Estudio sobre el edulmomogroside V de Luo Han Guo

Siraitia grosvenorii (Swingle) C.Jeffrey, also known as Luohanguo, is the fruit dea perennial vine enthe family Cucurbitaceae. It is mainly produced in Guangxi and is an economically and medicinally important plant that is endemic to China[1]. Siraitia grosvenorii is cool in nature and sweetin taste. It has been used as a traditional medicinal herb for more than 300 years in folk medicine. It has the effects of clearing away heat, moistening the lungs, relieving the pharynx and opening the voice, and lubricating the intestines to promote bowel movement[2⁃3].

En la actualidad, más de 100 compuestos Han sido aislados de Luo Han Guo, incluyendo 46 triterpenos, 7 flavonoides, 19 aminoácidos, 2 polisacáridos, etc. [4]. Mogroside es el principal ingrediente activo en Luo Han Guo. Es un tipo de glucósido cucurbitano triterpen, también conocido como extracto de Luo Han Guo, Mogroside, Luo Han Guo saponin, etc. [5]. Mogroside es también el componente principal de Luo Han Guo's dulzura.

In 1975, Lee[6] determined that the glycoside of the triterpene is the main sweetening component. In 1983, Mogroside Ⅳ, Mogroside Ⅴ and Mogroside Ⅵ were first isolated desdeLuohanguo, and more than 30 similar compounds have been isolated from Luohanguo since then[7⁃8]. These compounds all have mogroside as the aglycone, followed by different numbers of sugar moieties, as shown in Figure 1. The natural sweetener mogroside has a high sweetness and low calories. Compared to artificial sweeteners, it has less aftertaste and is safer. It also has a hypoglycemic effect and is an ideal substitute for sucrose. It has now been included in the list of food additives in many countries, including the United States, Japan, Australia, and New Zealand [5]. This paper reviews the sweet taste structure-activity relationship, periodic changes, biosynthesis pathway, hypoglycemic effect and other biological activities, and safety of Mogroside, with a view to providing further reference for the application of Mogroside as a natural sweetener.

1 dulzura relación estructura-actividad

Los mogrosidos se denominmogrosidos Ⅲ, mogrosidos ⅢE, mogrosidos Ⅳ, mogrosidos Ⅴ, 11⁃O ⁃ mogrosidos Ⅴ, Luohanguo nuevo glucósido, simonosilado I, etc., entre los cuales el mogrosido V tiene el contenido más alto [9], ver tabla 1. Murata Et al.[10]realizaron pruebas sensoriy encontraron que el mogrosido III, el mogrosido IV, el mogrosido V, el simonosido I y el 11o-mogrosido V son equivalentes a 195, 300, 378, 465 y 68 veces la dulzura de la sacarosa, respectivamente.

Estructuralmente, mogroside se basa en alcohol mogroside como la aglicona, con unidades de glucosa vinculadas a las posiciones C − 3 y C − 24 a través de enlaces glicosídicos. La relación entre su dulzor y estructura es la siguiente: − el número de fracciones de azúcar: para mantener el dulzor, el número total de grupos de azúcar Unidos a las posiciones C − 3 y C − 24 no debe ser inferior a 3; − el estado de oxidde los 11 sustitu, si los 11 grupos hidroxilo están en la configuración −, son dulces; Si están en la configuración β, son de mal gusto; Si los 11 grupos hidroxilo se oxidan, son amargos [11 − 13]. Además, a pesar de que sólo se le añaden cuatro trozos de azúcar, el dulzor del simenoside I es mucho mayor que el del mogroside IV, que también contiene cuatro trozos de azúcar. Por lo tanto, el efecto de la posición de la conexión del grupo de azúcar en la estructura sobre la dulzura de Mogroside también es digno de investigación adicionAl.Ver tabla 1 para información estructural del glucósido dulce de la fruta común de Luohan.

