Фенолы природного происхождения - Naturally occurring phenols

В биохимии , встречающиеся в природе фенолов относится к фенолу функциональной группы , которая найдена в натуральных продуктах . Фенольные соединения вырабатываются растениями и микроорганизмами. Организмы иногда синтезируют фенольные соединения в ответ на экологическое давление, такое как нападение патогенов и насекомых, УФ-излучение и ранения. Поскольку они присутствуют в продуктах питания, потребляемых в рационе человека, и в растениях, используемых в традиционной медицине нескольких культур, их роль в здоровье человека и болезнях является предметом исследования. Некоторые фенолы обладают бактерицидным действием и используются при приготовлении дезинфицирующих средств.

Классификация

Могут применяться различные схемы классификации . Обычно используемая схема основана на количестве атомов углерода и была разработана Джеффри Харборном и Симмондсом в 1964 году и опубликована в 1980 году:

Количество атомов углерода	Базовый скелет	Количество фенольных циклов	Класс	Примеры
6	С 6	1	Простые фенолы, бензохиноны	Катехол, гидрохинон, 2,6-диметоксибензохинон
7	С 6 -С 1	1	Фенольные кислоты , фенольные альдегиды	Галловая, салициловая кислоты
8	С 6 -С 2	1	Ацетофеноны , производные тирозина, фенилуксусные кислоты	3-ацетил-6-метоксибензальдегид , тирозол , п-гидроксифенилуксусная кислота , гомогентизиновая кислота
9	С 6 -С 3	1	Гидроксикоричные кислоты , фенилпропены , кумарины , изокумарины , хромоны	Кофейная, феруловая кислоты, миристицин, эвгенол , умбеллиферон , эскулетин, бергенон , евгенин
10	С 6 -С 4	1	Нафтохиноны	Юглоне, Плумбагин
13	С 6 -С 1 -С 6	2	Ксантоноиды	Мангиферин
14	С 6 -С 2 -С 6	2	Стилбеноиды , антрахиноны	Ресвератрол, Эмодин
15	С 6 -С 3 -С 6	2	Халконоиды , флавоноиды , изофлавоноиды, неофлавоноиды	Кверцетин, цианидин, генистеин
16	С 6 -С 4 -С 6	2	Галогенированные фенольные соединения водорослей	Кавиол А , кольпол
18	(С 6 -С 3 ) 2	2	Лигнаны , неолигнаны	Пинорезинол, Эусидерин
30	(С 6 -С 3 -С 6 ) 2	4	Бифлавоноиды	Аментофлавон
много	(C 6 -C 3 ) n , (C 6 ) n , (C 6 -C 3 -C 6 ) n	n> 12	Лигнины , катехоловые меланины , флаволаны ( конденсированные танины ), полифенольные белки , полифенолы	Малиновый эллагитаннин , Дубильная кислота

В эту классификацию Харборна не попадают диарилгептаноиды C ₆ -C ₇ -C ₆ .

Их также можно классифицировать по количеству фенольных групп. Поэтому их можно назвать простыми фенолами или монофенолами с одной фенольной группой или ди- ( би- ), три- и олигофенолами с двумя, тремя или несколькими фенольными группами соответственно.

Разнообразное семейство природных фенолов - это флавоноиды , которые включают несколько тысяч соединений, в том числе флавонолы , флавоны , флаван-3ол ( катехины ), флаваноны , антоцианидины и изофлавоноиды .

Фенольная единица может быть димеризована или подвергнута дальнейшей полимеризации, создавая новый класс полифенолов. Например, эллаговая кислота представляет собой димер галловой кислоты и образует класс эллагитаннинов, или катехин и галлокатехин могут объединяться с образованием красного соединения теафлавин , процесс, который также приводит к большому классу коричневых теарубигинов в чае.

Два природных фенола из двух разных категорий, например флавоноид и лигнан, могут объединяться в гибридный класс, такой как флавонолигнаны .

