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Esparteína

La esparteína es un agente antiarrítmico de clase 1a y bloqueador de los canales de sodio. Es un alcaloide y se puede extraer de la retama negra . Es el alcaloide predominante en Lupinus mutabilis y se cree que forma quelatos de los metales bivalentes calcio y magnesio . No está aprobado por la FDA para uso humano como agente antiarrítmico y no está incluido en la clasificación de Vaughan Williams de fármacos antiarrítmicos .

También se utiliza como ligando quiral en química orgánica , especialmente en síntesis que involucran reactivos de organolitio .

Biosíntesis

Vía de biosíntesis de la esparteína propuesta originalmente

La esparteína es un alcaloide de lupino que contiene un sistema de anillo tetracíclico de bis-quinolizidina derivado de tres cadenas C 5 de lisina , o más específicamente, L -lisina. [1] El primer intermediario en la biosíntesis es la cadaverina , el producto de descarboxilación de la lisina catalizada por la enzima lisina descarboxilasa (LDC). [2] Se utilizan tres unidades de cadaverina para formar el esqueleto de quinolizidina. El mecanismo de formación se ha estudiado enzimáticamente, así como con experimentos trazadores, pero la ruta exacta de síntesis aún no está clara.

Los estudios de trazadores que utilizan cadaverina doblemente marcada con 13 C- 15 N han demostrado que tres unidades de cadaverina se incorporan a la esparteína y dos de los enlaces CN de dos de las unidades de cadaverina permanecen intactos. [3] Las observaciones también se han confirmado mediante experimentos de marcado con RMN de 2 H. [4]

La evidencia enzimática mostró que las tres moléculas de cadaverina se transforman en el anillo de quinolizidina a través de intermediarios unidos a enzimas, sin la generación de intermediarios libres. Originalmente, se pensaba que la conversión de cadaverina al aldehído correspondiente, 5-aminopentanal, era catalizada por la enzima diaminooxidasa. [5] El aldehído luego se convierte espontáneamente en la base de Schiff correspondiente, Δ 1 -piperideína. El acoplamiento de dos moléculas ocurre entre los dos tautómeros de Δ 1 -piperideína en una reacción de tipo aldólico. La imina luego se hidroliza al aldehído/amina correspondiente. La amina primaria luego se oxida a un aldehído seguido de la formación de la imina para producir el anillo de quinolizidina. [5]

A través de la 17-oxosparteína sintasa

Evidencias enzimáticas más recientes han indicado la presencia de la 17-oxosparteína sintasa (OS), una enzima transaminasa. [6] [7] [8] [9] [10] [11] La cadaverina desaminada no se libera de la enzima, por lo que se puede asumir que la enzima cataliza la formación del esqueleto de quinolizidina de manera canalizada. [9] [10] [11] La 7-oxosparteína requiere cuatro unidades de piruvato como aceptores de NH 2 y produce cuatro moléculas de alanina. Tanto la lisina descarboxilasa como la enzima formadora del esqueleto de quinolizidina se localizan en los cloroplastos. [12]

Biosíntesis de esparteína por la 17-oxosparteína sintasa

Véase también

Referencias

  1. ^ Dewick PM (2009). Productos naturales medicinales: un enfoque biosintético (3.ª ed.). Wiley. págs. 328-329. doi :10.1002/9780470742761. ISBN 978-0-470-74276-1.
  2. ^ Golebiewski WM, Spenser ID (1988). "Biosíntesis de los alcaloides del lupino. II. Esparteína y lupanina". Revista Canadiense de Química . 66 (7): 1734–1748. doi : 10.1139/v88-280 .
  3. ^ Rana J, Robins DJ (1983). "Biosíntesis de alcaloides de quinolizidina: incorporación de [1- amino - 15N ,1-13C ] cadaverina en esparteína". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications . 1983 (22): 1335–1336. doi :10.1039/C39830001335.
  4. ^ Fraser AM, Robins DJ (1984). "Incorporación de [1- 2 H]cadaverinas quirales en los alcaloides quinolizidínicos esparteína, lupanina y angustifolina". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications . 1984 (22): 1477–1479. doi :10.1039/C39840001477.
  5. ^ ab Aniszewski T (2007). Alcaloides: secretos de la vida: química de los alcaloides, importancia biológica, aplicaciones y función ecológica. Elsevier. págs. 98-101. doi :10.1016/B978-0-444-52736-3.X5000-4. ISBN 978-0-444-52736-3.
  6. ^ Wink M, Hartmann T (1985). "Enzimología de la biosíntesis de alcaloides de quinolizidina" . En Zalewski RI, Skolik JJ (eds.). Química de productos naturales 1984: una colección de conferencias invitadas de secciones y coloquios presentadas en el 14.º Simposio internacional de la IUPAC sobre la química de productos naturales, Poznań, Polonia, 9-14 de julio de 1984. Estudios en química orgánica. Vol. 20. Elsevier. págs. 511-520. ISBN. 978-0-444-42457-0.
  7. ^ Wink M (1987). "Alcaloides de quinolizidina: bioquímica, metabolismo y función en plantas y cultivos de suspensión celular". Planta Medica . 53 (6): 509–514. doi : 10.1055/s-2006-962797 . PMID  17269092.
  8. ^ Wink M, Hartmann T (1979). "Transaminación de cadaverina-piruvato: el paso principal de la biosíntesis enzimática de alcaloides de quinolizidina en cultivos de suspensión celular de Lupinus polyphyllus". FEBS Letters . 101 (2): 343–346. doi : 10.1016/0014-5793(79)81040-6 . PMID  446758.
  9. ^ ab Perrey R, Wink M (1988). "Sobre el papel de Δ1-piperideína y tripiperideína en la biosíntesis de alcaloides de quinolizidina". Zeitschrift für Naturforschung . 43c (5–6): 363–369. doi : 10.1515/znc-1988-5-607 .
  10. ^ ab Saito K, Murakoshi I (1995). "Química, bioquímica y quimiotaxonomía de los alcaloides del lupino en las leguminosas". En Atta-ur-Rahman (ed.). Estructura y química (parte C) . Estudios en química de productos naturales. Vol. 15. Elsevier. p. 537. doi :10.1016/S1572-5995(06)80142-0. ISBN 978-0-444-82083-9.
  11. ^ ab Roberts MF (1998). "Enzimología de la biosíntesis de alcaloides" . En Roberts MF, Wink M (eds.). Alcaloides: bioquímica, ecología y aplicaciones medicinales . Plenum Press. págs. 112-114. doi :10.1007/978-1-4757-2905-4_5. ISBN 978-1-4757-2905-4.
  12. ^ Guiño M, Hartmann T (1980). "Síntesis enzimática de alcaloides de quinolizidina en cloroplastos de altramuz". Zeitschrift für Naturforschung . 35c (1–2): 93–97. doi : 10.1515/znc-1980-1-218 .

Enlaces externos

Wikisource tiene el texto del artículo de la Nueva Enciclopedia Internacional de 1905 " Esparteína ".