2 cambios periódicos y biosíntesis

El fruto maduro de Luohanguo es dulce, mientras que su fruto joven es amargo, lo que sugiere que el contenido de glucósien el fruto de Luohanguo cambia durante el crecimiento. Murata Et al.[10] encontraron que el contenido de glucósidos dulces en el Luohanguo maduro es más alto que en el Luohanguo inmaduro. Li Dianpeng Et al.[14] utilizaron cromatode capa fina para estudiar los cambios en la composición de los glucósidos en Luo Han Guo en diferentes edades de crecimiento y encontraron que los frutos jóvenes de menos de 30 días de edad contienen principalmente el Mogroside amargo Ⅱ E; Mogroside Ⅲ comienza a aparecer después de 30 días, y el contenido alcanza un pico a los 55 días, y Mogroside Ⅳ también se produce, el contenido de Mogroside Ⅳ alcanzó un máximo a 70 d; Después de 85 d, Luo Han Guo glucósido dulce V fue el principal componente dulce de Luo Han Guo.

Lu Fenglai Et al.[15] estudiaron Luo Han Guo en diferentes etapas de crecimiento por el método RP → HPLC y encontraron que el contenido de glucósido amargo (Mogroside → E, 11⁃O → Mogroside → E) en Luo Han Guo era más alto a 10 d; Después de 55 d, el dulce glucósido mogrosido Ⅴ se volvió dominante; Después de 65 d, el contenido de Luo Han Guo glucósido dulce Ⅴ no cambió mucho. Excepto para Mogroside Ⅴ, el contenido de todos los glucósidos mostró una tendencia de primero aumentar y luego disminuir. También se ha informado en la literatura que las cadenas oligosacáridos en la biosíntesis de glicósidos triterpénicos en las plantas es probable que sean sintetizmediante la adición secuencial de moléculas de monosacáride a la aglicone [16], lo que sugiere una transformación unidireccional de los glicósidos amargos bajos a glucósidos dulces altos durante el ciclo de crecimiento de los glicósidos de Luo Han Guo.

Itkin Et al.[17]usaron datos del transcriptoma y del genoma para analizar completamente la vía biosintética del edulcorde de la fruta monje V en la fruta de la fruta monje.

La biosíntesis en el fruto se puede dividir en dos pasos: la formación de la fruta monje alcohol y glicosilación. Primero, la producción de luohangol. La acetilcoenzima A se convierte en escualeno A través de la vía del mevalonato. El escualeno es convertido a 24,25-dihidroxigammahidroxiestero, que es hidroxilpor CYP87D18 para formar momordinol. En el proceso de glicosilación posterior, el momordinol es primero glicosilado por la glicosiltransferasa UGT720-269-1 para formar glucósidos amargos (Mogroside Ⅰ A1, Mogroside ⅢX, Mogroside ⅣA, y Simonin Ⅰ se forman por la siguiente glicosilación de Luo Han Guo Sweet, y Mogroside Ⅴ finalmente se forma. La vía biosintética se muestra en la figura 2.

In this biosynthetic pathway, the expression of key enzymes UGT720⁃269⁃1 and UGT94⁃289⁃3 that affect glycosylation has temporal differences. UGT720⁃269⁃1 is highly expressed in young frutasand decreases as the fruit matures. The UGT94 enzyme family, on the other hand, shows an increase in expression during the later stages of development. This is consistent with previous reports that the main component in young fruits is low-glycoside compounds such as Mogroside ⅡE, and that high-glycoside compounds continue to increase during the later stages of fruit development, with Mogroside Ⅴ eventually becoming the main component in mature fruits.

En resumen, el Luohanguo se recoge generalmente después de 65 días cuando el fruto comienza a madur. Durante el procesamiento, los extractos de fruta inmadura y madura no deben mezclarse, ya que esto reducirá el contenido de Mogroside y afectará la calidad del extracto.

3. Efecto hipoglic

Los estudios han demostrado que el Mogroside no sólo es eficaz para controlar el azúcar en la sangre, sino que también previene las complicaciones crónicas asociadas con la diabetes. Su mecanismo hipoglicpuede ser dividido en reparar el daño pancre, promover la secreción de insulina, mejorar la resistencia a la insulina, anti-estrés oxidativo, e inhibide la actividad de la glucosidasa.

3.1 reparar el daño pancreático y promover la secreción de insulina

Pyrimidine can damage pancreatic β cells by generating free radicals and inhibiting glucokinase, suppressing proinsulin synthesis, and causing type 1 diabetes [18]. Zhang Liqin et al. [19] found that Mogroside extract can reduce blood sugar by reducing the damage of alloxan to pancreatic β cells or improving the function of damaged cells. Its main active ingredient may be Mogroside. Qi et al. [20] showed that Mogroside extract can effectively improve the morphology of islet cells in diabetic mice, increase the number of islet cells, reduce the damage to mouse islet β cells caused by tetraoxypyrimidine, and improve metabolic disorders. Zhou Ying et al. [21] used rat islet β cell tumor cells RIN⁃5F as the research object and found that Luo Han Guo extract and Mogroside Ⅴ can promote insulin secretion.

