Florotaniini

Phlorotanins tai phlorotannins (kreikkalainen phloios, phlor- "cortex" ja tanniini ) ovat eräänlainen tanniinia löytyy ruskolevät ja piileviä . Nämä yhdisteet ovat oligomeerit ja floroglusinoli .

Florotanniinit ovat ruskean levän soluseinän komponentti , mutta niillä näyttää olevan useita muita toissijaisia ​​rooleja . Niillä on antioksidantti-, antibakteerinen ja säteilysuojausvaikutus, ja niillä voi olla merkittävä rooli kasvinsyöjiä vastaan .

Harvemmin piilevissä sitä esiintyy erityisesti Haslea ostreariassa , navikulaarissa, jonka sinisen pigmentin (tanniini, jota kutsutaan marenniiniksi ) tuotanto värittää ostereiden kidut kypsymisen aikana.

Florotanniinien biosynteesi ja lokalisointi

Florotanniinien biosynteesi on edelleen epäselvä, mutta näyttää siltä, ​​että ne muodostuvat floroglysinolista syntetisoimalla polyketidejä ( asetaatti-malonaattireitti ). On osoitettu, että tyypin III polyketidisyntaasia (PKSIII) ennustettu genomiin ruskea levä Ectocarpus siliculosu s , tekee mahdolliseksi muodostaa floroglusinolia päässä malonyyli-CoA . Se on merkittävä askel floranniinien muodostumisessa. Tämä entsymaattinen funktio on esitetty sen jälkeen, kun heterologinen ilmentyminen on E. colissa ja EsiPKS geenin ja tuotteen karakterisointi jälkeen substraatin lisäämistä. On myös osoitettu, että in vivo EsiPKS: n ilmentyminen korreloi makean veden Ectocarpus- kannan kloroglutsinolimäärän kanssa sen suolaan sopeutumisen aikana. Lisäksi näyttää siltä, että tämä geeni oli hankkivat actinobacterium mukaan vaakasuora siirto . Mekanismeja, jotka johtavat kloroglusinolimonomeerien kondensaatioon eri floranniineiksi, ei ole vielä selvitetty.

Niitä esiintyy ruskolevien solujen sisällä rakkuloissa, joita kutsutaan fysodeiksi , joissa liukoiset ja polaariset klorotanniinit erotetaan, ja soluseinässä liukenemattomassa muodossa. Niiden pitoisuus olisi suurempi kiinnityspiikin vegetatiivisissa soluissa ja useimmiten talluksen kuoren ulkokerroksessa , ainakin tietyissä Laminariaceae- perheen lajeissa . Vaikuttaa siltä, ​​että florotanniinien pitoisuus vaihtelee huomattavasti sekä feofysiikkalajien välillä että samoissa lajeissa, riippuen ympäristöstä, ja näiden yhdisteiden synteesiä stimuloivat erilaiset ympäristötekijät. Ruskea levä erittää myös floranniineja.

On ehdotettu, että florotanniinit erotetaan ensin fysodeissa, ennen kuin ne kompleksoituvat peroksidaasin avulla soluseinän algiinihapon kanssa . Tähän mennessä flototanniinien synteesistä tiedetään vähän. Fysiodien muodostumista, jotka sisältävät fenoliyhdisteitä useissa kasvilajeissa, on tutkittu viime vuosina paljon. Näiden organellien uskottiin syntetisoituvan kloroplasteissa tai niiden kalvoissa, mutta viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että niiden muodostuminen liittyy endoplasmiseen verkkoon ja Golgi-laitteistoon .

Rakenne

Phlorotannins luokitellaan järjestelyn niiden floroglusinolia monomeerien . Tunnetaan yli 150 yhdistettä, joiden molekyylipaino vaihtelee välillä 126  Da  - 650  kDa . Suurin osa on välillä 10 - 100 kDa.

Ne luokitellaan kuuteen pääryhmään: fukolit, fluorietolit, fukofloretolit, fuhalolit ja eckolit, joita esiintyy vain Ariaceae-kasveissa.

Esimerkkejä phlorotannins ovat fucodiphlorethol G Ecklonia cava , eckol vuonna Ecklonia lajien ja phlorofucofuroeckol on Eisenia arborea .

