¿Qué es el ginsenósido Rh2 y su derivado?
El Ginseng (Panax Ginseng C. A. Meyer, Araliaceae) es ununvaliosa hierba medicinal tradicional en China. Tiene los efectos de reponer la energía vital, toniel bazo y beneficiar los pulmones, generar fluidos corporales, calmar la mente y mejorar la inteligencia. El principal ingrediente activo en el ginseng es el ginsenósido, que se puede dividir en protopanaxadiol (PPD), protopanaxatriol (PPT) y oleanano (OA) tipos de acuerdo con la aglicona. Las proporciones de PPD/PPT en la cabeza de ginseng, la piel de ginseng, las hojas de ginseng, la raíz de ginseng y la barba de ginseng son 2.5, 1.9, 0.9, 1.2 y 3.8, respectivamente [1].
El contenido de los ginsenósidos del tipo PPD es mayor que el del tipo PPT. Por ejemplo, los ginsenósidos Rb1, Rb2, Rc y Rd son los ingredientes principales en el ginseng blanco, mientras que el ginsenósido Rh2es un ingrediente único en el ginseng rojo y está casi ausente en el ginseng blanco. En 1983, el erujaponés Isao Kitagawa aislel ginsenósido Rh2 del ginseng rojo, con un rendimiento de sólo 0,001%. Hoy en día, el ginsenósido Rh2 se produce en cantidades de kilogramo. "Cápsulas Jinxing", producido por Zhejiang Yaxing Co., Ltd., ya está en el mercado como un producto de salud. Ginsenósido Rh2 tiene una amplia gama de actividades farmacológicas, tales como anti-tumor, mejora inmune, anti-alergia, anti-inflamatorio, la tolerancia a la hipoxia y la inhibide la obesidad. Este artículo revisa la investigación relevante sobre el ginsenósido Rh2 en el país y en el extranjero.
Ⅰ. Estructura del ginsenósido Rh2 y sus derivados
La estructura del ginsenósido Rh2 y sus derivados se muestra en la figura 1 y tabla 1.
Ⅱ. Métodos de preparación para el ginsenósido Rh2 y sus derivados
La preparación industrial de ginsenósido Rh2 siempre ha sido el foco de la investigación por los académicos en el país y en el extranjero, centrándose principalmente en el uso de métodos químicos y de biotransformación para lograr la preparación de ginsenósido Rh2. Las posibles rutas para la preparación de ginsenósido Rh2 se muestran en la figura 2.
1. Métodos de preparación del ginsenósido Rh2
(1) método de hidrólisis ácida.
El método de hidrólisis ácida es sencillo de operar y no se ve afectado por factores ambientales externos. Senembargo, los productos de reacción son complejos y se produce una gran cantidad de ácido residuAl.La configuración de posición del grupo saponc20 del grupo diol ginsenósido natural es principalmente la configuración S. Cuando se utiliza la hidrólisis ácida para hidrolizar saponina tipo diol para preparar el ginsenósido Rh2, primero se elimina el grupo de azúcar en la posición C20, y luego se produce un cambio de configuración en la posición C20, generando una mezcla de dos isómeros, siendo la configuración R la principal. El ginsenósido Rh2 se convierte a partir del ginsenósido Rg3 por degradación ácida. Las condiciones óptimas de degradación son: 60% de ácido acético, 55 °C durante 1 h. El contenido total de ginsenósido Rg3 y Rh2 en el producto de degradación es de 106,7 mg·g-1, y el rendimiento es de 71% [8]. Los principales productos fueron ginsenósido Rg3 y 20(R) -Rh2 [2].
Yu Zhibo etal. [3] hidrolizaron saponinas tipo diol de raíz y hoja de ginseng americano y determinaron que las condiciones óptimas para preparar 20(R)-Rh2 fueron 80°C, 50% H2SO4 (5% en volumen de etanol), y la degradación para 4 h. Zhang Lanlan et al. [9] solicitó una patente para un extracto de saponde de ginseng Rh2 en 2009, y el método de preparación es el siguiente: Paso 1, los materiales medicinales que contienen componentes de saponina ginseng se extraen con agua, el extracto se pasa a través de una columna de resina de adsormacroporosa, eluted con etanol, el eluate se recoge, concentrado a sequedad, para obtener la saponina total; Paso 2, disolver la saponina total obtenida en el paso 1 en una solución ácida y reaccionar; Una vez finalizada la reacción, ajustar el pH a neutro y recoger el precipit; Paso 3, realizar la cromatode fase reversa en columna de gel de sílice en el precipitado, elute con la mezcla acetonitri- agua, recoger la fracción rica en ginsenósido Rh2, y concentrado para obtener el producto.
