لوبينين

  ميّز عن لوبانين.
لوبينين
لوبينين
لوبينين
التسمية المفضلة للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية

[(1R,9aR)-Octahydro-2H-quinolizin-1-yl]methane
المعرفات
رقم CAS 486-70-4 ☒N
بوب كيم (PubChem) 91461
مواصفات الإدخال النصي المبسط للجزيئات
  • OC[C@H]1[C@@H]2N(CCC1)CCCC2

  • 1S/C10H19NO/c12-8-9-4-3-7-11-6-2-1-5-10(9)11/h9-10,12H,1-8H2/t9-,10+/m0/s1 ☑Y
    Key: HDVAWXXJVMJBAR-VHSXEESVSA-N ☑Y
الخواص
صيغة كيميائية C10H19NO
كتلة مولية 169.26 غ.مول−1
نقطة الانصهار 68 to 69 °س، خطأ في التعبير: كلمة لم نتعرف عليها «to». °ك، خطأ في التعبير: كلمة لم نتعرف عليها «to». °ف
نقطة الغليان 269 to 270 °س، خطأ في التعبير: كلمة لم نتعرف عليها «to». °ك، خطأ في التعبير: كلمة لم نتعرف عليها «to». °ف
المخاطر
رمز الخطر وفق GHS GHS07: مضرّ
وصف الخطر وفق GHS Warning
بيانات الخطر وفق GHS H302, H312, H332
بيانات وقائية وفق GHS P261, P264, P270, P271, P280, P301+312, P302+352, P304+312, P304+340, P312, P322, P330, P363, P501
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)
تعديل مصدري - تعديل  طالع توثيق القالب

لوبينين [1][2] هو قلويد كينوليزيدين موجود في جنس الترمس (ويشار إليه بالعامية باسم الترمس) وهو من عائلة النباتات البقولية المزهرة.[3] تحتوي المؤلفات العلمية على العديد من التقارير حول عزل وتركيب هذا المركب بالإضافة إلى عدد كبير من الدراسات حول تركيبه الحيوي من سلائفه الطبيعية ، لايسين.[4][5] أظهرت الدراسات أن اللوبينين هيدروكلوريد هو من مثبطات أستيل كولينستيراز ذات السمية الخفيفة وأن لوبينين له تأثير مثبط على مستقبلات الأسيتيل كولين.[6][7] يُعزى الطعم المر المميز لفول الترمس ، الذي يأتي من بذور نباتات الترمس ، إلى قلويدات الكينوليزيدين التي تحتوي عليها ، مما يجعلها غير مناسبة للاستهلاك البشري والحيواني ما لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.[8][9] ومع ذلك ، نظرًا لأن حبوب الترمس لها قيمة غذائية عالية بسبب محتواها العالي من البروتين ،[10] فقد تم بذل جهود لتقليل محتواها من القلويد من خلال تطوير أنواع «حلوة» من الترمس.[11][12]

السمية

[عدل]

اللوبينين هو سم كبدي منتشر في بذور الأعشاب البقولية من جنس الترمس.[11] يعطي اللوبينين وقلويدات الكينوليزيدين الأخرى طعمًا مريرًا لزهور الترمس التي تنمو بشكل طبيعي.[7] بسبب سمية قلويدات الكينوليزيدين ، يتم نقع حبوب الترمس طوال الليل وشطفها لإزالة بعض محتواها من القلويات.[9] ومع ذلك ، عندما تكون إجراءات الطهي والشطف غير كافية ، فإن 10 غرامات من البذور قادرة على تحرير ما يصل إلى 100 ملليغرام من اللوبينين.[13]

عُرفت السمية العصبية للترمس في الدوائر الطبية البيطرية لبعض الوقت بسبب استخدام الترمس كعلف لرعي الماشية نظرًا لاحتوائه على نسبة عالية من البروتين.[11] وُجد أنه ينتج مرض الترمس ، وهو حالة مرضية ومميتة في كثير من الأحيان تؤدي إلى ضمور حاد في وظائف الكبد ويؤثر على الحيوانات المدجّنة مثل الماشية والأغنام.[11] عندما يتناوله الإنسان يتعرض للتسمم بقلويد الكينوليزيدين الذي بدوره يسبب الارتعاش ، والرجفة والتنبه والاهتياج ، وكذلك التشنجات.[14] بالإضافة إلى كون الترمس سام للثدييات ، فهو أيضًا مضاد للحشرات ومثبط لنمو الجندب.[15]

السمية النسبية

[عدل]
قلويدات كينوليزيدين في الترمس.

