Wat is het verschil tussen floretine en florizine?

Bij de studie van bioactieve stoffen afkomstig van appels,FloretineEnflorizine, als vertegenwoordigers van dihydrochalconverbindingen, hebben de afgelopen jaren brede aandacht gekregen van de wetenschappelijke gemeenschap. Hoewel deze twee stoffen dezelfde bron en vergelijkbare structuur hebben, vertonen ze aanzienlijke verschillen in biologische activiteit en toepassingswaarde.

1.1 Moleculaire structurele kenmerken
FloretineEnflorizinezijn nauw verwant in de chemische structuur, maar hebben belangrijke verschillen. Phloretin is een dihydrochalcon-flavonoïdeverbinding met een relatief eenvoudige moleculaire structuur. Phlorizine is het glucoside van floretine, dat is gekoppeld aan een glucosegroep op de C2-plaats van het floretinemolecuul (de exacte structuur is floretine 6'-O-glucoside)._[1]Dit structurele verschil bepaalt hun verschillen in fysische en chemische eigenschappen: florizine heeft een betere wateroplosbaarheid vanwege de aanwezigheid van suikergroepen, terwijl resveratrol een sterkere lipideoplosbaarheid vertoont.
De introductie van glucosemoleculen veranderde de fysisch-chemische eigenschappen van de verbinding aanzienlijk: het molecuulgewicht nam toe van 274,27 naar 436,41, de log P-waarde daalde van 3,5 naar 0,45 en de wateroplosbaarheid nam toe met bijna drie ordes van grootte.

1.2 Vergelijking van fysische en chemische eigenschappen

De afgelopen jaren is er aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van biosyntheseonderzoek. Het team van het Cotton Research Institute van de Chinese Academie voor Landbouwwetenschappen heeft het sleutelgen GhUGT88F3 geïdentificeerd, dat de biosynthese vanflorizinein hooglandkatoen, en verduidelijkte het moleculaire mechanisme van het omzetten van florizine via glycosyleringsreacties. Onderzoek heeft floretine-2′-O-glycosyltransferase (P2'GT) in appels geïdentificeerd als het snelheidsbeperkende enzym voor de biosynthese van florizine. In aanwezigheid van uridinedifosfaatglucose kan het specifiek de glycosyleringsreactie op de C2'-positie van floretine katalyseren om florizine te produceren._[2]

2.1 Absorptie en metabolische dynamiek
Florizine wordt geabsorbeerd via het natrium-afhankelijke glucosetransporteiwit (SGLT1) op de epitheelcellen van de dunne darm, een proces dat afhankelijk is van de glucosegroepen ervan. Dit kenmerk leidde later direct tot de ontwikkeling van hypoglycemische geneesmiddelen uit de SGLT2-remmerklasse. Het absorptiemechanisme van floretine is compleet anders. Als hydrofoob glycoside kan het passief door celmembranen diffunderen, wat resulteert in een hoge orale biologische beschikbaarheid. Het ondergaat echter een uitgebreid fase II-metabolisme in het lichaam, waarbij voornamelijk glucuronidatie- en sulfateringsproducten worden gevormd.

2.2 Vergelijking van farmacologische activiteiten
(1) Antioxiderende activiteit
Beidefloretine en florizinevertonen een aanzienlijke antioxiderende activiteit, hoewel ze verschillen in hun mechanismen en potentie. Uit een onderzoek waarin de antioxiderende activiteiten van vijf natuurlijke polyfenolen werden vergeleken, bleek dat floretine sterke prestaties vertoonde bij het verwijderen van radicalen door DPPH, het radicalen wegvangen van ABTS en de reductie van ijzerionen. Daarentegen was de directe antioxidantcapaciteit van resveratrol relatief zwak._[3]Hoewel resveratrol zelf een beperkte directe antioxiderende werking heeft, kan het door de darmmicrobiota worden gehydrolyseerd tot actieve metabolieten die indirect antioxiderende en ontstekingsremmende effecten uitoefenen.
Beide verbindingen activeren de cellulaire Nrf2/HO-1-antioxidantroute, waardoor de intracellulaire reactieve zuurstofspecies (ROS) aanzienlijk worden verlaagd, de glutathionniveaus (GSH) worden verhoogd en de antioxiderende enzymactiviteit wordt verbeterd._[4] Moleculaire docking-experimenten onthulden echter dat floretine zich aan de transcriptiefactor Nrf2 bindt met lagere conformationele energie en grotere structurele stabiliteit dan florizine, wat duidt op een sterker antioxiderend effect.