Номенклатура полимеров :

Базовый блок:	Галловая кислота	Флавон	Коричная кислота
Класс / Полимер:	Гидролизуемые танины	Флавоноид , конденсированные танины	Лигнины

Гибридные химические классы

Растения рода Humulus и Cannabis производят метаболиты терпенофенолов, соединения, которые являются меротерпенами . Фенольные липиды представляют собой длинные алифатические цепи, связанные с фенольным фрагментом.

Хиральность

Многие природные фенолы хиральны . Примером таких молекул является катехин . Кавикулярин - необычный макроцикл, потому что он был первым соединением, изолированным от природы, проявляющим оптическую активность из-за наличия плоской хиральности и аксиальной хиральности .

УФ видимое поглощение

Природные фенолы демонстрируют оптические свойства, характерные для бензола, например поглощение около 270 нм. Согласно правилам Вудворда , батохромные сдвиги также часто происходят, что указывает на присутствие делокализованных π-электронов, возникающих в результате сопряжения между бензольными и виниловыми группами.

Поскольку молекулы с более высокими уровнями сопряжения подвергаются этому явлению батохромного сдвига, часть видимого спектра поглощается. Оставшиеся длины волн (обычно в красной части спектра) изменяют цвет конкретного вещества. Ацилирование антоцианидинов коричными кислотами приводило к сдвигу цветовой тональности ( угол оттенка CIE Lab ) на пурпурный .

Вот серия УФ- видимых спектров молекул, классифицированных слева направо в соответствии с их уровнем сопряжения:

УФ-видимый спектр галловой кислоты с макс. Лямбда около 270 нм.	УФ-видимый спектр феруловой кислоты с лямбда макс при 321 нм и плечом при 278 нм.	УФ-видимый спектр кверцетина с лямбда макс при 369 нм.	УФ-видимый спектр цианидин-3-O-глюкозида (хризантемина) с лямбда макс при 518 нм.
Химическая структура галловой кислоты , фенольной кислоты.	Химическая структура феруловой кислоты , гидроксикоричной кислоты.	Химическая структура кверцетина , флавонола.	Химическая структура цианидина , антоцианидина.

Характер поглощения, ответственный за красный цвет антоцианов, может быть дополнительным к таковому у зеленого хлорофилла в фотосинтетически активных тканях, таких как молодые листья Quercus coccifera .

Окисление

Природные фенолы являются реактивными по отношению к окислению соединениями , особенно сложная смесь фенолов, содержащаяся, например, в пищевых продуктах, может подвергаться самоокислению в процессе старения. Простые природные фенолы могут приводить к образованию процианидинов B-типа в винах или модельных растворах. Это коррелирует с неферментативным изменением цвета потемнения, характерным для этого процесса. Это явление можно наблюдать в таких продуктах, как морковное пюре.

Браунинг, связанный с окислением фенольных соединений, также рассматривается как причина гибели клеток каллусов, образующихся в культурах in vitro . Эти фенольные соединения происходят как из тканей эксплантата, так и из его секретов.

Фенольные соединения

Встречающиеся в природе

Каннабиноиды	активные компоненты каннабиса
Капсаицин	острый состав перца чили
Карвакрол	содержится, например, в орегано ; антимикробное и нейропротекторное средство
Крезол	содержится в каменноугольной смоле и креозоте
Эстрадиол	эстроген - гормоны
Эвгенол	основной составной частью эфирного масла из гвоздики
Галловая кислота	найдено в галлах
Guaiacol	(2-метоксифенол) - имеет аромат дыма , содержится в жареном кофе , виски и дыме.
Метил салицилат	основной компонент эфирного масла грушанки
Малиновый кетон	состав с интенсивным запахом малины
Салициловая кислота	соединение-предшественник аспирина (в производстве используется химический синтез)
Серотонин / дофамин / адреналин / норадреналин	естественные нейротрансмиттеры
Тимол	(2-изопропил-5-метилфенол) - содержится в тимьяне ; антисептик , который используется в жидкости для полоскания рта
Тирозин	аминокислота
Сезамол	встречающееся в природе соединение, содержащееся в семенах кунжута