يُظهر اللوبينين بالمقارنة مع قلويدات الكينوليزيدين الأخرى الموجودة عادة في الترمس ، مثل اللوبانين والسبارتين سمية أقل. اللوبينين ، مع جرعة مميتة دنيا من 28-30 مغ / كغ والجرعة السامة 25-28 مغ / كغ ، يكون حوالي 85 في المائة سامة مثل د-لوبانين وحوالي 90٪ سامة مثل سبارتين. السمية النسبية للترمس مع قلويدات الكينوليزيدين الأخرى الموجودة عادة في الترمس موضحة في الجدول أدناه.[16]

السمية النسبية لأشباه قلوانيات كينوليزيدين
المادة الحد الأدنى من الجرعة المميتة (mg/Kg)[16] الجرعة السامة (mg/Kg)[16]
لوبينين 28-30 25-28
لوبانين 22-25 21-24
سبارتين 23-30 21-31

آلية العمل

[عدل]
مقارنة هيكلية بين اللوبينين والأستيل كولين

أظهرت الدراسات التي أجريت على هيدروكلوريد اللوبينين أنه مثبط قابل للعكس لأسيتيل كولينستراز.[6] يحتوي اللوبينين ، وهو عبارة عن مركب حلقي غير متجانس يحتوي على النيتروجين ، على هيكل مشابه لـ «رأس» الأمونيوم في ناهض أسيتيل كولينستراز الداخلي المنشأ في أستيل كولين.[17] في درجة الحموضة الفسيولوجية ، يتم بروتون أمين اللوبينين مما يؤدي إلى تفاعل أيون أيون مع موقع أنيوني أستيل كولينستريز بنفس الطريقة التي يتفاعل بها الأمونيوم على أستيل كولين.[17] أظهرت الدراسات السابقة لمثبطات البونيوم العكوسة المشابهة للوبينين أن مجموعات الأمونيوم (المقابلة للأمين البروتوني اللوبينين) تدخل مضيق المركز النشط لأسيتيل كولينستراز في منطقة بقايا Trp84 .[6] يؤدي هذا إلى تكوين مركب امتصاص إنزيمي مع الجزء الأنيوني من أسيتيل كولينستراز الموجود في الموقع النشط اللوبينين، أي الأمين. يمنع هذا المركب وصول أستيل كولين إلى المركز النشط مما يقلل من التحلل المائي التحفيزي والانهيار اللاحق للأسيتيل كولين بواسطة أستيل كولينستراز.[17] يؤدي تثبيط الإنزيم إلى تراكم الأسيتيل كولين في الجسم ، وزيادة التحفيز لكل من مستقبلات الأسيتيل كولين المسكارينية والنيكوتين ، وكذلك الاضطراب اللاحق في النقل العصبي.[18] ومع ذلك ، فقد وجد أن وقت الحضانة لم يؤثر على التثبيط ، مما أدى إلى استنتاج أن اللوبينين هو مثبط عكسي.[6]

أظهرت الدراسات أيضًا أن اللوبينين له صلة ملزمة لكل من مستقبلات الأسيتيل كولين المسكارينية والنيكوتين. تم العثور على اللوبينين بقيمة أكبر من 500 ميكرومتر في 50IC لمستقبلات النيكوتين و قيمة 190 ميكرومتر للمستقبلات المسكارينية في 50IC. ومع ذلك ، لم يتم تحديد ما إذا كان هذا التقارب هو ناهض أم معادٍ في طبيعته.[19]

التركيب

[عدل]
التخليق الحيوي للوبينين.