Florotanniinien roolit

Florotanniinien perusteluja tutkitaan edelleen (2012). Ne näyttävät osallistuvan sekä primaariseen että sekundääriseen aineenvaihduntaan sekä solu- että organismi-tasolla.

Ensisijaiset roolit

Rakenteellinen rooli

Klorotanniinien rakenteellinen rooli soluseinässä on näiden fenoliyhdisteiden ensisijainen tehtävä. Koska tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että klorotanniineja on runsaammin sytoplasmassa kuin soluseinässä, tämä ensisijainen rooli ei välttämättä ole tärkein.

Lisääntymisrooli

Phlorotannins esittää sytoplasmassa, samoin kuin tihkunut, näytä rooli lisääntymiseen ruskolevät edistämällä muodostumista tsygootti soluseinän , ja mahdollisesti välttää useiden hedelmöityksen estämällä liikkumisen siittiöiden. .

Toissijaiset roolit

Tutkimukset ovat osoittaneet, että florotanniinit näyttävät suojaavan ruskoleviä monin tavoin. Tässä on joitain esimerkkejä.

Puolustus kasvissyöjiä vastaan

Koska jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että kasvissyöjä voi indusoida klorotanniinien synteesiä. On ehdotettu, että jälkimmäisillä on puolustava rooli kasvinsyöjiä vastaan, erityisesti vähentämällä joidenkin kalojen ruuansulatusta muodostamalla klorotaniini-proteiinikompleksi. Tähän suuntaan tehdyn tutkimuksen tulokset osoittavat kuitenkin, että tämä suhde on epäselvä. Florotanniinien pelottava rooli kasvinsyöjissä voi olla hyvin riippuvainen sekä levälajista että kasvissyöjistä.

Suoja UV-säteilyltä ja raskasmetalleilta

Florotanniinit ovat pääasiassa paikallisia solujen reunalla soluseinän komponentteina. Lisäksi ne absorboivat valoa aallonpituuksilla 280 - 320 nm , mikä vastaa UV-B: tä , ja niillä on absorptiohuippuja 200 ja 265 nm: ssä, jotka vastaavat UV-C: n sisältämiä aallonpituuksia . In situ -tutkimukset ovat osoittaneet, että auringon säteilyn voimakkuus Ascophyllum nodosumissa ja Fucus vesiculosuksessa vaikuttaa positiivisesti florotanniinien tuotantoon . Näistä syistä on ehdotettu, että floranniineilla olisi valonsuojaus. Lessonia nigrescens- ja Macrocystis integrifolia -lajeilla tehdyt tutkimukset osoittavat, että UV-A- ja UV-B-säteily voi indusoida liukoisten klorotanniinien synteesiä ja että jälkimmäinen korreloi fotosynteesin vähentyneen eston kanssa sekä 'yhdessä DNA-vaurioiden vähentämisen kanssa, kaksi ultraviolettisäteilyn tärkeimmistä vaikutuksista kasvisoluihin. Lisäksi se, että nämä fenoliyhdisteet erittyvät ympäröivään ympäristöön, vähentää altistumista UV-säteilylle, jolle levien, kasviplanktonin ja muiden merilevän asukkaiden meiosporit altistuvat , jossa levien biomassa on suuri ja jossa vähemmän vettä sekoitetaan.

Phlorotannins voisi myös olla mukana sitomisen ja raskasmetalleja , kuten Sr 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Be 2+ , Mn 2+ , Cd 2+ , Co 2+ , Zn 2+ , Ni 2 + ioneja , Pb 2+ ja Cu 2+ . Vaikka joidenkin floranniinien kelatoivat ominaisuudet on osoitettu in vitro , in situ -tutkimukset viittaavat siihen, että nämä ominaisuudet ovat spesifisiä tietyille lajeille.

Antibioottinen vaikutus

Tutkimukset ovat osoittaneet, että florotanniinit voivat toimia antibiootteina tiettyjä dinoflagellaattilajeja vastaan .

Terapeuttiset ominaisuudet

Florotanniineilla on osoitettu olevan diabeteksen, syöpää estävien, antioksidanttien, bakteerien, radiosuojainten ja HIV: n vastaisia ​​vaikutuksia.

Kosmetologiset sovellukset

Lähteet.