Синтетический

Фенол	исходное соединение, используемое в качестве дезинфицирующего средства и для химического синтеза
Бисфенол А	и другие бисфенолы, полученные из кетонов и фенола / крезола
BHT	(бутилированный гидрокситолуол) - жирорастворимый антиоксидант и пищевая добавка
4-нонилфенол	продукт распада моющих средств и ноноксинола-9
Ортофенил фенол	фунгицид используется для депиляции цитрусовых
Пикриновая кислота	(тринитрофенол) - взрывчатое вещество
Фенолфталеин	индикатор pH
Ксиленол	используется в антисептических и дезинфицирующих средствах

Биосинтез

Фенольные соединения образуются тремя различными путями биосинтеза: (i) путем шикимат / хоризмат или сукцинилбензоат, который производит производные фенилпропаноидов (C6 – C3); (ii) ацетат / малонатный или поликетидный путь, который продуцирует фенилпропаноиды с удлиненной боковой цепью, включая большую группу флавоноидов (C6 – C3 – C6) и некоторые хиноны; и (iii) путь ацетат / мевалонат, который дает ароматические терпеноиды, в основном монотерпены, реакциями дегидрирования. Ароматическая аминокислота фенилаланин , синтезируемая путем шикимовой кислоты , является обычным предшественником фенола, содержащего аминокислоты и фенольные соединения.

У растений фенольные звенья этерифицированы или метилированы и подвергаются конъюгации , что означает, что природные фенолы в основном находятся в гликозидной форме, а не в форме агликона .

В оливковом масле тирозол образует сложные эфиры с жирными кислотами. В ржи алкилрезорцины представляют собой фенольные липиды.

В некоторых процессах ацетилирования участвуют терпены, такие как гераниол . Эти молекулы называются меротерпенами (химическое соединение, имеющее частичную структуру терпеноида).

Метилирование может происходить путем образования простой эфирной связи на гидроксильных группах с образованием О-метилированных полифенолов. В случае тангеритина O-метилированного флавона все пять гидроксилов метилированы, не оставляя свободных гидроксилов фенольной группы. Метилирование также может происходить непосредственно на атоме углерода бензольного кольца, как в случае пориола , C-метилированного флавоноида .

Биоразложение

Гриб белой гнили Phanerochaete chrysosporium может удалять до 80% фенольных соединений из сточных вод коксования .

Приложения

Танины используются в кожевенной промышленности.

Некоторые природные фенолы можно использовать в качестве биопестицидов . Furanoflavonoids как karanjin или rotenoids используются в качестве акарицидов или инсектицидов .

Энологические танины - важные элементы вкуса вина.

Некоторые фенолы продаются в виде пищевых добавок . Фенолы исследовались как лекарственные препараты. Например, Crofelemer (USAN, торговое название Fulyzaq) - это разрабатываемый препарат для лечения диареи, связанной с лекарствами против ВИЧ. Кроме того, были сделаны производные фенольного соединения комбретастатин А-4 , противораковой молекулы, включающей атомы азота или галогенов, для повышения эффективности лечения.

Промышленная переработка и анализ

Фенол экстракция

Экстракция фенола - это технология обработки, используемая для получения фенолов в качестве сырья, соединений или добавок для промышленной обработки древесины и химической промышленности.

Экстракцию можно проводить с использованием разных растворителей. Существует риск того, что полифенолоксидаза (PPO) ухудшает содержание фенолов в образце, поэтому необходимо использовать ингибиторы PPO, такие как дитионит калия (K ₂ S ₂ O ₄ ), или проводить эксперимент с использованием жидкого азота, или кипятить образец в течение несколько секунд ( бланширование ), чтобы инактивировать фермент. Дальнейшее фракционирование экстракта может быть достигнуто с использованием колонок для твердофазной экстракции и может привести к выделению отдельных соединений.

Извлечение природных фенолов из остатков биомассы является частью биопереработки .

Разделение

pK _a фенольных соединений можно рассчитать по времени удерживания в жидкостной хроматографии .

аналитические методы

В исследованиях по оценке антиоксидантной способности могут использоваться электрохимические методы.

Обнаружение может быть выполнено с помощью рекомбинантных люминесцентных бактериальных сенсоров .

Профилирование

Фенольное профилирование может быть достигнуто с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ЖХ / МС).