3. 2 mejorar la resistencia a la insulina

La resistencia a la insulina se refiere a la disminución de la eficiencia de la insulina en la promoción de la captación y utilización de glucosa, y es una característica patológica importante de la diabetes tipo 2. Reducir la resistencia a la insulina puede retrasar la progresión de las complicaciones diabéticas. Liu et al. [22] usaron estreptozotocina (STZ) en combinación con una dieta alta en grasas para inducir un modelo de diabetes tipo 2 en ratones C57BL/6. El estudio encontró que el extracto de mogrosida puede mejorar la resistencia a la insulina en ratones diabéticos, según lo indicado por una disminución en el índice de resistencia a la insulina y un aumento en el índice de sensibilidad a la insulina. Otro estudio informó que la activación de la c-Jun n-quinasa terminal (TLR4-JNK) y el estrés oxidativo puede mediar la vía a través de la vía TLR4 [25].

3. 3 el estrés antioxidante

El estrés oxidativo se refiere a un estado en el cual el cuerpo y#La oxidy los efectos antioxidantes están fuera de equilibrio, produciendo una gran cantidad de especies reactivas de oxígeno (ROS) que dañlos tejidos del cuerpo, células, proteínas y otras macromoléculas biológicas. Además de inducir resistencia a la insulina, ROS también puede dañar directamente las células pancreβ durante el desarrollo de la diabetes, en última instancia, desencado agravar la diabetes [24]. Zhu Huiling et al. [26] mostraron que el pretratamiento con Luo Han Guo saponin puede reducir la acumulación excesiva de especies reactivas de oxígeno y radicales libres en las células L − 02 dañpor etanol, reducir el estrés oxidativo, e inhibide la peroxidlipí.

Zou Jian et al. [27] estudió la actividad antioxidante del extracto de mogrósido crudo y encontró que tiene buenas habilidades para eliminar los radicales libres (DPPH, ABTS, ORAC), reducir los iones de hierro (FRAP) y resistir la oxidde los lípidos. La capacidad antioxidante aumentó con el aumento de la concentración. Chenet al. [28] estudió la actividad antioxidante in vitro del Mogroside y encontró que tiene un efecto inhibitsobre los radicales libres de oxígeno (O2-, H2O2, ·OH) y el daño oxidativo del ADN. Entre ellos, Mogroside V es más eficaz en la búsqueda de ·OH, mientras que 11⁃O⁃Mogroside V tiene una mayor tasa de búsqueda de O2- y H2O2. Además, 11⁃O ⁃Mogroside Ⅴ tiene un efecto inhibiten el daño indupor oh-adn. Zhang Liqin et al. [19] encontraron que el extracto de Mogroside puede reducir la producción de peróxidos lipídicos (MDA) en el hígado de ratones con diabetes inducida por aloxano e incrementar la actividad del sistema de enzimas antioxidantes SOD y GSH → Px.

La actividad dela glicosidasa puede ralentizar la tasa de hidrólisis de carbohidratos y la producción de glucosa y retrasar la absorción de glucosa, reduciendo así la glucosa sanguínea postprandial. Este método es importante para la prevención y el tratamiento de la diabetes tipo 2 [29]. Los estudios Han encontrado que el extracto de Luo Han Guo de diferentes etapas de crecimiento tiene un efecto inhibiten la generación de glucosa en la sangre postprandial en ratones. Uno de los mecanismos de su efecto hipoglices que el extracto de saponde de Luo Han Guo puede inhibir directamente la actividad de la glucosidasa, y su efecto inhibitse correlaciona positivamente con la dosis [30 − 31].

3. Otros 5

Estudios Han demostrado que la activación de la proteína quinasa activpor monofosfato de adenosina (AMPK) por el extracto de Luo Han Guo puede ayudar a inhibila gluconeogénesis en ratones diabéticos, reduciendo así los niveles de glucosa en la sangre [22]. Otro estudio reportó que el extracto de saponde de Luo Han Guo puede reducir los niveles de las citocinas IFN-γ y TNF-α y aumentar el nivel de la citocina IL-4, mejorando así el desequilibrio inmune celular en ratones diabéticos y controlando la diabetes [20]. Además, el extracto de mogroside puede mejorar los niveles séricos de lipoproteínas de alta densidad de ratones diabéticos, normnormlos niveles de lípidos en la sangre, prevenir los trastornos del metabolismo de lípidos causados por la diabetes, y prevenir y tratar las complicaciones diabéticas [19].