Antioksidanttivaikutus

Lähde.

Phlorotannins kuten dieckol, eckol ja eckstolonol päässä ruskolevät Ecklonia cava tai diphlorethohydroxycarmalol peräisin ruskolevistä Ishige okamurae on antioksidanttisia ominaisuuksia . Näitä yhdisteitä käytetään UV-suoja vähentämällä DNA-vaurioita , jonka UV-B . Itse asiassa nämä ruskeaan levään sisältyvät floratanniinit mahdollistavat ydinfragmentaation hallinnan fibroblastisoluissa , mikä on olennainen osa dermiksen joustavuudelle ja sakeudelle . Muita mekanismeja hallitsisi myös ruskean levän florotanniinit, kuten apoptoosin tai mitokondrioiden toimintahäiriöiden estäminen .

Lisääntynyt hiusten kasvu

Lähde.

Sekundaariset metaboliitit , kuten 7-phloeckol tai dieckol ruskeasta levästä, ovat mukana lisäämässä hiusten kasvua. On osoitettu, että karvatuppien lisääntyminen lisääntyy ihmisillä hoidettaessa niitä näillä toissijaisilla metaboliiteilla.

Ihon valkaiseva vaikutus

Lähde.

Hizikia fusiformis -ruskea levän 4-hydroksifenetyylialkoholi tyrosinaasia estävän aktiivisuutensa kautta on mukana melanogeneesin biosynteesissä estääkseen melaniinin , ihon pigmentin synteesin, joka antaa sille enemmän tai vähemmän värillisen värin, ja suojaa ihoa haitallisilta vaikutuksilta UV-säteiltä. Mediaani estävä pitoisuus (IC50) tässä phlorotannin on alempi kuin nykyinen yhdisteitä käytetään ihon valkaisuaineena Aasiassa, kuten kojihappo tai arbutiini ja näyttää näin ollen olevan tehokkaampia. Tämän melaniinisynteesin eston näillä florotanniineilla uskotaan tapahtuvan ERK- solun signalointireitin kautta .

Ryppyjä estävä vaikutus

Lähde.

Matriksimetalloproteinaasien (MMP: t) ovat ainesosia solunulkoisen matriisin (ECM), jonka aktiivisuus proteolyyttisen mahdollistaa remodeling ja hajoamista dermis. Tiettyjen klorotanniinien, kuten Ecklonia stolonifera -ruskeasta levästä peräisin olevan eckolin ja dieckolin sekä ruskean levän Ecklonia cavan 6,6'-bieckolin ja dioksinodehydroeckolin, on osoitettu estävän näiden MMP: iden proteolyyttistä aktiivisuutta kollageenin hajoamisen alkuvaiheessa ja siten rypyt. Tämä kollageenin hajoamisen esto näillä floranniineilla kulkisi NF-kB- solun signalointireitin läpi .