Количественная оценка

Метод количественного определения содержания фенола - это объемное титрование . Окислитель, перманганат , используется для окисления стандартных концентраций стандартного раствора с получением стандартной кривой . Затем содержание неизвестных фенолов выражается в эквивалентах соответствующего стандарта.

Некоторые методы количественного определения общего содержания фенолов основаны на колориметрических измерениях. Общее количество фенолов (или антиоксидантный эффект) можно измерить с помощью реакции Фолина-Чокальтеу . Результаты обычно выражаются в эквиваленте галловой кислоты (GAE). Тест с хлоридом железа (FeCl ₃ ) также является колориметрическим тестом .

Ламейсон и Карнет разработали тест для определения общего содержания флавоноидов в образце ( метод AlCI ₃ ). После надлежащего смешивания образца и реагента смесь инкубируют в течение 10 минут при температуре окружающей среды и определяют оптическую плотность раствора при 440 нм. Содержание флавоноидов выражается в мг / г кверцетина.

Результаты количественного анализа, полученные с помощью средства детектора с диодной матрицей -coupled ВЭЖЕ , как правило , даются как относительные , а не абсолютные значения , поскольку есть отсутствие коммерчески доступных стандарты для каждых фенольных молекул. Этот метод также можно сочетать с масс-спектрометрией (например, HPLC – DAD – ESI / MS) для более точной идентификации молекул .

Оценка антиоксидантного эффекта

Измерения in vitro

Другие тесты измеряют антиоксидантную способность фракции. Некоторые делают использование 2,2'-азиной-бис (3-этилбензотиазолин-6-сульфоновый кислота) ( ABTS ) катион - радикал, который является реакционноспособным по отношению к большинству антиоксидантов , включая фенольные, тиолы и витамин С . Во время этой реакции синий катион-радикал ABTS превращается обратно в свою бесцветную нейтральную форму. За реакцией можно следить спектрофотометрически. Этот анализ часто называют анализом антиоксидантной способности эквивалента Trolox (TEAC). Реакционная способность различных протестированных антиоксидантов сравнивается с реактивностью Trolox , который является аналогом витамина E.

Другие анализы антиоксидантной способности, в которых Trolox используется в качестве стандарта, включают дифенилпикрилгидразил (DPPH), емкость поглощения кислородных радикалов (ORAC), анализ способности плазмы к восстановлению железа (FRAP) или ингибирование катализируемого медью окисления липопротеинов низкой плотности человека in vitro .

Также существует анализ клеточной антиоксидантной активности (CAA). Дихлорфлуоресцин - это зонд, который захватывается клетками и легко окисляется до флуоресцентного дихлорфлуоресцеина (DCF). Метод измеряет способность соединений предотвращать образование DCF пероксильными радикалами, генерируемыми 2,2'-азобис (2-амидинопропан) дигидрохлоридом (ABAP), в клетках гепатокарциномы человека HepG2 .

Другие методы включают бутилированный гидрокситолуол (BHT), бутилированный гидроксианизол (BHA), метод Ранцимата (оценка прогоркания жира).

Модели in vivo

Личинки модельного животного Galleria mellonella , также называемые восковыми червями , могут быть использованы для проверки антиоксидантного действия отдельных молекул с использованием борной кислоты в пище для индукции индуцированного окислительного стресса. Можно контролировать содержание малонового диальдегида , индикатора окислительного стресса, и активность антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы , каталазы , глутатион-S-трансферазы и глутатионпероксидазы . Про фенолоксидаза также может быть извлечена из насекомого.

Генетический анализ

Фенольные биосинтетические и метаболические пути и ферменты могут быть изучены с помощью трансгенеза генов. Arabidopsis , регулирующий ген для производства Антоцианина Пигмент 1 (AtPAP1) может быть выражен в других видах растений.

Природные явления

Фенолы встречаются в мире природы, особенно в царстве растений.