بيولوجياً

[عدل]

يتم تخليق اللوبينين بشكل طبيعي من اللايسين في جينات نباتات الترمس جنبًا إلى جنب مع العديد من قلويدات الكينوليزيدين الأخرى. في عملية التخليق الحيوي ، يتم أولاً نزع الكربوكسيل من اللايسين إلى كادافيرين ، والذي يتم بعد ذلك نزع أمنيه بالأكسدة إلى الألدهيد المقابل. يتم بعد ذلك تدوير الألدهيد تلقائيًا إلى جزأين من الأكياس التي تقترن من خلال آلية من نوع ألدول حيث يهاجم أمين الأليل الإيمينيوم ، مكونًا وسيطًا خافتًا غير متماثل يتم ترطيبه بعد ذلك. يتأكسد الأمين الأساسي بعد ذلك ويحدث تكاثف داخل الجزيء ، مما يعطي الكينوليزيدين ألدهيد. يتم بعد ذلك تقليل الألدهيد إلى كحول ، ويعطي بعد ذلك انتقائيًا (-)- اللوبينين .[5][20]

اصطناعياً

[عدل]

يحتوي اللوبينين على ذرة كربون كيرالية. لذلك ، يجب أن تكون التوليفات الكلية للوبينين انتقائية لـ (-)- اللوبينين من أجل توفير المنتج النشط بيولوجيًا. حدث أول تخليق مزيج راسيمي كلي للوبينين في عام 1937 بواسطة كليمو ومورجان ورابر.[21] أيضا تم الحصول على ستة توليفات أخرى من اللوبينين تبعها بين عامي 1940-1956 ، مع أول تخليق انتقائي للوبينين الذي حدث في عام 1966 من قبل غولدبرغ وراجاد.[4] منذ ذلك التوليف الانتقائي الأولي ، كان هناك العديد من التوليفات الكلية لكل من اللوبينين النقي والراسيمي. تم نشر توليفة واحدة ، ملحوظة لأنها تصف تحضير جميع الأيزومرات الفراغية الأربعة للوبينين ، وتحتوي على العديد من الإشارات إلى أعمال سابقة في هذا المجال ، بواسطة ما و ني.[22]

توليف كلي آخر لملاحظة معينة بسبب الانتقائية التماثلية وعدد محدود من الخطوات بواسطة سانتوس وآخرون. في عام 2010 قام سانتوس وآخرون. توليف انتقائي (-)- الترمس في عائد 36 ٪ على ثماني خطوات باستخدام تفاعل ميتسونوبو المزدوج.[23] أولاً ، استخدموا إضافة غير متماثلة لمواد البداية باستخدام حمض لويس ، متبوعًا بمعالجة بعامل اختزال وقاعدة. أعطى هذا الكحول (R،R). تم قلب هذا التكوين باستخدام تفاعل ميتسونوبو متبوعًا بالتحلل المائي ، مما يوفر تكوين (R،S) للكحول. تم بعد ذلك اختزال الكحول باستخدام ألان ، وخضع لتفاعل ميتسونوبو آخر ، وتم التحلل المائي إلى الحمض وتم تقليله أخيرًا إلى (-)- لوبينين عن طريق اختزال ألان.[23]

إجمالي التخليق الرجعي للوبينين بواسطة سانتوس.

عزل

[عدل]

واحدة من أولى عزلات اللوبينين ، من لوبينوس بالميري التي تم جمعها في ولاية يوتا في الولايات المتحدة الأمريكية ، والتي ذكرها كوتش ، الذي كان قادرًا على الحصول على اللوبينين البلوري دون استخدام تقنيات الكروماتوغرافيا.[24]

التطبيقات

[عدل]
رسم يرقة بعوضة كوليسين.