(2) método de hidrólisis alcalina.
La hidrólisis alcalina es fácil de operar, y el producto es relativamente simple, pero las condiciones de hidrólisis son duras, los requisitos del equipo de reacción son altos, y una gran cantidad de álcali residual se produce fácilmente. Cuando se usa el método de hidrólisis alcalina para preparar el ginsenósido Rh2, primero se elimina el grupo de azúcar en la posición C20, y no hay cambio conformacional en la posición C20. El método de hidrólialcalpuede usarse para preparar 20(S)-Rh2. Los productos principales son 20(S)-Rh2 y PPD [2]. 20(S)-protoginseng tipo diol sapon8,0 g se disolvió en 30 mL de agua y se le añadió 20 mL de solución acuosa saturde NaOH. La mezcla fue reflujo en un baño de agua hirviendo durante 6 h, enfri, transferido a un embude separación, y extraído con n-butanol cuatro veces. La capa de n-butanol se concentr, calculándose que la tasa de conversión de 20(S) - Rh2 fue de 9,64% [10]. Li Xuwen [11] determinó que las condiciones de degradación para la preparación de 20 (S) - Rh2 fueron: una relación de masa de NaOH a sapontotal de hoja de ginseng de 1.6:1 (w/w), relación de masa de sapontotal de hoja de glicera ginseng de 15.0:1 (v/w), y 220 ℃ durante 40 min, la tasa de conversión de 55.64%.
(3) método de transformación microbiana.
El método de transformación microbiana es dominante en la preparación industrial de ginsenósido Rh2 debido a sus muchas ventajas, tales como bajo costo y alta tasa de conversión. Para preparar el ginsenósido Rh2 usando el método de transformación microbiana, las saponinas tipo diol del ginsenósido generalmente se convierten primero en ginsenósido F2 o ginsenósido Rg3, y luego en ginsenósido Rh2. Myrothecium verru- caria, aislado del suelo de ginseng en la montaña Changbai, puede convertir el ginsenósido Rg3 a ginsenósido Rh2 y el tipo de diol saponenPPD[12]. Fusarium proliferatum ECU2042, aislado del suelo, puede convertir ginsenósido Rg3 a ginsenósido Rh2 bajo las condiciones de 50 °C y 50 mL de NaAC/HAC (pH 5.0) por 24 h, con una tasa de conversión de hasta 60% [13]. Zang Yunxia et al. [14] primero hidrolizaron el extracto de ginseng con 1 mol·L-1 HCl y luego usaron el extracto de ginseng hidrolizado por ácido de fermentación extendida de Aspergillus, lo que resultó en la conversión de algunos ginsenósidos a ginsenósirh2.
Tong Xenet al. [15] tomaron Lactobacillus delbrueckii subsp activado. Bulgaricus lo inoculó en medio MRS, añadió ginsenósidos, y fermentó a 37°C a 39°C durante 240 ha 248 h. El caldo de fermentación fue recogido y reaccionó con saponin glicosidasa a 88℃ ~ 92℃ para 240 ~360 h. La solución de reacción fue recogida, filtr, y el filtrado fue eluido con un gradiente de etanol a través de una resina de adsormacroporosa. La fracción de flujo se colectó para obtener ginsenósido Rh2. Esta preparación patenttiene una alta tasa de conversión y se puede utilizar para la preparación a gran escala de ginsenósido Rh2. Guozhong et al. [16] solicitaron una patente en 2011 para el uso del hongo Cylindrocarpon didymium y su uso en la preparación de ginsenosideRh2-a hongo patógeno de ginseng Cylindrocarpon didymium, que tiene la capacidad de convertir ginsenoside Rb1 y Rd en ginsenoside Rh2. El hongo es inoculado en un medio PDA que contiene ginsenósido Rb1 o Rd e incubado a 25 °C durante 5-7 días. Alternativamente, se puede usar el método de conversión de fermentación microbiana, en el cual la cepa es inoculada en un medio de fermentación líquido e incubada a 28°C durante 5-7 días. La solución enzimse recoge y se mezcla con ginsenósido Rb1 o Rd, y la mezcla se reacciona a 40°C durante 24 h. La solución técnica de la presente invención para la producción de ginsenósido Rh2 se caracteriza por su alta especificidad, simplicidad y conveniencia, bajo costo y pocos subproductos. La pureza del producto de fermentación Rh2 es superior al 85%.