Появления у прокариот

Оробол содержится в Streptomyces neyagawaensis (актинобактерии). Фенольные соединения можно найти в цианобактериях Arthrospira maxima , используемых в пищевой добавке спирулины . Три цианобактерии: Microcystis aeruginosa , Cylindrospermopsis raciborskii и Oscillatoria sp. являются предметом исследования естественного производства бутилированного гидрокситолуола (BHT), антиоксиданта, пищевой добавки и промышленного химического вещества.

Протеобактерии Pseudomonas fluorescens продуцируют флороглюцин , флороглюцинкарбоновую кислоту и диацетилфлороглюцин . Другим примером фенолов , полученных в протеобактерий является 3,5-дигидрокси-4-изопропил-транс-стильбена , бактериальный stilbenoid производится в Photorhabdus бактериальных симбионтов Heterorhabditis нематод.

Возникновение грибов

Фенольные кислоты можно найти в грибах базидиомицетов . Например, протокатеховая кислота и пирокатехол содержатся в Agaricus bisporus, а также в других фенилированных веществах, таких как фенилуксусная и фенилпировиноградная кислоты . Другие соединения , такие как atromentin и телефоровая кислота , также могут быть выделены из грибов в агарикомицете классе. Оробол , изофлавон , можно выделить из Aspergillus niger .

В дрожжах

Ароматические спирты (например, тирозол ) производятся дрожжами Candida albicans . Также они есть в пиве . Эти молекулы являются соединениями, определяющими кворум для Saccharomyces cerevisiae .

Метаболизм

Дегидрогеназа арилового спирта использует ароматический спирт и NAD ⁺ для производства ароматического альдегида , NADH и H ⁺ .

Дегидрогеназа арилового спирта (НАДФ +) использует ароматический спирт и НАДФ ⁺ для производства ароматического альдегида , НАДФН и H ⁺ .

Арилдиалкилфосфатаза (также известная как фосфорорганическая гидролаза, фосфотриэстераза и параоксон гидролаза) использует арилдиалкилфосфат и H ₂ O для производства диалкилфосфата и арилового спирта.

Появления при лишайнике

Гирофорная кислота , депсид и орцинол содержатся в лишайниках .

Встречаемость в водорослях

Зеленая водоросль Botryococcus braunii является предметом исследований в естественное производство бутилгидрокситолуола (ВНТ), антиоксидант, пищевой добавку и промышленным химическое вещество.

Фенольные кислоты , такие как протокатеховые , р-гидроксибензойный , 2,3-дигидроксибензойный , хлорогеновые , ванилиновые , кофейные , р -coumaric и салициловая кислота , коричная кислота и гидроксибензальдегиды , такие как п-гидроксибензальдегид , 3,4-дигидроксибензальдегид , ванилин , были выделен из in vitro культивирование пресноводной зеленой водоросли Spongiochloris spongiosa .

Флоротанины , например эккол , содержатся в бурых водорослях . Валенолон содержится в тропических красных водорослях Vidalia sp .

Встречается в наземных растениях (эмбриофитах)

Встречи в сосудистых растениях

Фенольные соединения в основном содержатся в сосудистых растениях (трахеофиты), например, Lycopodiophyta (ликоподы), Pteridophyta (папоротники и хвощ), покрытосеменные (цветущие растения или Magnoliophyta) и голосеменные ( хвойные растения , саговники , гинкго и Gnetales ).

В папоротниках такие соединения, как кемпферол и его глюкозид, могут быть выделены из метанольного экстракта листьев Phegopteris connectilis или кемпферол-3-O-рутинозида , известного горького флавоноидного гликозида, который может быть выделен из корневищ Selliguea feei . Гипогалловую кислоту , кофейную кислоту , пионифлорин и пикурозид можно выделить из пресноводного папоротника Salvinia molsta .

У хвойных пород (Pinophyta) фенольные соединения хранятся в полифенольных клетках паренхимы , ткани, изобилующей флоэмой всех хвойных деревьев.

Водные растения уруть колосистый производит эллагиевые , галловый и pyrogallic кислоты и (+) - катехин .

Встречи в однодольных

Алкилрезорцины можно найти в злаках.

2,4-Бис (4-гидроксибензил) фенол - это фенольное соединение, содержащееся в орхидеях Gastrodia elata и Galeola faberi .

