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Sarsasapogenina

La sarsasapogenina es una sapogenina esteroidea , es decir, la porción aglicosídica de una saponina vegetal . Recibe su nombre de la zarzaparrilla ( Smilax sp.), [2] una familia de plantas trepadoras que se encuentran en regiones subtropicales. Fue una de las primeras sapogeninas en ser identificadas, [2] y el primer esteroide espirostano en ser identificado como tal. [3] La identificación de la estructura del espirostano, con su funcionalidad de cetona espiro acetal, fue fundamental en el desarrollo de la degradación de marcadores , que permitió la producción industrial de progesterona y otras hormonas sexuales a partir de esteroides vegetales.

La sarsasapogenina es inusual porque tiene un enlace cis entre los anillos A y B del núcleo esteroide, a diferencia del enlace trans más habitual que se encuentra en otros esteroides saturados. Esta configuración 5β es biológicamente significativa, ya que una enzima específica, la sarsasapogenina 3β-glucosiltransferasa , se encuentra en varias plantas para la glicosilación de la sarsasapogenina. [4] La configuración ( S ) en C-25 también contrasta con otras sapogeninas de espirostano: el epímero con una configuración (25 R ) se conoce como esmilagenina.

La sarsasapogenina se ha utilizado como material de partida para la síntesis de otros esteroides. [5] También ha atraído el interés farmacéutico por derecho propio, [6] [7] [8] y se encuentra en el rizoma de Anemarrhena asphodeloides , llamado zhī mǔ (知母) en la medicina tradicional china , del que se extrae comercialmente. [9]

Ocurrencia y aislamiento

La sarsasapogenina se encuentra como un glucósido (con una o más unidades de azúcar unidas al grupo hidroxilo, conocido como saponina ) en las raíces de muchas especies de plantas monocotiledóneas , en particular: [7]

Esmiláceas

Asparagáceas

Agaváceas

La saponina sarsasapogenina se puede extraer de la raíz seca en polvo con etanol al 95% . Después de eliminar la grasa de la goma resultante, el enlace glucosídico se hidroliza con ácido clorhídrico (aproximadamente 2 M) y el esteroide crudo resultante se recristaliza en acetona anhidra . Se informa que el rendimiento de sarsasapogenina pura a partir de 225 kg de raíz de Smilax es de aproximadamente 450 gramos. [1]

Historia

La sarsasapogenina se aisló por primera vez en 1914 de la raíz de zarzaparrilla. [2] Aunque se sabía que tenía tres átomos de oxígeno, de los cuales solo uno es un grupo hidroxilo, la estructura de la cadena lateral permaneció poco clara durante muchos años. Tschesche y Hagedorn propusieron una estructura de tetrahidrofurano doble no reactiva basada en estudios de degradación que indicaban un átomo de oxígeno de éter unido a C-16. [10] La verdadera naturaleza de la cadena lateral, un espiro acetal de cetona , fue descubierta por Russell Marker en 1939, cuando logró abrir el anillo de pirano de seis miembros con anhídrido acético . [3] Marker descubrió que casi toda la cadena lateral podía escindirse en tres pasos, un proceso ahora conocido como degradación de Marker .

El marcador fue capaz de convertir la sarsasapogenina en pregnano-3,20-diol [11] (un análogo de la progesterona ) y testosterona . [12] Sin embargo, para la producción a gran escala de hormonas esteroides, resultó más conveniente utilizar diosgenina (extraída del ñame mexicano Dioscorea mexicana ) como material de partida, ya que contiene un doble enlace en el núcleo esteroide. [13]

Interés farmacológico

La sarsasapogenina y su epímero C-25, la smilagenina, redujeron el azúcar en sangre y revirtieron el aumento de peso diabético en experimentos con ratones con un gen de diabetes mutante ( db ). [6] Ambos esteroides también detuvieron la disminución de los receptores muscarínicos de acetilcolina (mAChR) en modelos animales de la enfermedad de Alzheimer . [7] [8] En ambos casos, los efectos parecen ser específicos de la configuración 5β, el enlace cis entre los anillos A y B, ya que la diosgenina (con un doble enlace Δ 5 que puede hidrogenarse en el cuerpo) tuvo una actividad antidiabética mucho menor [6] (y ningún efecto significativo sobre los mAChR [7] ) mientras que la tigogenina (el epímero 5α de la smilagenina) no mostró ningún efecto en ninguno de los estudios. [6] [7]

