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florotanino

Estructura química del tetrafucol A, un florotanino de tipo fucol que se encuentra en el alga parda Ascophyllum nodosum
Durvillaea antarctica , un alga parda que contiene florotaninos.

Los florotaninos son un tipo de taninos que se encuentran en algas pardas como las algas marinas y las algas [1] o especies de sargazos , [2] y en menor cantidad también en algunas algas rojas . [3] A diferencia de los taninos hidrolizables o condensados, estos compuestos son oligómeros del floroglucinol [4] (polifloroglucinoles). [5] Como se les llama taninos, tienen la capacidad de precipitar proteínas. Se ha observado que algunos florotaninos tienen la capacidad de oxidarse y formar enlaces covalentes con algunas proteínas. Por el contrario, en condiciones experimentales similares, tres tipos de taninos terrestres (procianidinas, profisetinidinas y galotaninos) aparentemente no formaron complejos covalentes con proteínas. [6]

Estos compuestos fenólicos son componentes estructurales integrales de las paredes celulares de las algas pardas, pero también parecen desempeñar muchas otras funciones ecológicas secundarias , como la protección contra la radiación ultravioleta y la defensa contra el pastoreo.

Biosíntesis y localización.

La biosíntesis de la mayor parte de los florotaninos aún se desconoce, pero parece que se forman a partir de floroglucinoles mediante la vía acetato-malonato. [7]

Se encuentran dentro de la célula en pequeñas vesículas llamadas fisodos, donde se secuestra la fracción polar soluble, [8] y como parte de la pared celular , donde son insolubles y actúan como componente estructural. [9] [10] Se sabe que su concentración es muy variable entre diferentes taxones, así como entre áreas geográficas, ya que responden plásticamente a una variedad de factores ambientales. [11] Las algas pardas también exudan florotaninos en el agua de mar circundante. [5] [12]

Se ha propuesto que los florotaninos se secuestran primero en fisodios bajo su forma reactiva polar antes de ser oxidados y complejados con el ácido algínico de la pared celular de las algas pardas mediante una peroxidasa . [13] Hasta la fecha (2012), no se sabe mucho sobre la síntesis de florotaninos. [7] La ​​formación de fisodios, vesículas que contienen compuestos fenólicos, se ha investigado durante muchos años. Se pensaba que estos constituyentes citoplasmáticos se sintetizaban en el cloroplasto o su membrana, pero estudios más recientes sugieren que la formación puede estar relacionada con el retículo endoplásmico y los cuerpos de Golgi . [14]

La asignación de florotaninos entre los tejidos varía según la especie. [15]

La localización de los florotaninos se puede investigar mediante microscopía óptica después de la tinción con vainillina-HCl, lo que da un color naranja. [16] La localización ultraestructural de los fisodios se puede examinar mediante microscopía electrónica de transmisión en muestras fijadas principalmente en glutaraldehído al 2,5% y con fijación posterior con tetróxido de osmio al 1% . Para la tinción se pueden utilizar acetato de uranilo y citrato de plomo .

Extracción y ensayos.

En muchos estudios en los que se aíslan florotaninos individuales, los florotaninos extraídos se acetilan con anhídrido acético - piridina para protegerlos de la oxidación. Tanto la reducción de la temperatura como la adición de ácido ascórbico parecen prevenir la oxidación.

Los ensayos habituales para cuantificar los florotaninos en muestras son los ensayos de Folin-Denis y el azul de Prusia . Un ensayo más específico utiliza 2,4-dimetoxibenzaldehído (DMBA), un producto que reacciona específicamente con fenoles 1,3 y 1,3,5 sustituidos (p. ej., florotaninos) para formar un producto coloreado. [17]

Diversidad estructural

Eckol , un florotanino que se encuentra en especies del género Ecklonia .