Встречаемость у несосудистых растений

Фенолы также можно найти в несосудистых наземных растениях ( мохообразных ). Dihydrostilbenoids и бис (bibenzyls) могут быть найдены в печеночников ( печёночные мхи ), к примеру, макроциклов cavicularin и riccardin С . Хотя лигнин отсутствует у мхов (Bryophyta) и роголистников (Anthocerotophyta), некоторые фенольные соединения можно найти в этих двух таксонах. Например, розмариновая кислота и 3'-O-β-D-глюкозид розмариновой кислоты можно найти в роголистнике Anthoceros agrestis .

Встречи у других эукариот

Встречи у насекомых

Было показано, что затвердевание белкового компонента кутикулы насекомых происходит из-за дубильного действия агента, образующегося при окислении фенольного вещества, образующего склеротин . При аналогичном закаливании яйцеклетки таракана рассматриваемым фенольным веществом является 3: 4-дигидроксибензойная кислота ( протокатеховая кислота ).

Ацетосирингон вырабатывается самцом листового клопа ( Leptoglossus phyllopus ) и используется в его системе коммуникации. Гваякол производится в кишечнике пустынной саранчи , Schistocerca gregaria , при распаде растительного материала. Этот процесс осуществляется кишечной бактерией Pantoea agglomerans . Гуаякол - один из основных компонентов феромонов, вызывающих скопление саранчи. Орцинол был обнаружен в «токсичном клее» муравьев Camponotus saundersi . Rhynchophorus ferrugineus (красный пальмовый долгоносик) использует 2-метокси-4-винилфенол для передачи химических сигналов ( феромоны ). Другие простые и сложные фенолы можно найти у эусоциальных муравьев (таких как Crematogaster ) в качестве компонентов яда.

Встречи у млекопитающих

У самок слонов в образцах мочи были обнаружены два соединения: 3-этилфенол и 2-этил-4,5-диметилфенол . Исследование секрета височных желез показало присутствие фенола , м-крезола и п-крезола (4-метилфенола) во время сусла у самцов слонов .

п-крезол и о-крезол также являются компонентами человеческого пота . П-крезол также является основным компонентом запаха свиней .

4-этилфенол , 1,2-дигидроксибензол , 3-гидроксиацетофенон , 4-метил-1,2-дигидроксибензол , 4-метоксиацетофенон , 5-метоксисалициловая кислота , салицилальдегид и 3-гидроксибензойная кислота являются компонентами кастореума , экссудата касторового масла. мешочки зрелого североамериканского бобра ( Castor canadensis ) и европейского бобра ( Castor fiber ), используемые в парфюмерии.

Роли

В некоторых случаях природные фенолы присутствуют в вегетативной листве, чтобы препятствовать развитию травоядных , например, в случае западного ядовитого дуба .

Роль в почвах

В почвах , предполагаются , что большое количества фенолов освобождаются от разлагающейся растительной подстилки , а не из проникающих сквозь в любом естественном растительном сообществе. Разложение мертвого растительного материала вызывает сложные органические соединения , которые будут медленно окисляются лигнином -как перегной или распадаются на более простые формы (сахара и аминокислоты сахаров, алифатические и фенольные органические кислоты), которые далее превращаются в микробную биомассу (микробная гумуса) , или реорганизуется и далее окисляется в гуминовые ассоциации ( фульвокислоты и гуминовые кислоты), которые связываются с глинистыми минералами и гидроксидами металлов . О способности растений поглощать гуминовые вещества из корневой системы и метаболизировать их ведутся долгие споры. В настоящее время существует консенсус о том, что гумус играет гормональную роль, а не просто питательную роль в физиологии растений.

В почве растворимые фенолы сталкиваются с четырьмя разными судьбами. Они могут разлагаться и минерализоваться как источник углерода гетеротрофными микроорганизмами ; они могут быть преобразованы в нерастворимые и трудно поддающиеся лечению гуминовые вещества реакциями полимеризации и конденсации (с участием почвенных организмов); они могут адсорбироваться на глинистых минералах или образовывать хелаты с ионами алюминия или железа; или они могут оставаться в растворенной форме, выщелачиваться просачивающейся водой и, наконец, покидать экосистему как часть растворенного органического углерода (DOC).

