более высоким уровнем потребления богатых волокном продуктов ( PMID 28397877 ) происхождения : • Эндогенный • Микробный
- ^ a b c d Wikoff WR, Anfora AT, Liu J, Schultz PG, Lesley SA, Peters EC, Siuzdak G (март 2009 г.). «Метаболомический анализ показывает большое влияние микрофлоры кишечника на метаболиты крови млекопитающих» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 106 (10): 3698–3703. DOI : 10.1073 / pnas.0812874106 . PMC 2656143 . PMID 19234110 .
Было показано, что продукция IPA полностью зависит от присутствия микрофлоры кишечника и может быть установлена путем колонизации бактерией Clostridium sporogenes. ... Напротив, другой набор кишечных бактерий был вовлечен в метаболическое преобразование индола в индол-3-пропионовую кислоту (IPA) (27). IPA, также идентифицированный только в плазме мышей conv, оказался мощным антиоксидантом (28) ... Хотя присутствие IPA у млекопитающих в литературе уже давно приписывается бактериальным метаболическим процессам, этот вывод основан на либо продукция IPA в культурах ex vivo отдельных видов бактерий (31), либо наблюдаемое снижение уровней IPA у животных после введения антибиотиков (32). В нашем собственном обзоре производства IPA представителями кишечной флоры,было обнаружено, что только Clostridium sporogenes продуцирует IPA в культуре (Таблица S2). На основании этих результатов отдельных мышей GF намеренно колонизировали штаммом C. sporogenes ATCC 15579, и образцы крови брали через несколько интервалов после колонизации. IPA не обнаруживался в образцах, взятых вскоре после введения микробов, и впервые наблюдался в сыворотке крови через 5 дней после колонизации, достигая значений плато, сравнимых с уровнем con-мышей к 10-му дню. Эти исследования колонизации демонстрируют, что введение кишечных бактерий, способных к IPA продукции in vivo в желудочно-кишечном тракте достаточно для введения IPA в кровоток хозяина. Кроме того, другим животным GF вводили внутрибрюшинно либо IPA (в дозе 10, 20 или 40 мг / кг), либо стерильный носитель PBS, и их сывороточные концентрации IPA измеряли с течением времени.Как видно из таблицы S3, высокие уровни IPA в сыворотке, наблюдаемые через 1 час после инъекции, снизились более чем на 90% в течение 5 часов, показывая, что IPA быстро выводится из крови и что его присутствие в сыворотке конвенционных животных должно быть результатом непрерывного продукция из 1 или более видов бактерий, связанных с кишечником млекопитающих.
Диаграмма метаболизма IPA - ^ Б с д е е г ч я J K L Жанг Л.С., Дэвис СС (апрель 2016). «Микробный метаболизм диетических компонентов до биоактивных метаболитов: возможности новых терапевтических вмешательств» . Genome Med . 8 (1): 46. DOI : 10,1186 / s13073-016-0296-х . PMC 4840492 . PMID 27102537 .
Lactobacillus
spp.
превращают триптофан в индол-3-альдегид (I3A) с помощью неидентифицированных ферментов [125].
Clostridium sporogenes
преобразовать триптофан в IPA [6], вероятно, через триптофандезаминазу. ... IPA также эффективно удаляет гидроксильные радикалы
Таблица 2: Микробные метаболиты: их синтез, механизмы действия и влияние на здоровье и болезнь
Рисунок 1: Молекулярные механизмы действия индола и его метаболитов на физиологию и болезнь хозяина - ^ a b Аттвуд G, Ли Д., Пачеко Д., Тавендейл М. (июнь 2006 г.). «Производство индольных соединений бактериями рубца, изолированными от пастбищных жвачных животных» . Журнал прикладной микробиологии . 100 (6): 1261–71. DOI : 10.1111 / j.1365-2672.2006.02896.x . PMID 16696673 . S2CID 35673610 .
- ^ a b c d e Чиан Й.Дж., Поеггелер Б., Омар Р.А., Чейн Д.Г., Франджоне Б., Гизо Дж., Папполла М.А. (июль 1999 г.). «Мощные нейрозащитные свойства против бета-амилоида Альцгеймера за счет эндогенной структуры индола, связанной с мелатонином, индол-3-пропионовой кислоты». J. Biol. Chem . 274 (31): 21937–21942. DOI : 10.1074 / jbc.274.31.21937 . PMID 10419516 .