En resumen, mogroside no sólo tiene un buen efecto preventivo y terapéutico tanto en el tipo 1 y tipo 2 diabetes, pero también previene eficazmente las complicaciones relacionadas con la diabetes.

Otros 4 efectos farmacológicos

4. 1 supresor de la tos, expectorante y antiasmático

Chen Yao et al. [33] encontraron que el mogroside puede reducir el número de tos en ratones y promover la producción de secreciones traque. Liu Ting et al. [34] examinaron los componentes efectivos de Luo Han Guo para los efectos expectorantes y supresores de la tos y especularon que el mogrosido V es el principal ingrediente activo de Luo Han Guo para la supresión de la tos. Wang et al. [35] establecieron un modelo del espectro de eficacia de Luo Han Guo para aliviar la flema y los resultados mostraron que el Mogroside Ⅴ y el 11⁃O ⁃Mogroside Ⅴ se correlacionpositivamente con el efecto de aliviar la flema y contribuyeron significativamente. Song et al. [36] encontraron que Mogroside Ⅴ puede inhibieficazmente la hiperrespuesta de las vías respiratorias inducida por la ovalbumina.

4. 2 efectos hepatoprotectores

Xiao Gang et al. [37] usaron tetraclorde de carbono para inducir lesiones hepáticas agudas y modelos inmunde lesiones hepáticas en ratones, respectivamente. El estudio encontró que el Mogroside puede reducir las actividades séride ALT y AST de ratones en los dos modelos de daño hepático, aumentar la actividad de SOD de los homogeneide tejido hepático en daño inmune hepático, reducir el nivel de MDA, y mejorar el daño patológico del tejido hepático. Las células estrelladas hepáticas (HSCs) juegan un papel importante en el desarrollo de la fibrosis hepática, por lo que la inducción de la apoptosis de las HSCs actives un medio eficaz de prevención y tratamiento de la fibrosis [38]. Los estudios han encontrado que el suero que contiene mogrosida puede bloquear el ciclo de las células estreladas hepáticas de rata HSC → T6. Mogroside puede inhibir la activación de las células estrelladas hepáticas humanas LX → 2 in vitro y promover la apoptosis de las células estrelladas hepáticas.

4. 3 contra el cáncer

In in vitro and in vivo models of pancreatic cancer, Mogroside Ⅴ inhibited tumor growth by promoting apoptosis and cell cycle arrest in pancreatic cancer cells PANC⁃ 1 [42]. Mogroside ⅣE dose-dependently inhibited the proliferation of human colon cancer cells HT29 and human laryngeal epidermoid carcinoma cells Hep⁃2 and tumor growth in a mouse model of xenograft tumors [43]. In vivo skin carcinogenesis experiments in mice found that mogroside V and 11⁃O mogroside V can effectively inhibit the two-step carcinogenesis process using peroxynitrite as a mutagenic carcinogen and terephthalic acid as a tumor promoter. 11⁃O ⁃Mogroside Ⅴ also inhibits the two-step carcinogenesis process using 7, 12⁃dimethylbenz[a]anthracene as a mutagenic carcinogen and terephthalic acid as a tumor promoter [44].

4. 4 anti-inflamatorios y antibacterianos

Di et al. [45] encontraron que los mogrosidos pueden inhibir la respuesta inflamatoria indupor lipopolisacáride en las células RAW264.7 al disminuir la regulación de la expresión de genes inflamclave iNOS, COX-2 y IL-6 y aumentar la regulación de la expresión de genes protectores inflamatorios PARP1, BCL2L1, TRP53 y MAPK9. Del mismo modo, en un modelo de inflamación de oído de ratón, mogroside puede inhibir la respuesta de inflamación indupor 12-oxotetradecanoilforbol-13-acemediante la regulación hacia abajo de la expresión de COX-2 y IL-6 y la regulación hacia arriba de la expresión de PARP1, BCL2L1, TRP53, MAPK9 y PPARδ. He O ⁃ Mogroside Ⅴ no es sólo el principal ingrediente activo de la actividad antiinflamatoria de Luo Han Guo in vivo, sino también uno de los principales ingredientes activos de Luo Han Guo's efecto inhibidor sobre Staphylococcus aureus. Mogroside Ⅴ es la principal sustancia activa de Luo Han Guo's efecto inhibitorio sobre Enterococcus faecalis y Escherichia coli.