Выщелачивание - это процесс, с помощью которого катионы, такие как железо (Fe) и алюминий (Al), а также органические вещества удаляются из подстилки и транспортируются вниз в почву. Этот процесс известен как оподзоление и особенно интенсивен в бореальных лесах и лесах с прохладным умеренным климатом, которые в основном состоят из хвойных сосен, опада которых богата фенольными соединениями и фульвокислотой .

Роль в выживании

Фенольные соединения могут действовать как защитные агенты, ингибиторы, природные токсические вещества для животных и пестициды против вторгающихся организмов, то есть травоядных, нематод, насекомых-фитофагов, а также грибковых и бактериальных патогенов. Аромат и пигментация, создаваемые другими фенольными соединениями, могут привлекать симбиотических микробов, опылителей и животных, разносящих плоды.

Защита от хищников

Летучие фенольные соединения содержатся в смоле растений, где они могут привлекать таких благодетелей, как паразитоиды или хищники травоядных животных, нападающих на растение.

У водорослей Alaria marginata фенольные соединения действуют как химическая защита от травоядных. В тропических видах Sargassum и Turbinaria , которые часто преимущественно потребляются травоядными рыбами и ехиноидами , наблюдается относительно низкий уровень фенольных соединений и дубильных веществ. Морские аллелохимические соединения обычно присутствуют в большем количестве и разнообразии в тропических регионах, чем в регионах с умеренным климатом. Сообщается, что фенольные морские водоросли являются очевидным исключением из этой биогеографической тенденции. Высокие концентрации фенолов наблюдаются у видов бурых водорослей (отряды Dictyotales и Fucales ) как из умеренных, так и из тропических регионов, что указывает на то, что сама по себе широта не является разумным предиктором концентраций фенолов в растениях.

Защита от инфекции

В винограде культурного винограда, транс - ресвератрол является фитоалексином , выработанный против роста грибковых патогенов , таких как Botrytis сшегеа и дельты-viniferin является еще одним виноградной лоза фитоалексина получает следующий грибковую инфекцию по Plasmopara viticola . Пиносилвин - это преинфекционный стильбеноидный токсин (т.е. синтезированный до заражения), в отличие от фитоалексинов , которые синтезируются во время инфекции. Он присутствует в сердцевине из сосновых . Это фунгитоксин, защищающий древесину от грибковой инфекции .

Сакуранетин - это флаванон , разновидность флавоноидов. Его можно найти в Polymnia fruticosa и рисе , где он действует как фитоалексин против прорастания спор Pyricularia oryzae . В сорго , то SbF3'H2 ген, кодирующий флавоноид 3'-гидроксилазы , как представляется, выражается в патогена -специфические 3-deoxyanthocyanidin фитоалексины синтеза, например , в Sorghum- Colletotrichum взаимодействий.

6-Метоксимеллеин представляет собой дигидроизокумарин и фитоалексин, индуцируемый в ломтиках моркови УФ-С , что обеспечивает устойчивость к Botrytis cinerea и другим микроорганизмам .

Даниэлон - это фитоалексин, содержащийся в плодах папайи . Это соединение показало высокую противогрибковую активность против Colletotrichum gloesporioides , патогенного гриба папайи.

Стильбены производятся в Eucalyptus sideroxylon в случае нападения патогенов. Такие соединения могут быть связаны с гиперчувствительной реакцией растений. Высокий уровень фенольных соединений в некоторых лесах может объяснить их естественную защиту от гниения.

В растениях VirA представляет собой протеин-гистидинкиназу, которая воспринимает определенные сахара и фенольные соединения. Эти соединения обычно обнаруживаются на поврежденных растениях, и в результате VirA используется Agrobacterium tumefaciens для определения местонахождения потенциальных организмов-хозяев для инфекции.