Viitteet

  1. Marc-André Selosse ( ill.  Arnaud Rafaelian), Maailman maut ja värit: Tanniinien luonnollinen historia ekologiasta terveyteen , Actes Sud ,2019, s.  87
  2. (in) Alexander Senning, etymologia kemiallisten nimien Walter de Gruyter GmbH & Co KG,2019, s.  324
  3. M.A.Ragan ja KW Glombitza. 1986. Florotanniinit, ruskea leväpolyfenolit. Fysiologisen tutkimuksen edistyminen , 4, 129-241.
  4. (en) Jean-Bernard Pouvreau et ai., " Sinivihreän pigmentin" marennine "  alustava luonnehdinta mereen piilevästä tyopelagisesta Haslea ostreariasta (Gaillon / Bory) Simonsen  " , Journal of Applied Phycology , voi.  18, n °  6,joulukuu 2006, s.  757–767.
  5. Riitta Koivikko, 2008, Ruskea leväflorotanniinit: kemiallisten menetelmien parantaminen ja soveltaminen , Ph.D.-tutkielma, Turun yliopisto, Turku, Suomi.
  6. (in) Laurence Meslet-Cladière Ludovic Delagen , Cedric JJ Leroux ja Sophie Goulitquer , "  Structure / Function Analyysi tyypin III polyketidisyntaasia että Brown Alga on Ectocarpus siliculosus paljastaa Biochemical Pathway in phlorotannin monomeerillä Biosynthesis  " , The Plant Cell , vol .  25, n °  8,1 kpl elokuu 2013, s.  3089–3103 ( ISSN  1040-4651 ja 1532-298X , PMID  23983220 , DOI  10.1105 / tpc.113.111336 , luettu verkossa , käytetty 18. marraskuuta 2018 )
  7. Schoenwaelder, MEA 2002. Fysoodien esiintyminen ja solujen merkitys ruskolevissä. Phycologia , 41, 125–139.
  8. Schoenwaelder, MEA ja Clayton, MN 1998. Fenolisten aineiden erittyminen sygootin seinämään ja solulevyyn Hormosira- ja Acrocarpis-alkioissa ( Fucales , Phaeophyceae). Journal of Phycology , 34, 969–980.
  9. Resurssien kohdentamisen periaatteen mukaan energiainvestoinnit klorotanniinien synteesiin tapahtuu kasvun kustannuksella. Tämä periaate selittää, miksi levät säästävät resurssejaan syntetisoimalla ne kiinnityspiikkien tasolla tai useammin niiden pintakudoksissa, että niiden tuotanto pysyy rajoitettuna, kun kasvissyöjäpaine pysyy alhaisena, tai keväällä, kun kasvu kuluttaa kaikki nämä resurssit.
  10. T. Shibata, S. Kawaguchi, Y. Hama, M. Inagaki, K. Yamaguchi ja T. Nakamura. 2004. Florotanniinien paikallinen ja kemiallinen jakautuminen ruskolevissä. Journal of Applied Phycology , 16, 291-296.
  11. V. Jormalainen, T. Honkanen, R. Koivikko ja J. Eränen. 2003. Florotaniinin tuotannon indusointi ruskeaan levään: puolustus vai resurssien dynamiikka? . Oikos , 103, 640–650.
  12. MA Ragan ja A. Jensen. 1978. Kvantitatiiviset tutkimukset ruskeaan leväfenoliin. II. Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol : n polyfenolipitoisuuden kausivaihtelu . ja Fucus vesiculosus (L.). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology , 34 (3), 245-258. DOI : 10.1016 / S0022-0981 (78) 80006-9
  13. JS Jennings ja PD Steinberg. 1994. Klorotanniinien in situ erittyminen sublitoraalisen rakkolevä Ecklonia radiata . Maaliskuu Biol. , 121, 349–354.
  14. T. M. Arnold ja NM Targett. 2003. Kasvaa ja puolustaa: ruskean leväflorotanniinin kompromissien puute. Oikos , 100 (2), 406-408.
  15. MEA Schoenwaelder ja MN Clayton. 2000. Fysodien muodostuminen Phyllospora comosan ja Hormosira banksiin (Phaeophyceae) alkioissa . Phycologia , 39, 1-9.
  16. ME Hay ja W.Fenical. 1988. Merikasvien ja kasvinsyöjien vuorovaikutus: kemiallisen puolustuksen ekologia. Annu. Ilm. Koulu. Syst. , 19, 111–45.