El sistema de nomenclatura de los florotaninos marinos fue introducido originalmente por Glombitza. [18]

Los florotaninos se clasifican según la disposición de los monómeros de floroglucinol. Se conocen más de 150 compuestos, con pesos moleculares que van desde 126 Da hasta 650 kDa . [8] [19] La mayoría de ellos se encuentran entre 10 y 100 kDa. [20]

Se distribuyen en seis subgrupos principales: fucoles, floretoles, fucofloretoles, fuhaloles y eckols, que sólo se encuentran en las Alariáceas . [7] [21]

Según el tipo de enlace, los florotaninos se pueden clasificar en cuatro subclases, es decir, florotaninos con un enlace éter (fuhaloles y floretoles, los fuhaloles están formados por unidades de floroglucinol que están conectadas con puentes éter dispuestos en para y orto que contienen un grupo OH adicional en cada tercer anillo), con un enlace fenilo (fucoles), con un enlace éter y fenilo (fucofloretoles) y con un enlace dibenzodioxina en eckoles y carmaloles (derivados de floretoles que contienen una fracción dibenzodioxina), la mayoría de los cuales tienen representantes halogenados en color marrón. algas. [22]

Ejemplos de florotaninos son el fucodifloretol G del alga Ecklonia cava , [23] el eckol de la especie Ecklonia [24] o el florofucofuroeckol-B de Eisenia arborea . [25]

La diversidad estructural de moléculas de mayor peso molecular se puede detectar mediante el uso de la técnica de RMN de carbono 13 'EDIT' . [26]

Roles

Las funciones de los florotaninos siguen siendo un tema de investigación actual (2012). Muestran funciones primarias y secundarias , [13] tanto a escala celular como organísmica. [27]

Roles primarios

Estructural

El papel estructural de los florotaninos en la pared celular de las algas pardas es un papel principal de estos compuestos polifenólicos. [7] [13] Sin embargo, esta función principal puede no ser la función principal de los florotaninos, ya que los estudios muestran que son más abundantes en el citoplasma o en la forma exudada que en la pared celular. [28]

Reproductivo

Los florotaninos citoplasmáticos y exudados parecen desempeñar un papel en la reproducción de las algas, contribuyendo a la formación de la pared celular del cigoto [10] y quizás evitando la fertilización múltiple al inhibir el movimiento de los espermatozoides. [7]

Roles secundarios

Según el modelo de equilibrio de nutrientes de carbono , los florotaninos, que son predominantemente moléculas de carbono libres de nitrógeno, se producen con mayores rendimientos en ambientes luminosos. La luz tiene mayor importancia que la disponibilidad de nitrógeno. [29]

Los estudios han demostrado que los florotaninos parecen actuar como protección para las algas pardas de varias maneras. Aquí hay unos ejemplos.

Defensa antiherbívora

La estrategia de producción de florotaninos puede ser constitutiva o inducible . [30] Como los estudios demostraron que la herbivoría puede inducir la producción de florotaninos, se ha sugerido que pueden tener un papel en la defensa de las algas. [11] Sin embargo, los resultados de otros estudios sugieren que el papel disuasorio de los florotaninos sobre la herbivoría depende en gran medida de las especies de algas y herbívoros. [31] En Fucus vesiculosus , son los galactolípidos , en lugar de los florotaninos, los que actúan como elementos disuasorios de los herbívoros contra el erizo de mar Arbacia punctulata . [32]

Detección de rayos UV y metales pesados

Los florotaninos se encuentran principalmente en la periferia de las células, como componentes de la pared celular. También contribuyen a la absorción de luz UV-B (entre 280 y 320 nm) [33] y muestran máximos de absorbancia a 200 y 265 nm, [8] correspondientes a las longitudes de onda de UV-C . Los estudios también demostraron que la intensidad de la luz solar está relacionada con la producción de florotaninos en las poblaciones naturales de Ascophyllum nodosum y Fucus vesiculosus . [34] Por estas razones, se ha sugerido que los florotaninos actúan como sustancias fotoprotectoras. [35] Estudios adicionales con Lessonia nigrescens [35] y Macrocystis integrifolia [36] demostraron que tanto la radiación UV-A como la UV-B pueden inducir florotaninos solubles y que existe una correlación entre la inducción de florotaninos y la reducción en la inhibición de la fotosíntesis y Daño al ADN, dos efectos importantes de la radiación UV en los tejidos vegetales. El hecho de que los florotaninos se exudan en el agua circundante les permite reducir la exposición incidente a los rayos UV en las meiosporas de algas , el fitoplancton y otros habitantes de los bosques de algas, donde la biomasa de algas pardas es alta y el movimiento del agua es bajo. [36]