Роль в аллелопатических взаимодействиях

Природные фенолы могут участвовать в аллелопатических взаимодействиях, например, в почве или в воде. Юглон является примером такой молекулы, подавляющей рост других видов растений вокруг ореховых деревьев. Водное сосудистое растение Myriophyllum spicatum продуцирует эллаговую , галловую и пирогалловую кислоты и (+) - катехин , аллелопатические фенольные соединения, подавляющие рост сине-зеленой водоросли Microcystis aeruginosa .

Фенолы, в частности флавоноиды и изофлавоноиды , могут участвовать в образовании эндомикоризы .

Ацетосирингон был наиболее известен своим участием в распознавании патогенов растений, особенно его ролью в качестве сигнала, привлекающего и трансформирующего уникальные онкогенные бактерии рода Agrobacterium . Ген virA на плазмиде Ti в геноме Agrobacterium tumefaciens и Agrobacterium rhizogenes используется этими почвенными бактериями для заражения растений посредством кодирования рецептора ацетосирингона и других фенольных фитохимических веществ, выделяемых ранами растений. Это соединение также обеспечивает более высокую эффективность трансформации растений в процедурах трансформации, опосредованных A. tumefaciens, и поэтому имеет важное значение в биотехнологии растений.

Содержание в пище человека

Известные источники природных фенолов в питании человека включают ягоды , чай , пиво , оливковое масло , шоколад или какао , кофе , гранаты , попкорн , мате , фрукты и фруктовые напитки (включая сидр, вино и уксус ) и овощи . Травы и специи , орехи (грецкие орехи, арахис) и водоросли также потенциально важны для обеспечения некоторых природных фенолов.

Природные фенолы также можно найти в жирных матрицах, таких как оливковое масло . Нефильтрованное оливковое масло имеет более высокий уровень фенолов или полярных фенолов, которые образуют сложный фенол-белковый комплекс.

Было показано, что фенольные соединения при использовании в напитках , таких как сливовый сок , улучшают цвет и чувствительность, например, уменьшают горечь .

Некоторые сторонники органического земледелия утверждают, что органически выращенный картофель , апельсины и листовые овощи содержат больше фенольных соединений, которые могут обеспечить антиоксидантную защиту от болезней сердца и рака . Однако данных о существенных различиях между органическими продуктами питания и обычными продуктами питания недостаточно, чтобы утверждать, что органические продукты питания безопаснее или полезнее обычных продуктов питания.

Человеческий метаболизм

У животных и людей после приема внутрь природные фенолы становятся частью метаболизма ксенобиотиков . В последующих реакциях фазы II эти активированные метаболиты конъюгируются с заряженными частицами, такими как глутатион , сульфат , глицин или глюкуроновая кислота . Эти реакции катализируются большой группой трансфераз с широкой специфичностью. UGT1A6 представляет собой ген человека, кодирующий фенол-UDP-глюкуронозилтрансферазу, активную по отношению к простым фенолам. Фермент, кодируемый геном UGT1A8, обладает глюкуронидазной активностью со многими субстратами, включая кумарины , антрахиноны и флавоны .

использованная литература

Книги

• Биохимия фенольных соединений , JB Harborne, 1964, Academic Press ( Google Книги )
• Фенольные смолы растений , Паскаль Риберо-Гайон, 1972, Издания Оливер и Бойд ( Google Книги , ISBN  0050025120 , ISBN  9780050025123 )
• Биохимия фенольных соединений растений , CF van Sumere и PJ Lea, Phytochemical Society of Europe, 1985, Clarendon Press ( Google Книги , ISBN  9780198541707 )
• Биохимия фенольных соединений , Уилфред Вермеррис и Ральф Николсон, 2006, Springer ( книга Google )

внешние ссылки

• Природные источники фенолов на сайте www.britannica.com

Базы данных

• Phenol -Explorer ( phenol-explorer.eu ), база данных, посвященная фенолам, обнаруженным в продуктах питания, Огюстеном Скальбертом, INRA Клермон-Ферран, Unité de Nutrition Humaine (Human food unit)
• Фенолы в ChEBI (Химические объекты, представляющие биологический интерес)
• ChEMBLdb , база данных биоактивных малых молекул, подобных лекарственным препаратам, Европейским институтом биоинформатики.
• Foodb , база данных соединений, содержащихся в продуктах питания