フラボノールの有害糖化生成物形成抑制に及ぼす水酸基置換の影響と分光学と質量分析で明らかになった阻害機構

Influence of Hydroxyl Substitution on the Suppression of Flavonol on Harmful Glycation Products Formation and Inhibition Mechanism Revealed by Spectroscopy and Mass Spectrometry.

• Lu Zhang
• Wen-Na Zhou
• Zong-Cai Tu
• Si-Hang Yang
• Liang Xu
• Tao Yuan

抄録

ケルセチン（Que）、カエンフェロール（Kaem）、イソラムネチン（Irh）、ミリセチン（Myri）は、植物資源に豊富に含まれる代表的なフラボノールである。本研究では、それらの有害な糖化生成物の生成を抑制する能力と水酸基置換の影響を調べた。その阻害機構を蛍光分光法とナノLCオービトラップMS/MSを用いて解明した。その結果、Bリング上の3'-OHは有害な糖化生成物の生成を抑制するために重要であること、メチル化により抑制が減少すること、5'-OHは3'-OHよりもはるかに寄与が少ないことが示された。Queは、初期生成物、5-ヒドロキシメチルフルフラール、および高度な糖化最終生成物の形成に最も強い抑制を示し、81.1％、56.9％、および95.4％の36.58μMで対応するパーセンテージの阻害を持つ。QueとMyriもまた、フロクトサミンとアクリラミンデの生成を明らかに抑制したが、IrhとKaemでは抑制は観察されなかった。また、Que、Myri、Kaem、Irhの36.58μMを添加すると、糖化部位の数が10から7、5、6、9に減少した。糖化によって誘導されるオーバルブミンの構造変化を抑制すること、ジカルボニル化合物をトラップすること、トリプトファン周辺の微小環境を変化させること、潜在部位の糖化活性を低下させることが主要な阻害機構であった。これらの結果は、QueとMyriが有害な糖化を抑制するための有望な天然薬剤である可能性を示唆しており、天然の抗糖化試薬の効果的なスクリーニングのための理論的な支持を提供する。

Quercetin (Que), kaempferol (Kaem), isorhamnetin (Irh), and myricetin (Myri) are typical flavonols that are abundant in plant resources. This research investigated their ability on attenuating harmful glycation products formation and the effect of hydroxyl substitution. The inhibition mechanisms were elucidated by fluorescence spectroscopy and nano-LC Orbitrap MS/MS. The results indicated that the 3'-OH on the B-ring is critical in alleviating harmful glycation products formation, methylation reduced its inhibition, and the 5'-OH showed much less contribution than the 3'-OH. Que showed the strongest suppression on initial products, 5-hydroxymethylfurfural, and advanced glycation end products formation, with corresponding percentage inhibitions at 36.58 μM of 81.1%, 56.9%, and 95.4%. Que and Myri also clearly inhibited froctosamine and acrylaminde production, while no suppression was observed by Irh and Kaem. The number of glycated sites was reduced from ten to seven, five, six, and nine, respectively, when 36.58 μM of Que, Myri, Kaem, and Irh was added. Suppressing the conformational changes of ovalbumin induced by glycation, trapping dicarbonyl compounds, altering the microenvironment around tryptophan, and reducing the glycation activity of potential sites were the major inhibition mechanisms. These results suggest that Que and Myri may be promising natural agents for inhibiting harmful glycation, and provide theoretical support for the effective screening of natural anti-glycation reagents.