También pueden estar involucrados en el secuestro de metales , como iones metálicos divalentes Sr 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Be 2+ , Mn 2+ , Cd 2+ , Co 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Pb. 2+ y Cu 2+ . [37] Si las propiedades quelantes de los florotaninos se han demostrado in vitro , los estudios in situ sugieren que esta característica puede ser específica de cada especie. [38] [39]

Efecto algicida

Los estudios demostraron que los florotaninos pueden actuar como algicida contra algunas especies de dinoflagelados. [40]

Propiedades terapéuticas

Se ha demostrado que los florotaninos pueden tener propiedades antidiabéticas, anticancerígenas, antioxidantes, antibacterianas, radioprotectoras y anti-VIH. [41] [42] Sin embargo, faltan estudios in vivo sobre los efectos de estos compuestos, ya que hasta ahora la mayor parte de la investigación se ha realizado in vitro . [41] En cuanto a la propiedad antialérgica, existe un estudio in vivo sobre el efecto de estos compuestos. [43]

Referencias

  1. ^ Van Alstyne, Kathryn L.; McCarthy, James J.; Hustead, Cynthia L.; Kearns, Laura J. (1999). "Asignación de florotaninos entre tejidos de algas y algas del Pacífico nororiental" (PDF) . Revista de Ficología . 35 (3): 483. doi :10.1046/j.1529-8817.1999.3530483.x. S2CID  84608425. Archivado desde el original (PDF) el 19 de junio de 2010.
  2. ^ Kamiya, Mitsunobu; Nishio, Takeshi; Yokoyama, Asami; Yatsuya, Kousuke; Nishigaki, Tomokazu; Yoshikawa, Shinya; Ohki, Kaori (2010). "Variación estacional de florotaninos en especies de sargazo de la costa del Mar de Japón". Investigación Ficológica . 58 : 53. doi : 10.1111/j.1440-1835.2009.00558.x. S2CID  83823009.
  3. ^ http://eurekamag.com/research/011/190/presence-lectins-tannins-protease-inhibitors-venezuelan-marine-algae.php
  4. ^ Shibata, Toshiyuki; Kawaguchi, Shigeo; Hama, Yoichiro; Inagaki, Masanori; Yamaguchi, Kuniko; Nakamura, Takashi (2004). "Distribución local y química de florotaninos en algas pardas". Revista de Ficología Aplicada . 16 (4): 291. doi :10.1023/B:JAPH.0000047781.24993.0a. S2CID  13479924.
  5. ^ ab Ragan, Mark A.; Jensen, Arne (1978). "Estudios cuantitativos sobre fenoles de algas pardas. II. Variación estacional en el contenido de polifenoles de Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. Y Fucus vesiculosus (L.)". Revista de Biología y Ecología Marina Experimental . 34 (3): 245. doi :10.1016/S0022-0981(78)80006-9.
  6. ^ Popa, J. Lewis; Hagerman, Ann E.; Steinberg, Peter D.; Masón, Pamela K. (1996). "Interacciones florotanino-proteína". Revista de Ecología Química . 22 (10): 1877–99. doi :10.1007/BF02028510. PMID  24227114. S2CID  11031529.
  7. ^ abcde Riitta Koivikko, 2008, Florotaninos de algas pardas: mejora y aplicación de métodos químicos Archivado el 3 de marzo de 2016 en Wayback Machine , Tesis doctoral, Universidad de Turku, Turku, Finlandia.
  8. ^ a b C Ragan, Mark A.; Glombitza, K.-W. (1986). "Florotaninos, polifenoles de algas pardas". Prog. Ficol. Res . 4 : 129–241.
