Flavonoidy v prítomnosti iónu Cu(II): spínač pre pro-oxidačné vlastnosti a poškodenie DNA?!

Flavonoidy v prítomnosti iónu Cu(II): spínač pre pro-oxidačné vlastnosti a poškodenie DNA?!

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
80%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Ing. Zuzana Barbierikova PhD.100%100%80%
Ing. Radka Štadániová100%100%-
Ing. Petra Šipošová100%100%-
Mgr. Alena Líšková100%100%-
Ing. Martin Kalník100%100%-
ISBN: 978-80-972360-6-9

Flavonoidy v prítomnosti iónu Cu(II): spínač pre pro-oxidačné vlastnosti a poškodenie DNA?!

Miriama Šimunková1 , Marián Valko , Michal Malček , Klaudia Jomová2
1 Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Bratislava, SR
2 Fakulta prírodných vied, Univerzita Konštantína Filozofa, Nitra, SK
miriama.simunkova@stuba.sk

Pozitívne účinky polyfenolových zlúčenín boli popísané najmä v súvislosti s ochoreniami spôsobenými oxidačným stresom ako sú neurodegenerácie, rakovina a iné. Veľká skupina polyfenolov, flavonoidy, sú známe pre svoje dokázateľné antioxidačné účinky in vitro, no len málo štúdií popisuje aj ich možný pro-oxidačný charakter [1].  V rámci predkladaného projektu bolo študovaných päť štruktúrne rozdielnych fenolových zlúčenín (myricetín, morín, 3′,4′-dihydroxyflavón, taxifolín a 4-hydroxy-kumarín) samostatne a v prítomnosti iónu medi Cu(II). Pochopenie štruktúry a chemických vlastností týchto systémov je kľúčom k objasneniu mechanizmu pôsobenia [2]. EPR a UV-Vis spektroskopia potvrdila schopnosť Cu(II) viazať sa na flavonoidy. V rámci UV/Vis spektroskopie, ABTS test odhalil, že aktivita vychytávania radikálov fenolovými zlúčeninami súvisí s počtom hydroxylových skupín, planaritou molekulárneho skeletu, delokalizáciou a je odlišná v prítomnosti Cu(II). Detailný popis možných väzbových módov bol objasnený metódami teoretickej chémie pomocou kvantovo-mechanických výpočtov (DFT, QTAIM). Gélová elektroforéza ukázala, že ochranný účinok flavonoidu je taktiež závislý od jeho štruktúry a možno to vysvetliť skutočnosťou, že myricetín, taxifolin a morín tvoria stabilné Cu(II) komplexy schopné spôsobiť poškodenie DNA prostredníctvom interakcie a tvorbou ROS (reaktívnych foriem kyslíka) v rámci Fentonovej reakcie. Aplikácia vychytávačov ROS odhalila tvorbu singletového kyslíka, superoxidu a hydroxylového radikálu a ich spoločný synergický účinok na DNA. Celkové výsledky naznačujú že najvýraznejšie poškodenie DNA bolo pozorované pre flavonoidy s vyšším počtom hydroxylových skupín. Navrhovaný mechanizmus pôsobenia, pri ktorom komplexy myricetínu, morínu a taxifolínu s Cu(II) interagujú s molekulou DNA naznačuje schopnosť pôsobiť ako potenciálne protirakovinové látky. Protirakovinovú aktivitu fenolových zlúčenín je možné vysvetliť ich miernymi prooxidačnými vlastnosťami, ktoré môžu zvýšiť tvorbu ROS a spôsobiť zničenie DNA rakovinovej bunky. Alternatívne, mierne prooxidačný charakter pôsobenia môže aktivovať a podporiť vlastný antioxidačný systém organizmu.

Poďakovanie: 

Za finančnú podporu ďakujem grantu VEGA 1/0482/20. Za pomoc s experimentami ďakujem kolegom a spolupracovníkom z UKF Nitra.

Zdroje: 

1. Jomova, K. et al. Protective role of quercetin against copper ( II ) -induced oxidative stress : A spectroscopic , theoretical and DNA damage study. Food Chem. Toxicol. 110, 340–350 (2017).
2. Lekka, C. E., Ren, J., Meng, S. & Kaxiras, E. Structural , Electronic , and Optical Properties of Representative Cu - Flavonoid Complexes. J. Phys. Chem. B 113, 6478–6483 (2009).

Diskusia

Dobry den,
velmi pekna praca, blahozelam k vysledkom. Zaujimalo by ma ako ste sa dopracovali k patici fenolovych zlucenim, ake boli pre ne kriteria vyberu, resp. odkial ste ich ziskali. Ide o komercne preparaty s definovanym zlozenim, resp. boli izolovane/extrahovane v spolupraci s inou vyskumnou skupinou? Vopred dakujem za odpoved, ZB

Dobrý deň,

Ďakujem veľmi pekne za otázku. vzorky boli komerčné dostupné látky, pretoze získanie čistých flavonoidov z prírodných matric je veľmi zložite, niekolkostupnove extrakcie a nasledne čistenie) zakúpili sme komerčné zlúčeniny s def.zlozenim v najvyššej dostupnej čistote. Výber sme uskutočnili na základe rozdielov v ich štruktúre aby sme mohli sledovať vplyv OH skupín na ich aktivitu.