[Индол-3-пропионовая кислота (IPA)] ранее была обнаружена в плазме и спинномозговой жидкости человека, но ее функции неизвестны. ... В экспериментах по кинетической конкуренции с использованием агентов, улавливающих свободные радикалы, способность IPA улавливать гидроксильные радикалы превышала таковую у мелатонина, индоламина, который считается наиболее мощным естественным поглотителем свободных радикалов. В отличие от других антиоксидантов, IPA не превращался в реакционноспособные промежуточные продукты с прооксидантной активностью.
- ^ Reiter RJ, Guerrero JM, Garcia JJ, Акуна-Castroviejo D (ноябрь 1998). «Промежуточные продукты реактивного кислорода, молекулярные повреждения и старение. Отношение к мелатонину». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 854 (1): 410–24. Bibcode : 1998NYASA.854..410R . DOI : 10.1111 / j.1749-6632.1998.tb09920.x . PMID 9928448 . S2CID 29333394 .
- ^ де Мелло В.Д., Паананен Дж., Линдстрём Дж., Ланкинен М.А., Ши Л., Куусисто Дж. и др. (Апрель 2017 г.). «Индолепропионовая кислота и новые липидные метаболиты связаны с более низким риском развития диабета 2 типа, согласно финскому исследованию профилактики диабета» . Научные отчеты . 7 : 46337. Bibcode : 2017NatSR ... 746337D . DOI : 10.1038 / srep46337 . PMC 5387722 . PMID 28397877 .
- ^ Tuomainen M, Lindström J, Lehtonen M, Auriola S, Pihlajamäki J, Peltonen M, et al. (Май 2018). «Связь сывороточной индолепропионовой кислоты, метаболита кишечной микробиоты, с диабетом 2 типа и слабым воспалением у лиц с высоким риском» . Питание и диабет . 8 (1): 35. DOI : 10.1038 / s41387-018-0046-9 . PMC 5968030 . PMID 29795366 .
- ^ Keszthelyi D, Troost FJ, Маскле AA (декабрь 2009). «Понимание роли метаболизма триптофана и серотонина в функции желудочно-кишечного тракта». Нейрогастроэнтерология и моторика . 21 (12): 1239–49. DOI : 10.1111 / j.1365-2982.2009.01370.x . PMID 19650771 . S2CID 23568813 .
Индолилпропионовая кислота может быть дополнительно преобразована в печени или почках в индолилакриловую кислоту (IAcrA) и конъюгирована с глицином с образованием индолилакрилоилглицина (IAcrGly). ... Кроме того, было показано, что индолилпропионовая кислота является мощным антиоксидантом, и в настоящее время изучается возможность ее лечения от болезни Альцгеймера.
40
- ^ Poeggeler B, Sambamurti K, Siedlak SL, Perry G, Smith MA, Pappolla MA (апрель 2010). «Новый эндогенный индол защищает митохондрии грызунов и увеличивает продолжительность жизни коловраток» . PLOS ONE . 5 (4): e10206. Bibcode : 2010PLoSO ... 510206P . DOI : 10.1371 / journal.pone.0010206 . PMC 2858081 . PMID 20421998 .
- ^ Karbownik МЫ, RJ Рейтера, Гарсиа JJ, Cabrera J, S Буркхардт, Осун С, Lewinski А (2001). «Индол-3-пропионовая кислота, молекула, связанная с мелатонином, защищает микросомальные мембраны печени от окислительного повреждения, вызванного железом: актуальность для уменьшения рака». Журнал клеточной биохимии . 81 (3): 507–13. DOI : 10.1002 / 1097-4644 (20010601) 81: 3 <507 :: АИД-JCB1064> 3.0.CO; 2-М . PMID 11255233 .
- ^ Reiter RJ, Tan DX, Osuna C, Gitto E (2000). «Действия мелатонина в снижении окислительного стресса. Обзор». Журнал биомедицинских наук . 7 (6): 444–58. DOI : 10.1007 / bf02253360 . PMID 11060493 .