مكافحة الآفات

[عدل]

اللوبينين هو مضاد لتغذية الحشرات.[15] أظهرت الدراسات التي أجريت على نشاط مبيدات الحشرات فعاليتها ضد يرقات بعوض كوليسين التي تعد ناقلات للفيروسات والديدان الفيلارية وملاريا الطيور.[25][26]

علم النبات

[عدل]

غالبًا ما يتم العثور على الترمس تنمو مع (Castilleja:فرشاة الرسم الهندية) التي تستخدم الترمس كمضيف وتمنح الترمس والقلويدات الأخرى لنفسها. يعمل هذا جنبًا إلى جنب مع زيادة تثبيت النيتروجين لزيادة معدلات التكاثر الطفيلي وتقليل النشاط العشبي ؛ ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات نتائج مختلطة في فعالية نقل القلويد في الوقاية من النشاط العشبي.[27]

ما قبل الإكلينيكية

[عدل]

لقد وجد أن اللوبينين يُظهر نشاطًا مضادًا للجليكلين معتدلاً بقيمة IC50 تبلغ 7.12.176 ± 7.745 ميكرومتر في المختبر. يعتبر سكر البروتين أحد الأسباب الرئيسية لمضاعفات مرض السكري في مرحلة متأخرة. في هذه العملية ، تقترن البروتينات والسكريات ، مما يؤدي إلى تكوين منتجات نهائية متقدمة للجليكشن والتي تغير بنية ووظيفة البروتينات. تؤدي المنتجات النهائية إلى تلف معظم الأعضاء الحيوية بما في ذلك اعتلال الكلية والأعصاب وإعتام عدسة العين وتصلب الشرايين في الأوعية الدموية مما يؤدي إلى ضعف التئام الجروح. تزداد عملية الجلوكوز هذه بشكل طبيعي مع تقدم العمر وهي سبب معروف لشيخوخة ما قبل النضج. النهج العلاجي الرئيسي للوقاية من هذه العملية هو تثبيط تكوين المنتج النهائي الذي وجد أنه يسهل بواسطة اللوبينين . يُفترض أن أمين اللوبينين قد يتفاعل مع السكر ، مما يجعله غير متاح للارتباط بالبروتين. وقد وجد أيضًا أن اللوبينين يفتقر إلى السمية الخلوية وبالتالي يمكن أن يعمل كعامل مضاد ويكون آمن في حال تعرض له الجلد وفعال. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه النتائج ما قبل السريرية ولم يتم إعادة إنتاجها ، فقد لا تترجم باستمرار إلى تأثيرات إكلينيكية على الأشخاص والدراسات المستقبلية ضرورية لتحديد فعالية اللوبينين في منع بروتين السكر في البشر.[28]

الأنظمة والقوانين

[عدل]

تقوم وكالة المواد الكيميائية الأوروبية (ECA) بتسمية اللوبينين تحت أكواد بيان المخاطر (H302 و H312 و H332) ، والتي تشير إلى أن اللوبينين ضار إذا تم ابتلاعه وضار عند ملامسته للجلد وضار إذا تم استنشاقه ، على التوالي. وقد تم وضع بطاقة GHS07 عليها والتي تشير إلى أن السمية الفموية الحادة هي من الفئة 4.[29]