(2) Hypoglycemische activiteit
Beidefloretine en florizinehypoglycemische effecten vertonen, zij het via verschillende mechanismen.florizinewerkt als een krachtige niet-selectieve competitieve SGLT-remmer, met Ki-waarden van 300 nM voor hSGLT1 en 39 nM voor hSGLT2. Het concurreert met D-glucose voor binding aan SGLT1- en SGLT2-transporters, waardoor de reabsorptie van glucose in de nieren wordt verminderd en de bloedsuikerspiegel wordt verlaagd. Hoewel floretine ook een matig hypoglykemisch effect vertoont, is het mechanisme ervan meer multifactorieel, met verbeterde insulinegevoeligheid en bescherming van bètacellen van de pancreas.

(3) Huidbleekactiviteit
Floretinewordt algemeen erkend als een effectieve tyrosinaseremmer, die het afstoten van melanocyten, vervaagde vlekken en een verhelderende huidskleur bevordert. De remmende kracht op tyrosinase is meer dan 50 keer die van florizine. Het werkingsmechanisme omvat: directe remming van de tyrosinase-activiteit, remming van de genexpressie van tyrosinase en remming van de productie van vrije radicalen van superoxide.
Het zwakke witmakende effect vanflorizinekan verband houden met de grotere moleculaire omvang en de slechtere huiddoorlaatbaarheid. Vanwege de betere wateroplosbaarheid en stabiliteit wordt het echter vaak gebruikt als prodrug in cosmetica, waarbij actief wortelschorsextract vrijkomt via de microbiota van de huid of enzymatische hydrolyse.

3.1 Farmaceutisch vakgebied
Florizine werd aanvankelijk onderzocht als een mogelijke behandeling voor diabetes type 2; het werd later echter vervangen door selectievere synthetische analogen zoals canagliflozine en dapagliflozine, vanwege de lage biologische beschikbaarheid en de niet-selectieve remming van SGLT-transporters. Het blijft echter een belangrijke leidende stof voor de ontwikkeling van nieuwe hypoglycemische geneesmiddelen. Floretine heeft, vanwege zijn sterkere biologische activiteit en diverse werkingsmechanismen, brede perspectieven getoond bij de preventie en behandeling van stofwisselingsziekten

3.2 Cosmetica-industrie
Op het gebied van cosmetica is floretine een belangrijk ingrediënt geworden in hoogwaardige-bleekproducten. De toegevoegde hoeveelheid van 0,1-0,5% kan de melanineproductie aanzienlijk remmen en heeft een synergetisch effect met traditionele bleekmiddelen zoals vitamine C en arbutine. Florizine wordt vaak gebruikt als voorloper van floretine in formuleringen op water-basis vanwege de betere stabiliteit en oplosbaarheid in water. Recente onderzoeken geven aan dat florizine anti-glycatie-eigenschappen vertoont door de vorming van geavanceerde glycatie-eindproducten (AGE's) te remmen.

3.3 Voedingsindustrie
Beide worden gebruikt als functionele voedselingrediënten. Phlorizin is in Japan goedgekeurd als FOSHU-ingrediënt (Specific Health Food) voor gebruik in producten voor bloedglucosebeheersing. Floretine wordt gebruikt als natuurlijk voedselconserveermiddel vanwege de antibacteriële eigenschappen ervan, met name het opmerkelijke remmende effect tegen Gram{2}}positieve bacteriën. Er moet echter aandacht worden besteed aan de biologische beschikbaarheid ervan. Phlorizine moet door darmenzymen worden gehydrolyseerd tot floretine voordat het kan worden geabsorbeerd en gebruikt.

Als natuurlijk afgeleide bioactieve verbindingen zijn florizine en floretine structureel verwant, maar vertonen ze verschillende chemische en biologische kenmerken. Phlorizine vertoont een grotere wateroplosbaarheid en functioneert als een krachtige SGLT-remmer met hoge specificiteit. Phloretine vertoont een sterkere oplosbaarheid van lipiden en een breder spectrum van biologische activiteit,-vooral opmerkelijk vanwege zijn antioxiderende,- huidblekende en ontstekingsremmende- eigenschappen. Voor meer details overFloretineEnflorizine, maak verbinding met Serrisha van APPCHEM. (E-mail:cwj@appchem.cn; +86-138-0919-0407)

Referentie:

[1]Bai Huirong. Flavonoïden van Malus Rockii Rehder[D]. Dali Universiteit, 2023. DOI:10.27811/d.cnki.gdixy.2023.000004.
[2]Zhang Tingjing. ENZYMATISCHE KENMERKEN EN KATALYTISCH MECHANISME VAN APPLEPHLORETINE-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. De vergelijking van vijf natuurlijke fenolverbindingen op de antioxiderende activiteit in vitro[J]. Voedsel- en fermentatie-industrie, 2014, 40(07):77-83. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2014.07.002.
[4] Yang Shengnan. Vergelijking van oxidatieve stressschade van HepG2-cellen tussen florizine en floretine [D]. Tianjin Universiteit voor Wetenschap en Technologie, 2019. DOI:10.27359/d.cnki.gtqgu.2019.000199.