  17. AA Boettcher ja NM Targett. 1993. Polyfenolisen molekyylikoon rooli assimilaatiotehokkuuden vähentämisessä Xiphisterin limoissa . Ecology , 74, 891-903.
  18. NM Targett ja TM Arnold. 1998. Ennustamalla ruskeaan leväflorotanniinien vaikutukset trooppisten ja lauhkean valtameren merieläinten eläimiin. Journal of Phycology , 34, 195-205.
  19. Young Min Ham, Jong Seok Baik, Jin Won Hyun ja Nam Ho Lee, Bull. 2007. Uuden kloranniinin, fukodifloretolin G, eristäminen ruskeasta levästä Ecklonia cava "Arkistoitu kopio" (versio 25. huhtikuuta 2012 Internet-arkistossa ) . Korean Chem. Soc. , 28 (9), 1595.
  20. Changjong Moon, Sung-Ho Kim, Jong-Choon Kim, Jin Won Hyun, Nam Ho Lee, Jae Woo Park ja Taekyun Shin. 2008. Klorotaniinikomponenttien, kloroglusinolin ja eckolin, suojaava vaikutus säteilyn aiheuttamaan suolistovaurioon hiirillä . Fytoterapiatutkimus , 22 (2), 238–242.
  21. Y. Sugiura, K. Matsuda, Y. Yamada, M. Nishikawa, K. Shioya, H. Katsuzaki, K. Imai ja H. Amanoo. 2006. Uuden allergialääkkeen, florofukofureckol-B, eristäminen syötävästä ruskeasta levästä, Eisenia arborea . Biosci. Biotekniikka. Biochem. , 70, 60417-1-5.
  22. Monica EA Schoenwaelder. 2002. Fysoodien esiintyminen ja solujen merkitys ruskolevissä. Phycologia 41 (2): 125 - 139.
  23. R. Koivikko, J. Loponen, T. Honkanen ja V. Jormalainen. 2005. Liukoisten, soluseinään sitoutuneiden ja erittyvien florotanniinien sisältö ruskeaan levässä Fucus vesiculosus , mikä vaikuttaa niiden ekologisiin toimintoihin. Journal of Chemical Ecology 31 (1): 195-212. DOI : 10.1007 / s10886-005-0984-2
  24. A. Hemmi, T. Honkanen ja V. Jormalainen. 2004. Indusoituva vastustuskyky kasvissyöjille Fucus vesiculosuksessa - kesto, leviäminen ja vaihtelu ravinteiden saatavuuden mukaan. Marine Ecology Progress -sarja 273 : 109–120. DOI : 10,3354 / meps 273109
  25. S. Rohde, M. Molis ja M. Wahl. 2004. Fucus vesiculosuksen antama kasvinsyöjien torjunnan säätely vastauksena erilaisiin vihjeisiin. Journal of Ecology 92 : 1011-1018. DOI : 10.1111 / j.0022-0477.2004.00936.x
  26. F. Haavisto, T. Välikangas ja V. Jormalainen. 2010. Indusoitunut resistenssi ruskeassa levässä: florotanniinit, genotyyppiset variaatiot ja ravinnekustannukset äyriäisten kasvissyöjille. Oecologia 162 : 685-695. DOI : 10.1007 / s00442-009-1494-7
  27. CD Amsler, VA Fairhead. 2006. Ruskolevien puolustava ja aistien kemiallinen ekologia. Adv. Bot. Res. 43 : 1–91.
  28. H. Pavia, G. Cervin, A. Lindgren ja Per Aberg. 1997. UV-B-säteilyn ja simuloidun kasvissyöjän vaikutukset ruskeaan levään Ascophyllum nodosum sisältyviin florotanniineihin. Marine Ecology Progress -sarja 157 : 139-146.
  29. Henrik Pavia ja Gunilla B. Toth. 2000. Valon ja typen vaikutus ruskean merilevän Ascophyllum nodosum ja Fucus vesiculosus , flotanniinipitoisuuteen , Hydrobiologia 440 : 299-305
  30. Ivan Gómez ja Pirjo Huovinen. 2010. Florotanniinien induktio altistuksen aikana lievittää fotosynteesin ja DNA-vaurioiden estymistä rakkolevyssä Lessonia nigrescens . Fotokemia ja fotobiologia 86 : 1056-1063. DOI : 10.1111 / j.1751-1097.2010.00786.x
  31. A.K. Swanson ja LD Druehl. 2002002. Rakkolevä-floranniinien induktio, erittyminen ja suojaava rooli. Vesikasvitiede 73 : 241-253.
  32. Mark A Ragan, Olav Smidsrød ja Bjørn Larsen. 1979. Kaksiarvoisten metalli-ionien kelaatio ruskea-leväisten polyfenolien avulla. Meren Chemistry 7 (3): 265-271. DOI : 10.1016 / 0304-4203 (79) 90043-4