المراجع

[عدل]
  1. ^ لوبينين، (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov) نسخة محفوظة 2021-12-24 على موقع واي باك مشين.
  2. ^ Lupinine نسخة محفوظة 25 ديسمبر 2021 على موقع واي باك مشين.
  3. ^ Wink، Michael؛ Meißner، Carsten؛ Witte، Ludger (يناير 1995). "Patterns of quinolizidine alkaloids in 56 species of the genus Lupinus". Phytochemistry. ج. 38 ع. 1: 139–153. DOI:10.1016/0031-9422(95)91890-d. ISSN:0031-9422.
  4. ^ ا ب Goldberg, Stanley I.; Ragade, Indukanth (Apr 1967). "A total synthesis of optically active lupinine without benefit of resolution". The Journal of Organic Chemistry (بالإنجليزية). 32 (4): 1046–1050. DOI:10.1021/jo01279a039. ISSN:0022-3263. PMID:6042140.
  5. ^ ا ب Golebiewski، W. Marek؛ Spenser، Ian D. (1 أكتوبر 1985). "Biosynthesis of the lupine alkaloids. I. Lupinine". Canadian Journal of Chemistry. ج. 63 ع. 10: 2707–2718. DOI:10.1139/v85-450. ISSN:0008-4042.
  6. ^ ا ب ج د Rozengart, E. V.; Basova, N. E. (1 Nov 2001). "Ammonium Compounds with Localized and Delocalized Charge as Reversible Inhibitors of Cholinesterases of Different Origin". Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology (بالإنجليزية). 37 (6): 604–610. DOI:10.1023/A:1014414126143. ISSN:0022-0930. S2CID:25689578.
  7. ^ ا ب Risikobewertung، Bundesinstitut Für (2017). "Risk assessment of the occurrence of alkaloids in lupin seeds" (PDF). OpenAgrar. DOI:10.17590/20170530-142504. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2021-05-07. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة)
  8. ^ Bleitgen, R.; Gross, R.; Gross, U. (1 Jun 1979). "Die Lupine — ein Beitrag zur Nahrungsversorgung in den Anden". Zeitschrift für Ernährungswissenschaft (بالألمانية). 18 (2): 104–111. DOI:10.1007/BF02023724. ISSN:0044-264X. PMID:556411. S2CID:82321535.
  9. ^ ا ب Róbertsdóttir، Anna Rósa (2016). Icelandic herbs and their medicinal uses. Berkeley, California. ISBN:9781623170226. OCLC:910979700.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: مكان بدون ناشر (link)
  10. ^ Yáñez, Enrique; Ivanović, D.; Owen, D.F.; Ballester, D. (1983). "Chemical and Nutritional Evaluation of Sweet Lupines". Annals of Nutrition and Metabolism (بالإنجليزية). 27 (6): 513–520. DOI:10.1159/000176728. ISSN:1421-9697. PMID:6651228.
  11. ^ ا ب ج د Introduction to neurobehavioral toxicology : food and environment. Niesink, Raymundus Johannes Maria, 1953-. Boca Raton: CRC Press. 1999. ISBN:978-0849378027. OCLC:39764034.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: آخرون (link)
  12. ^ Torres Tello، F.؛ Nagata، A.؛ Dreifuss Spiegel، W. (يونيو 1980). "[Methods of eliminating alkaloids from the seeds of Lupinus mutabilis Sweet]". Archivos Latinoamericanos de Nutricion. ج. 30 ع. 2: 200–209. ISSN:0004-0622. PMID:7212919.
  13. ^ Kirkensgaard, Kristine (11 Dec 2017). "Lupinine - the chemical stopping you from eating Lupin". natoxaq.ku.dk (بالإنجليزية). Archived from the original on 2020-11-26. Retrieved 2018-04-27.
  14. ^ Resta, Donatella; Boschin, Giovanna; D'Agostina, Alessandra; Arnoldi, Anna (2008). "Evaluation of total quinolizidine alkaloids content in lupin flours, lupin-based ingredients, and foods". Molecular Nutrition & Food Research (بالإنجليزية). 52 (4): 490–495. DOI:10.1002/mnfr.200700206. ISSN:1613-4125. PMID:18324702.
  15. ^ ا ب Dictionary of plant toxins. Harborne, J. B. (Jeffrey B.), Baxter, Herbert, 1928-, Moss, Gerard P. Chichester: Wiley. 1996. ISBN:978-0471951070. OCLC:34281328.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: آخرون (link)
  16. ^ ا ب ج Couch، James (1926). "Relative Toxicity of the Lupine Alkaloids". Journal of Agricultural Research. ج. XXXII: 51–67. مؤرشف من الأصل في 2021-12-25.