Método de conversión enzimática (4).
El ginsenósido Rh2 se prepara de una manera específica mediante el uso de enzimas para actuar selectivamente sobre enlaces glicosídicos específicos de los ginsenósidos. Ginsenósido − -arabinopyranosidasa extrade raíces frescas de ginseng puede convertir ginsenósido Rg3 a ginsenósido Rh2. Las condiciones de reacción son las siguientes: concentración de sustr10 mg·mL-1, pH 5.0, reacción a 55°C durante 24 h, tasa de conversión hasta 60% [17]. Una nueva − -glicosidasa puride de Fusarium proliferatum ECU204 puede convertir ginsenósido Rg3 A ginsenósido Rh2 [18]. Song Zhaohui et al. [19] solicitó una patente en 2009 para un extracto de saponde de ginseng Rh2 y un método de preparación de extracto de materiales medicinales que contienen saponde de ginseng con agua, permitir que el extracto se asi, recoger el sobrenadante, concentrarlo a la sequedad, para obtener sapontotales; Disolver las saponinas totales en una solución tampón con un pH de aproximadamente 5, añadir − -glucosidasa para reaccionar, recoger el precipit; Disolver el precipiten en etanol, realizar la cromatode columna de gel de sílice, recoger la fracción rica en ginsenósido Rh2, y concentrarse para obtener. Este laboratorio también ha hecho progresos importantes en la preparación del ginsenósido Rh2 usando conversión enzimindustrial con ginsenósido diol como sustr.
(5) método de síntesis química.
Ginsenósido Rh2 también puede ser sintetizsintetizquímicamente. Hui Yongzheng et al. [20] primero protegieron selectivamente el protopanaxadiol para obtener el protopanaxadiol mono-sustituido y luego sometieron el protopanaxadiol mono-sustituido a una reacción de glicosidación con un donante de glucosa bajo la catálisis de un ácido de Lewis y luego retiraron el grupo protector para obtener 20(S)-Rh2 después de la separación y purificación. Este método tiene condiciones de reacción suaves, bajo costo, alta estereoselecdel producto de reacción, alto rendimiento y alta pureza. La invención es adecuada para la producción industrial a gran escala.
Ⅲ. Método de preparación de derivados del ginsenósido Rh2
Después de la modificación estructural,El ginsenósido Rh2 ha mejorado la solubilidad en aguaY puede ser utilizado como un profármaco para entrar en el cuerpo, retrasar el proceso metabólico dela droga en el cuerpo, y mejorar su actividad contra el cáncer. Liu Jihua et al. [5] llevaron a cabo una reacción sintética de 20(S)-Rh2 con boc-glicina para obtener cinco compuestos monoméricos; 20(S)-Rh2 reaccionó con boc-alanina, boc-argin(Tos), boc-lisina (Z), boc-serina y acetilprolina, cada uno resultando en un compuesto monómero; Y la síntesis con acetilfenilalanina dio lugar a dos compuestos monómeros. Wang Lu et al. [6] usaron el método aciclorosulfónico piridina en combinación con la investigación sobre la modificación del ginsenósido Rb1 por sulfatación. El H en las diferentes posiciones de -OH en la molécula de Rh2 fue reemplazado con -SO3Na para obtener un par de isómeros. Un isómero tiene el H en la posición C12 -OH reemplazado, y el otro tiene el H en la posición -OH en la posición GLC -C6 reemplazado. Que se abrevian como S-Rh2 -1 y S-Rh2 -2, respectivamente. Wei et al. [7] disolvieron el ginsenósido Rh2 en cloroform, agreglentamente cloroformde octilo y Et3N, y reaccionaron a temperatura ambiente durante 15 min para obtener el éster D-Rh2.
Ⅳ. Actividades farmacológicas del ginsenósido Rh2 y sus derivados
El ginsenósido Rh2 incluye dos configuraciones, 20(S) y 20(R), mientras que los derivados del ginsenósido Rh2 incluyen sulfatos, derivados de aminoácidos, ésteres, etc. Las estructuras del ginsenósido Rh2 y sus derivados son diferentes, y sus actividades farmacológicas también difieren mucho.