  9. ^ Schoenwaelder, MEA (2002). "La aparición y el significado celular de los fisodios en las algas pardas". Ficología . 41 (2): 125-139. doi :10.2216/i0031-8884-41-2-125.1. S2CID  86505836.
  10. ^ ab Schoenwaelder, MEA; Clayton, Minnesota (1998). "Secreción de sustancias fenólicas en la pared del cigoto y placa celular en embriones de Hormosira y Acrocarpis (Fucales, Phaeophyceae)". Revista de Ficología . 34 (6): 969–980. doi :10.1046/j.1529-8817.1998.340969.x. S2CID  85269965.
  11. ^ ab Jormalainen, V.; Honkanen, T.; Koivikko, R.; Eränen, J. (2003). "Inducción de la producción de florotaninos en un alga parda: ¿defensa o dinámica de recursos?" (PDF) . Oikos . 103 (3): 640–650. doi :10.1034/j.1600-0706.2003.12635.x.
  12. ^ Jennings, JS; Steinberg, PD (1994). "Exudación in situ de florotaninos por el alga sublitoral Ecklonia radiata ". Mar. Biol . 121 (2): 349–354. doi :10.1007/bf00346744. S2CID  85193166.
  13. ^ abc Arnold, TM; Targett, Nuevo México (2003). "Crecer y defender: falta de compensaciones por los florotaninos de algas pardas". Oikos . 100 (2): 406–408. doi : 10.1034/j.1600-0706.2003.11680.x .
  14. ^ Schoenwaelder, MEA; Clayton, Minnesota (2000). "Formación de fisodos en embriones de Phyllospora comosa y Hormosira banking (Phaeophyceae)". Ficología . 39 : 1–9. doi :10.2216/i0031-8884-39-1-1.1. S2CID  86193685.
  15. ^ Van Alstyne, Kathryn L. (1999). "Asignación de florotaninos entre tejidos de algas y algas del Pacífico nororiental". Revista de Ficología . 35 (3): 483–492. doi :10.1046/j.1529-8817.1999.3530483.x. S2CID  84608425.
  16. ^ Pellegrini, L (1980). "Estudios citológicos sobre fisodios en las células vegetativas de Cystoseira estricto Sauvagea (Phaeophyta, Fucales)". J. Ciencia celular . 41 : 209–231. doi :10.1242/jcs.41.1.209. PMID  7364883.
  17. ^ Stern, J. Lewis (1996). "Un nuevo ensayo para cuantificar los florotaninos de algas pardas y comparaciones con métodos anteriores". Revista de Ecología Química . 22 (7): 1273–1293. doi :10.1007/BF02266965. PMID  24226084. S2CID  20164807.
  18. ^ Glombitza, KW en química de productos naturales marinos; Faulkner, DJ; Fenical, WH, Eds.; Plenum Press: Nueva York, 1977; pág.191.
  19. ^ Heno, YO; Fenical, W (1988). "Interacciones entre plantas marinas y herbívoros: la ecología de la defensa química". Revista Anual de Ecología y Sistemática . 19 : 111. doi :10.1146/annurev.es.19.110188.000551.
  20. ^ Boettcher, AA; Targett, Nuevo México (1993). "Papel del tamaño molecular polifenólico en la reducción de la eficiencia de asimilación en la mucosa de Xiphister ". Ecología . 74 (3): 891–903. doi :10.2307/1940814. JSTOR  1940814.
  21. ^ Targett, Nuevo México; Arnold, TM (1998). "Predicción de los efectos de los florotaninos de algas pardas en herbívoros marinos en océanos tropicales y templados". Revista de Ficología . 34 : 195-205. doi :10.1046/j.1529-8817.1998.340195.x. S2CID  84808536.