5 de seguridad

Su Xiaojian et al. [47] mostraron que el valor LD50 deLuo Han Guo sweet glycoside (81.6% glycoside content) administered to mice by gavage was greater than 10,000 mg/kg, which is practically non-toxic. Mogroside 3.0 g/kg (equivalent to 360 times the human dosage) was given to dogs by gavage for 4 weeks, and there was no significant effect on the biochemical indicators of the dogs or morphological changes in the tissues and organs. Jin et al. [48] conducted a repeated dose subchronic toxicity study on Wistar rats and found that no rats in the Mogroside dose groups died within 13 weeks and that all indicators were normal. It is therefore speculated that the level of adverse reactions in humans is 2,520 mg/kg per day for men and 3,200 mg/kg per day for women or higher. Another study showed that Mogroside administered to mice by gavage at 0.25, 0.5, and 1 g/kg was not genotoxic or reproductive toxic, but when the dose reached 5 g/kg, the rate of micronuclei in the bone marrow erythrocytes and the rate of sperm deformities in male mice were higher than those in the negative control group (P<0.05) [49]. Therefore, further research is needed to determine whether mogroside is genotoxic, and the dosage of mogroside also requires attention.

6

Con la mejora de las personas#39;s nivel de vida, las enfermedades metabólicas como la diabetes y la obesidad se han convertido en una importante amenaza para la salud humana. Por lo tanto, los edulcorantes artificiales de alta dulzura y bajas calorías se utilizan ampliamente en la industria alimentaria para reemplazar la sacarosa. Sin embargo, en los últimos años, con la popularización de los edulcorantes artificiales, su seguridad ha sido cuestion[50]. Algunos estudios han informado de que la ingesta de edulcorantes artificiales puede conducir a un ansia y la dependencia de azúcar, y que la disminución de la compensación calórica puede conducir a la estimulación del apetito, aumento de la ingesta, aumento de peso, y la intolerancia a la glucosa [51⁃53]. Song Xiaowan& (en inglés)#39;s[54] la investigación confirmó que el edulcornatural mogroside es significativamente más eficaz que el edulcorartificial aspartamo en la mejora de la tolerancia sista a la glucosa y la sensibilidad a la insulina. Además, los edulcorantes artificiales pueden producir un regusto desagradable. El extracto de mogrósido tiene menos amargura que la sacarina y el acesulfamo-k [10]. En general, el Mogroside, un edulcornatural de origen vegetal, es un sustituto ideal de la sacarosa porque es muy dulce, bajo en calorías, seguro y tiene poco regusto. El Mogroside también tiene una variedad de otros efectos, como reducir el azúcar en la sangre, aliviar la tos y la flema, aliviar el asma y proteger el hígado. Por lo tanto, el desarrollo de Mogroside como edulcor, producto de salud y medicina es de gran importancia para la promoción de la salud pública.

Mogroside is currently used in the food industry in dairy drinks and solid drinks, but it still faces several problems. Firstly, due to unselective artificial pollination and other reasons, there are currently many varieties of Luohanguo being promoted and applied, and the overall quality of the germplasm is not satisfactory, leaving much room for genetic improvement [55]. (2) The type and content of mogroside undergo periodic changes during growth, so a method for quantitatively determining mogroside is needed to strengthen quality control. (3) At present, the relative sweetness of mogroside is still determined by sensory evaluation by professionally trained assessors, and the electronic tongue cannot replace it [56]. The evaluation process is complex, and the results are subjective; ④ Mogroside is expensive to extract and expensive, so gaining a deeper understanding of the biosynthetic mechanism of mogroside and using cell factories to produce mogroside is one of the potential ways to mass produce mogroside; ⑤ Mogroside's propiedades como medicamento aún no se han desarrollado, su composición es compleja y la investigación sobre sus principios activos específicos debe profundizarse aún más para promover el desarrollo de medicamentos y productos para la salud.

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