1. Actividad farmacológica de 20(S) ginsenósido Rh2
Un gran número de estudios de la bibliografía han mostrado que el ginsenósido diol tipo 20(S)-Rg3 y la aglicona 20(S)-PPD tienen un fuerte efecto inhibitorio sobre la proliferación de células tumorales. En comparación con los dos primeros, 20(S)-Rh2 tiene una actividad más fuerte en la inhibición de las células de glioma A172 y T98G, las células de cáncer de mama MCF7 y MDA-MB-468, y las células de cáncer de pulmón H838, etc, su actividad es más fuerte; Mientras que al inhibir las células cancerosas de próstata LNCaP y PC3, las células cancerosas de páncreas HPAC y Panc-1, las células cancerosas de pulmón A549 y H358, etc., su actividad es más débil que 20(S)-PPD [21].
20 (S)-Rh2 tiene un efecto inhibitorio sobre el crecimiento de células Caco-2 y HT-29. Después de que 20 (S)-Rh2 actuara sobre las células HT-29 y Caco-2 durante 48 horas, las concentraciones semiinhibit(IC50) fueron 19,68 y 26,79 μg·mL-1, respectivamente. El mecanismo de acción es que 20 (S) -Rh2 puede reducir significativamente la proporción de células HT-29 en la fase G0/G1 y G2/M, y aumentar la proporción de células de fase S [22].
2,20 (R) actividad farmacológica del ginsenósido Rh2
20 (R) -Rh2 Juega un papel importante en la inhibición del papiloma y melanoma. Tao Lihua et al. [23,24] encontraron que el 20(R)-Rh2 tiene un efecto inhibitsignificativo sobre el papiloma de la piel de ratón, el melanoma B16 y la metástasis del melanoma B16-BL6. El mecanismo por el cual inhimetátumor maligno metástasis puede estar relacionado con su capacidad para reducir la invasiinvaside las células cancerosas. Algunos estudios han mostrado que después de que se forman las células cancerosas, se metastatipreferentemente al hueso, y usan citocinas en el hueso para estimular osteoclastos, promoviendo así el crecimiento de células cancerosas. Liu et al. [25] estudiaron el efecto inhibidor in Vitro vitrode 20(S)-Rh2 y 20(R)-Rh2 sobre el osteoclasto RAW264, encontraron que solo 20(R)-Rh2 tiene la actividad de inhibide la osteoclastogénesis, indicando indirectamente que 20(R)-Rh2 tiene el efecto de inhibide las células tumorales.
Ⅴ. Comparación de las actividades farmacológicas de 20 (S)/20 (R) ginsenósido Rh2
Los estudios han demostrado que la actividad antitumoral del ginsenósido Rh2 está estrechamente relacionada con su configuración. Se utilizó la misma dosis de 20(R)-Rh2 y 20(S)-Rh2 en células de adenocarcinoma de pulmón humano A549. Los resultados mostraron que tanto 20(R)-Rh2 y 20(S)-Rh2 promovieron la apoptosis de las células A549, y ambos inhibieron la proliferación celular A549 de una manera dependiente de la dosis, con tasas de inhibición de 28,5% y 33,6%, respectivamente, y valores de IC50 de 33,4 y 28,5 mg·L-1, respectivamente. Comparado con 20(R)-Rh2, 20(S)-Rh2 tiene una actividad más fuerte en la inhibición de células A549 [26]. En un estudio sobre la inhibición de la proliferación de células cancerosas de próstata (LNCaP, PC3, DU145), el valor de IC50 de 20(S)-Rh2 fue el más bajo, 20(R/S) -Rh2 tuvo el segundo valor de IC50 más bajo, y 20(R) -Rh2 tuvo el valor de IC50 más alto. Tung et al. [27] encontraron que el 20 (S) -Rh2 era más activo que el 20 (R) -Rh2 al estudiar la inhibición de las células HL-60 de la leucemia humana por el ginsenósido Rh2. In the Study deginsenoside Rh2's inhibide diferentes líneas celulares A-2780, HCT-8, SMMC-7721, y PC-3M, los resultados mostraron que la IC50 de 20(s)-Rh2 era casi el doble de pequeña que la de 20(R)-Rh2 [28]. Estos resultados muestran que la configuración de 20 posiciones del ginsenósido Rh2 está estrechamente relacionada con su actividad anticancerosa, y que 20(S)-Rh2 es más potente que 20(R)-Rh2.