  22. ^ La Barre, Stéphane; Potín, Philippe; Leblanc, Catalina; Delage, Ludovic (2010). "El metabolismo halogenado de las algas pardas (Phaeophyta), su importancia biológica y su importancia ambiental". Drogas Marinas . 8 (4): 988–1010. doi : 10.3390/md8040988 . PMC 2866472 . PMID  20479964. 
  23. ^ Young Min Ham, Jong Seok Baik, Jin Won Hyun y Nam Ho Lee, Bull. 2007. Aislamiento de un nuevo florotanino, fucodifloretol G, a partir de un alga parda Ecklonia cava Archivado el 25 de abril de 2012 en Wayback Machine . Química coreana. Soc. 28 (9): 1595.
  24. ^ Luna, Changjong; Kim, Sung-Ho; Kim, Jong-Choon; Won Hyun, Jin; Ho Lee, Vietnam; Woo Park, Jae; Shin, Taekyun (2008). "Efecto protector de los componentes de florotaninos floroglucinol y eckol sobre la lesión intestinal inducida por radiación en ratones". Investigación en fitoterapia . 22 (2): 238–242. doi :10.1002/ptr.2298. PMID  17886227. S2CID  43864248.
  25. ^ Sugiura, Yoshimasa; Matsuda, Kohji; Yamada, Yasuhiro; Nishikawa, Masashi; Shoiya, Kazufumi; Katsuzaki, Hirotaka; Imai, Kunio; Amano, Hideomi (2006). "Aislamiento de un nuevo florotanino antialérgico, florofucofuroeckol-B, de un alga parda comestible, Eisenia arborea". Biosci. Biotecnología. Bioquímica . 70 (11): 2807–11. doi : 10.1271/bbb.60417 . PMID  17090915. S2CID  12528644.
  26. ^ McInnes, AG (1984). "Taninos de alto peso molecular a base de floroglucinol de algas pardas: variantes estructurales". Hidrobiología . 116–117: 597–602. doi :10.1007/BF00027755. S2CID  35724927.
  27. ^ Schoenwaelder, Mónica EA (2002). "La aparición y el significado celular de los fisodios en las algas pardas". Ficología . 41 (2): 125-139. doi :10.2216/i0031-8884-41-2-125.1. S2CID  86505836.
  28. ^ Koivikko, Riitta; Loponen, Jyrki; Honkanen, Tuija; Jormalainen, Veijo (2005). "Contenido de florotaninos solubles, unidos a la pared celular y exudados en el alga parda Fucus vesiculosus, con implicaciones en sus funciones ecológicas". Revista de Ecología Química . 31 (1): 195–212. CiteSeerX 10.1.1.320.5895 . doi :10.1007/s10886-005-0984-2. PMID  15839490. S2CID  1540749. 
  29. ^ Pavía, Henrik; Toth, Gunilla B. (2000). "Influencia de la luz y el nitrógeno sobre el contenido de florotaninos de las algas pardas Ascophyllum nodosum y Fucus vesiculosus". Hidrobiología . 440 (1–3): 299–305. doi :10.1023/A:1004152001370. S2CID  15432634.
  30. ^ Hammerstrom, Kamille; Dethier, Megan N.; Duggins, David O. (1998). "Inducción y relajación rápida de florotaninos en cinco algas marinas de Washington" (PDF) . Mar. Ecología. Prog. Ser . 165 : 293–305. Código Bib : 1998MEPS..165..293H. doi : 10.3354/meps165293 .
  31. ^ Amsler, CD; Fairhead, VA (2006). "Ecología química defensiva y sensorial de las algas pardas". Adv. Bot. Res . 43 : 1–91.
  32. ^ Oferta, Michael S. (2003). "Galactolípidos en lugar de florotaninos como elementos disuasorios de herbívoros en el alga parda Fucus vesiculosus". Ecología . 136 (1): 107–114. Código Bib : 2003Oecol.136..107D. doi :10.1007/s00442-003-1242-3. PMID  12684854. S2CID  5821145.