Referencias

  1. ^ ab Jacobs, Walter A. ; Simpson, James CE (1934), "Sobre la sarsasapogenina y la gitogenina" (PDF) , J. Biol. Chem. , 105 (3): 501–10, doi : 10.1016/S0021-9258(18)75520-8.
  2. ^ abc Power, Frederick Belding ; Salway, Arthur Henry (1914), "Examen químico de la raíz de zarzaparrilla", J. Chem. Soc., Trans. , 105 : 201–19, doi :10.1039/CT9140500201.
  3. ^ ab Marker, Russell E. ; Rohrmann, Ewald (1939), "Esteroles. LIII. La estructura de la cadena lateral de la sarsasapogenina", J. Am. Chem. Soc. , 61 (4): 846–51, doi :10.1021/ja01873a020.
  4. ^ Paczkowski, Cezary; Wojciechowski, Zdzisław A. (1988), "La aparición de glucosiltransferasa dependiente de UDPG específica para sarsasapogenina en Asparagus officinalis ", Fitoquímica , 27 (9): 2743–47, Bibcode :1988PChem..27.2743P, doi :10.1016/0031-9422(88)80654-X.
  5. ^ US 4057543, Dryden, Jr., Hugh L. y Markos, Charles S., "Proceso para la preparación de γ-lactona del ácido 17β-hidroxi-3-oxo-17α-pregn-4-eno-21-carboxílico", publicado el 8 de noviembre de 1977, asignado a GD Searle &  Co.
  6. ^ abcd US 4680289, Applezweig, Norman, "Tratamiento de la obesidad y la diabetes utilizando sapogeninas", publicado el 14 de julio de 1987, asignado a Progenics Inc. 
  7. ^ abcde US 6812213, Xia; Hu, Yaer y Rubin, Ian et al., "Sapogeninas esteroides y sus derivados para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer", publicado el 19 de diciembre de 2002, asignado a Phytopharm plc . 
  8. ^ ab Hu, Yaer; Xia, Zongqin; Sun, Qixiang; Orsi, Antonia; Rees, Daryl (2005), "Un nuevo enfoque para la regulación farmacológica de la memoria: la sarsasapogenina mejora la memoria al elevar la baja densidad del receptor muscarínico de acetilcolina en cerebros de modelos de ratas con déficit de memoria", Brain Research , 1060 (1–2): 26–39, doi :10.1016/j.brainres.2005.08.019, PMID  16226729, S2CID  20988167.
  9. ^ Sarsasapogenina (PDF) , Wilshire Technologies , consultado el 7 de marzo de 2010.
  10. ^ Tschesche, R.; Hagedorn, A. (1935), "Über neutrale Saponine, II. Mitteil.: Abbau eines Genins der neutralen Sapogenine zu einem Gallensäure-Derivat", Ber. Alemán. Química. Ges. , 68 (7): 1412–20, doi :10.1002/cber.19350680736.
  11. ^ Marker, Russell E .; Rohrmann, Ewald (1939), "Esteroles. LXXXI. Conversión de sarsasapogenina en pregnanediol-3(α),20(α)", J. Am. Chem. Soc. , 61 (12): 3592–93, doi :10.1021/ja01267a513Marker , Russell E .; Rohrmann, Ewald (1940), "Esteroles. LXXXVIII. Pregnanedioles de la sarsasapogenina", J. Am. Chem. Soc. , 62 (3): 518–20, doi :10.1021/ja01860a017.
  12. ^ Marker, Russell E. (1940), "Esteroles. CV. La preparación de testosterona y compuestos relacionados a partir de sarsasapogenina y diosgenina", J. Am. Chem. Soc. , 62 (9): 2543–47, doi :10.1021/ja01866a077.
  13. ^ Marker, Russell E .; Tsukamoto, Takeo; Turner, DL (1940), "Esteroles. C. Diosgenina", J. Am. Chem. Soc. , 62 (9): 2525–32, doi :10.1021/ja01866a072.