  17. ^ ا ب ج Tilyabaev, Z.; Abduvakhabov, A. A. (1 May 1998). "Alkaloids of Anabasis aphylla and their cholinergic activities". Chemistry of Natural Compounds (بالإنجليزية). 34 (3): 295–297. DOI:10.1007/BF02282405. ISSN:0009-3130. S2CID:30640524.
  18. ^ Colovic, Mirjana B.; Krstic, Danijela Z.; Lazarevic-Pasti, Tamara D.; Bondzic, Aleksandra M.; Vasic, Vesna M. (1 Apr 2013). "Acetylcholinesterase Inhibitors: Pharmacology and Toxicology". Current Neuropharmacology (بالإنجليزية). 11 (3): 315–335. DOI:10.2174/1570159x11311030006. PMC:3648782. PMID:24179466.
  19. ^ Schmeller, Thorsten; Sauerwein, Martina; Sporer, Frank; Wink, Michael; Müller, Walter E. (Sep 1994). "Binding of Quinolizidine Alkaloids to Nicotinic and Muscarinic Acetylcholine Receptors". Journal of Natural Products (بالإنجليزية). 57 (9): 1316–1319. DOI:10.1021/np50111a026. ISSN:0163-3864. PMID:7798968.
  20. ^ Spenser, I. D. (1 Jan 1985). "Stereochemical aspects of the biosynthetic routes leading to the pyrrolizidine and the quinolizidine alkaloids". Pure and Applied Chemistry (بالإنجليزية). 57 (3): 453–470. DOI:10.1351/pac198557030453. ISSN:1365-3075. S2CID:46220343.
  21. ^ Clemo, G. R.; Morgan, W. McG.; Raper, R. (1937). "199. The lupin alkaloids. Part XII. The synthesis of dl-lupinine and dl-isolupinine". Journal of the Chemical Society (Resumed) (بالإنجليزية): 965. DOI:10.1039/jr9370000965. ISSN:0368-1769.
  22. ^ Ma, Shengming; Ni, Bukuo (5 Jul 2004). "Double Ring-Closing Metathesis Reaction of Nitrogen-Containing Tetraenes: Efficient Construction of Bicyclic Alkaloid Skeletons and Synthetic Application to Four Stereoisomers of Lupinine and Their Derivatives". Chemistry - A European Journal (بالإنجليزية). 10 (13): 3286–3300. DOI:10.1002/chem.200305581. ISSN:0947-6539. PMID:15224338.
  23. ^ ا ب Santos, Leonardo; Mirabal-Gallardo, Yaneris; Shankaraiah, Nagula; Simirgiotis, Mario (8 Dec 2010). "Short Total Synthesis of (-)-Lupinine and (-)-Epiquinamide by Double Mitsunobu Reaction". Synthesis (بالإنجليزية). 2011 (1): 51–56. DOI:10.1055/s-0030-1258356. hdl:10533/132744. ISSN:0039-7881.
  24. ^ J. F. Couch (1934). "Lupine Studies. VIII. The Alkaloids of Lupinus Palmeri, S. Wats". J. Am. Chem. Soc. ج. 56 ع. 11: 2434–2436. DOI:10.1021/ja01326a067.
  25. ^ Campbell, F. L.; Sullivan, W. N.; Smith, C. R. (1 Apr 1933). "The Relative Toxicity of Nicotine, Anabasine, Methyl Anabasine, and Lupinine for Culicine Mosquito Larvae". Journal of Economic Entomology (بالإنجليزية). 26 (2): 500–509. DOI:10.1093/jee/26.2.500. ISSN:1938-291X.
  26. ^ Molina-Cruz، Alvaro؛ Lehmann، Tovi؛ Knöckel، Julia (2013). "Could culicine mosquitoes transmit human malaria?". Trends in Parasitology. ج. 29 ع. 11: 530–537. DOI:10.1016/j.pt.2013.09.003. ISSN:1471-4922. PMID:24140295.
  27. ^ Adler, Lynn S. (2003). "Host Species Affects Herbivory, Pollination, and Reproduction in Experiments with Parasitic Castilleja". Ecology (بالإنجليزية). 84 (8): 2083–2091. DOI:10.1890/02-0542. hdl:10919/46839. ISSN:0012-9658. Archived from the original on 2020-03-14.
  28. ^ Abbas, Ghulam; Al-Harrasi, Ahmed Suliman; Hussain, Hidayat; Sattar, Samina Abdul; Choudhary, M. Iqbal (18 Feb 2017). "Identification of natural products and their derivatives as promising inhibitors of protein glycation with non-toxic nature against mouse fibroblast 3T3 cells". International Journal of Phytomedicine (بالإنجليزية). 8 (4): 533–539. DOI:10.5138/09750185.1924. ISSN:0975-0185.
  29. ^ "Classifications - CL Inventory". www.echa.europa.eu (بالإنجليزية البريطانية). Archived from the original on 2021-12-25. Retrieved 2018-04-25.