  33. ^ Pavía, H.; Cervín, G.; Lindgren, A.; Aberg, Per (1997). "Efectos de la radiación UV-B y la herbivoría simulada sobre los florotaninos del alga parda Ascophyllum nodosum". Serie de progreso de la ecología marina . 157 : 139-146. Código Bib : 1997MEPS..157..139P. doi : 10.3354/meps157139 .
  34. ^ Pavía, Henrik; Toth, Gunilla B. (2000). "Influencia de la luz y el nitrógeno sobre el contenido de florotaninos de las algas pardas Ascophyllum nodosum y Fucus vesiculosus". Hidrobiología . 440 : 299–305. doi :10.1023/A:1004152001370. S2CID  15432634.
  35. ^ ab Gómez, Iván; Huovinen, Pirjo (2010). "La inducción de florotaninos durante la exposición a los rayos UV mitiga la inhibición de la fotosíntesis y el daño del ADN en las algas Lessonia nigrescens". Fotoquímica y Fotobiología . 86 (5): 1056–63. doi :10.1111/j.1751-1097.2010.00786.x. hdl : 10533/144818 . PMID  20670358. S2CID  22064207.
  36. ^ ab Swanson, Andrew K; Druehl, Louis D (2002). "Inducción, exudación y función protectora de los rayos UV de los florotaninos de algas marinas". Botánica acuática . 73 (3): 241. doi :10.1016/S0304-3770(02)00035-9.
  37. ^ Ragan, Mark A; Smidsrød, Olav; Larsen, Bjorn (1979). "Quelación de iones metálicos divalentes por polifenoles de algas pardas". Química Marina . 7 (3): 265. Bibcode : 1979MarCh...7..265R. doi :10.1016/0304-4203(79)90043-4.
  38. ^ Huovinen, Pirjo; Leal, Pablo; Gómez, Ivan (2010). "Efectos interactivos del cobre, el nitrógeno y la radiación ultravioleta en la fisiología de tres algas del Pacífico sur". Investigación marina y de agua dulce . 61 (3): 330. doi :10.1071/MF09054. hdl : 10533/141734 .
  39. ^ Toth, G; Pavía, H (2000). "Falta de inducción de florotaninos en el alga parda Ascophyllum nodosum en respuesta al aumento de las concentraciones de cobre". Serie de progreso de la ecología marina . 192 : 119-126. Código Bib : 2000MEPS..192..119T. doi : 10.3354/meps192119 . INIST 1367809. 
  40. ^ Nagayama, Koki; Shibata, Toshiyuki; Fujimoto, Ken; Honjo, Tuneo; Nakamura, Takashi (2003). "Efecto algicida de los florotaninos del alga parda Ecklonia kurome sobre microalgas de marea roja". Acuicultura . 218 (1–4): 601. doi :10.1016/S0044-8486(02)00255-7.
  41. ^ ab Gupta, Shilpi; Abu-Ghannam, Nissreen (2011). "Potencial bioactivo y posibles efectos sobre la salud de las algas pardas comestibles". Tendencias en ciencia y tecnología de los alimentos . 22 (6): 315. CiteSeerX 10.1.1.465.6140 . doi :10.1016/j.tifs.2011.03.011. 
  42. ^ Li, Yong-Xin; Wijesekara, Isuru; Li, Yong; Kim, Se-Kwon (2011). "Florotaninos como agentes bioactivos de algas pardas". Bioquímica de procesos . 46 (12): 2219. doi :10.1016/j.procbio.2011.09.015.
  43. ^ Sugiura, Yoshimasa; Usui, Masakatsu; Katsuzaki, Hirotaka; Imai, Kunio; Kakinuma, Makoto; Amano, Hideomi; Miyata, Masaaki (2018). "Los florotaninos administrados por vía oral de Eisenia arborea suprimen la liberación de mediadores químicos y la señalización de ciclooxigenasa-2 para aliviar la hinchazón de las orejas de ratón". Drogas Marinas . 16 (8): 267. doi : 10.3390/md16080267 . PMC 6117712 . PMID  30072652. 

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