Ⅵ. Actividad farmacológica de los derivados Rh2 del ginsenósido
Después de ser derivado, el ginsenósido Rh2 puede mejorar significativamente su solubilidad en agua y tiene actividades inmunoestimulantes y antitumorales. Zhu Wei et al. [29] encontraron que los sulfatos de Rh2 S-Rh2-1 y S-Rh2-2 pueden inhibisignificativamente la proliferación de linfocitos esplénicos de ratón indupor el cona cuando la dosis es menor que la de Rh2, lo que indica que los derivados de Rh2 han mejorado la actividad inmunológica. Wei et al. [7] encontraron que el Rh2 esterificado con D-Rh2 es significativamente menos tóxico para la línea celular hepática QSG-7701 in vitro que el Rh2, pero ambos tienen un efecto inhibitmás fuerte sobre el tumor sólido de cáncer de hígado H22 in vivo y la actividad de los dos es comparable, lo que indica que el Rh2 esterificado con D-Rh2 es un compuesto candidato antitumoral más adecuado que el Rh2.
Ⅶ. Estudio farmacocinético del ginsenósido Rh2
Gu et al. [30] encontraron que la biodisponibilidad de ginsenósido Rh2 en ratas y perros Beagle después de la administración oral fue de 5% y 16%, respectivamente, lo que indica que la biodisponibilidad de ginsenósido Rh2 varía en diferentes especies. Xie Haitang et al. [31] encontraron que la biodisponibilidad de ginsenósido Rh2 en perros machos y hembras fue de 17,6 y 24,8%, respectivamente, después de la administración de ginsenósido Rh2 a perros por sonda, lo que indica que también hay diferencias en la biodisponibilidad de ginsenósido Rh2 entre los sexos. Gu et al. [30] administraron ginseng saponin Rh2 a ratas por sonda para estudiar su distribución en los tejidos y los resultados mostraron que el ginseng saponin Rh2 se distribuprincipalmente en el hígado y los tejidos gastrointestinales. Gu et al. [32] estudiaron la cinética de absorción de 20(R)-Rh2 en diferentes segmentos intestinales de ratas y encontraron que la absorción de 20(R)-Rh2 en el yeyuno era la más alta, y la tasa de absorción en el duodenera la más rápida.
Similar a otros componentes glucósi, el ginsenósido Rh2 es fácilmente metabolizado por la flora intestinal después de la administración oral para producir las agliconas correspondientes. Después de ginseng saponin Rh2 se administra a ratas por sonda, tres metabolide ginseng saponrh2, el producto desglicosilado M1, y los productos de oxidm2 y m3, se detectaron en sus heces, y una pequeña cantidad de ginseng saponrh2 también estaba presente en las heces. Nota: bajo la acción de la flora intestinal, el ginsenósido Rh2 puede sufrir deglicosilación y reacciones de oxid[33].
Estudios han demostrado que 20(S)-Rh2, cuando se combina con digoxina y fexofenadina, puede alterar significativamente el comportamiento farmacocinético oral de digoxina y fexofenadina [34]. Las ratas fueron pre-alimentadas con 20(S)-Rh2, y 2 h después, digoxina y fexofenadina, que son sustratos de p-glicoproteína (P-gp), se administraron por separado por gavage. Los resultados mostraron que el AUC (área bajo la curva dro-tiempo) de digoxina aumentó 1,66 veces, la Cmax aumentó 1,51 veces, y el AUC de felodipina aumentó 2,62 veces, la Cmax aumentó 3,46 veces. Experimentos aislados mostraron que 20(S)-Rh2 puede aumentar el transporte de digoxina A − B y reducir el transporte de B − A, disminuyendo la relación de eflujo de digoxina de 6,7 A 1,3. Su efecto inhibidor es equivalente al del clásico inhibidor de la P-gp verapamilo. Además, 20 (S) -Rh2 puede aumentar de forma dependiente la absorción de rodamina 123 por las células Caco-2. Se sugiere que 20 (S) -Rh2 es un inhibieficaz de la P-gp no competitiva.
Ⅷ. Las perspectivas
Ginsenósido Rh2Y sus derivados han atraído la atención de los estudiosos en el país y el extranjero debido a su buena actividad farmacológica. La tecnología de biotransformación tiene muchas ventajas como bajo costo y alto rendimiento, y juega un papel importante en la preparación de ginsenósido Rh2. Sobre la base de la investigación relacionada, la construcción de bacterias diseñadas con varias glicosidasas para lograr la preparación específica de ginsenósido Rh2 será una de las direcciones de investigación en el futuro. Al mismo tiempo, la preparación del ginsenósido Rh2 y sus derivados utilizando una combinación de métodos químicos y de biotransformación, así como estudios en profundidad de sus relaciones estructura-actividad, es de gran importancia para el descubrimiento de fármacos para su uso en la investigación innovadora de fármacos.
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