  33. P. Huovinen, P. Leal ja I. Gómez. 2010. Kuparin, typen ja ultraviolettisäteilyn vuorovaikutukselliset vaikutukset kolmen eteläisen Tyynenmeren merilevän fysiologiaan. Meri- ja makean veden tutkimus 61 : 330-341.
  34. Toth G. ja Pavia H. 2000. Florotaniinin induktion puute ruskeassa merilevässä Ascophyllum nodosum vastauksena lisääntyneisiin kuparipitoisuuksiin. Marine Ecology Progress -sarja 192 : 119-126. Malli: INIST
  35. Koki Nagayama, Toshiyuki Shibata, Ken Fujimoto, Tuneo Honjo ja Takashi Nakamura. 2003. Ecklonia kurome -ruskeasta levästä peräisin olevien florotanniinien algisidinen vaikutus dinoflagellaateihin. Vesiviljely 218 (1-4): 601-611. DOI : 10.1016 / S0044-8486 (02) 00255-7
  36. S. Gupt ja N. Abu-Ghannam. 2011. Syötävän ruskean merilevän bioaktiivinen potentiaali ja mahdolliset terveysvaikutukset. Elintarviketieteen ja -tekniikan trendit , 22, 315-326, DOI : 10.1016 / j.tifs.2011.03.011
  37. Yong-Xin Li, Isuru Wijesekara, Yong Li ja Se-Kwon Kim. 2011. Florotanniinit bioaktiivisina aineina ruskeasta levästä. Prosessibiokemia , 46, 2219-2224, DOI : 10.1016 / j.procbio.2011.09.015
  38. Kalu Kapuge Asanka Sanjeewa , Eun-A Kim , Kwang-Tae Son ja You-Jin Jeon , "  Ruskeasta merilevästä eristettyjen florotanniinien bioaktiiviset ominaisuudet ja potentiaaliset kosmotekniset sovellukset: katsaus  ", Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology , voi.  162,syyskuu 2016, s.  100–105 ( ISSN  1011-1344 , DOI  10.1016 / j.jphotobiol.2016.06.027 , luettu verkossa , käytetty 18. marraskuuta 2018 )
  39. Hyoseung Shin , A-Ri Cho , Dong Young Kim ja Semchin Munkhbayer ”  inhimillisen hiusten kasvua käyttäminen Ecklonia cava polyfenolit  ”, Annals of Dermatology , vol.  28, n o  1,2016, s.  15 ( ISSN  1013-9087 ja 2005-3894 , DOI  10.5021 / mainos.2016.28.1.15 , luettu verkossa , kuultu 18. marraskuuta 2018 )
  40. Soo-Jin Heo , Seok-Chun Ko , Seon-Heui Cha ja Do-Hyung Kang , "  Ecklonia cavasta eristettyjen florotanniinien vaikutus melanogeneesiin ja niiden suojaava vaikutus UV-B-säteilyn aiheuttamalle fotooksidatiiviselle stressille  ", Toksikologia Vitro , voi.  23, n o  6,syyskuu 2009, s.  1123–1130 ( ISSN  0887-2333 , DOI  10.1016 / j.tiv.2009.05.013 , luettu verkossa , käytetty 18. marraskuuta 2018 )
  41. Jung-Il Kang , Sang-Cheol Kim , Min-Kyoung Kim ja Hye-Jin Boo , "  Ecklonia cavan komponentin Dieckolin vaikutus hiusten kasvun edistämiseen  ", International Journal of Molecular Sciences , voi.  13, n o  5,23. toukokuuta 2012, s.  6407–6423 ( ISSN  1422-0067 , DOI  10.3390 / ijms13056407 , luettu verkossa , käytetty 18. marraskuuta 2018 )
  42. Na Young Yoon , Tae-Kil Eom , Moon-Moo Kim ja Se-Kwon Kim , "  Ecklonia cava -bakteerista eristettyjen florotanniinien estovaikutus sienetyrosinaasiaktiivisuuteen ja melaniinin muodostumiseen hiiressä B16F10 melanoomasolut  ", Journal of Agricultural and Food Chemistry , lento.  57, n °  10,27. toukokuuta 2009, s.  4124-4129 ( ISSN  0021-8561 ja 1520-5118 , DOI  10.1021 / jf900006f , luettu verkossa , käytetty 18. marraskuuta 2018 )
  43. Noel Thomas ja Se-Kwon Kim , ”  Merileväyhdisteiden hyödylliset vaikutukset kosmetiikassa  ”, Marine Drugs , Voi.  11, n °  12,14. tammikuuta 2013, s.  146–164 ( ISSN  1660-3397 , DOI  10.3390 / md11010146 , luettu verkossa , käytetty 18. marraskuuta 2018 )

Ulkoiset linkit