類黃酮因為有著對抗氧化壓力的潛力,可以改善或是治癒疾病,所以 在尋找新的藥物上扮演一個重要的角色。早期的研究發現它們甚至比 一些抗氧化的維他命效力更強,另外在體外的實驗,基於藥理的濃度 相互比較可以發現類黃酮比有機硒複合物效力來的強 (Kade et al., 2008)。植物當中具有廣大的類黃酮種類,有一些具有結構相關性,
而且這些結構的差異可能對於植物的生存是不可或缺的。令人感興趣 的是有很多類黃酮因為可以對抗氧化壓力,現在已經拿來治療人類的 疾病。
一般來說,coumarin 衍生物的抗氧化活性可以藉由評估它們抑制、抵 銷和捕捉自由基的能力,或是螯合過渡金屬的能力來判斷。DPPH 是 一個穩定的自由基,可以接收一個電子或氫的自由基而成為穩定的反 磁性分子。Fig. 1 是藉由本篇 ESR 分析系統的第一個系統,分析各種 coumarin 衍生物減少 DPPH 訊號的程度。因為和抗氧化物去轉換電子 和氫原子到氧化劑和自由基有關,各種 coumarin 衍生物都有還原 DPPH 的能力 (Fig. 2),而且可以被視為一種防禦的機制。
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次黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶系統是一個重要的自由基產生的來源,在很 多的生理、病理模式中都有參與。這個酵素會把氧分子還原,變成過 氧化氫和 superoxide。次黃嘌呤轉變成黃嘌呤,以及黃嘌呤轉變成尿 酸的氧化過程就是由黃嘌呤氧化酶所催化反應,這個過程會產生 superoxide 自由基以及提高有機體的氧化的程度。黃嘌呤氧化酶在之 前的研究中發現可以被 coumarin 衍生物所抑制;Fig. 3 是藉由本篇 ESR 分析系統的第二個系統,可以看到 twelve-line 的 superoxide 的訊 號,在加入各種 coumarin 衍生物之後可以觀察到訊號強度的降低 (Fig. 4)。
Fig. 5 是藉由本篇 ESR 分析系統的第三個系統,利用 50 μM 的 baicalein 明顯的刺激 B16F10 小鼠黑色素瘤細胞產生 four-line 的 hydroxyl radical 訊號。在先前的電子順磁共振儀 (ESR)研究結果發 現,baicalein 在血小板懸浮液 (platelet suspension)中可以產生 four-line 的 hydroxyl radical 訊號且認為必須透過 12-LOX 而來 (Chou et al., 2005)。Hydroxyl radical 的生成大多來自細胞內 superoxide 依序經由 SOD 催 化 形 成 hydrogen peroxide 再 和 亞 鐵 離 子 的 作 用 (fenton reaction)而來,對於細胞具有強烈的傷害性。Hydroxyl radical 是一種 對細胞極具傷害性的 ROS。它可以和生物體內各個巨分子結合 (脂
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肪、蛋白質、核酸和碳水化合物),它的高活性可以使 DNA 和蛋白質 交互連結 (cross-link)、DNA 單股或雙股斷裂、脂質過氧化 (lipid peroxidation)和蛋白質破碎 (protein fragmentation) (Stohs & Bagchi, 1995, Lloyd et al., 1997)。而在各種 coumarin 衍生物中有四個衍生物 可以抑制 hydroxyl radical 的訊號 (Fig. 5, Fig. 6)。因為各種 coumarin 衍生物當濃度大於 20 μM 時會於 DMEM 中結晶析出,所以對於 MTT assay 選擇了 20 μM 這個濃度。結果顯示各種 coumarin 衍生物對 baicalein 所造成的細胞死亡並沒有明顯的影響,可能是因為加入的濃 度太低所造成 (Fig. 7)。
不同的結構會使的化合物擁有不同的特性,coumarin 衍生物其上的 pyrazoles、pyrazolin-5-ones、4-thiazolidinones 和 1,3,4-oxadiazoles 有 明顯的抗氧化 (Saibara et al., 2003, Jeong et al., 2004)和抗癌的活性 (Kakiuchi et al., 2004, Lin et al., 2007a)。有鑑於 coumarin 衍生物的重 要性,越來越多 coumarin 衍生物被合成。本篇實驗結果發現,在比 較符合生理系統的第三個 ESR 分析系統,coumarin 衍生物中的 Mei-174、Mei-215、Mei-228、Mei-234 有明顯的抗氧化活性,可供日 後繼續探討其詳細機轉。
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之前的文獻中做過不同的 coumarin 衍生物,也有找到有抗氧化的依 據。而根據本次研究的發現,抗氧化物和受質在和自由基反應時會互 相競爭,所以會依據反應常數的不同而造成不同的結果。實驗結果也 跟偵測自由基的時間和環境有關,像是本篇 ESR 分析系統的第一個 系統是各種 coumarin 衍生物避光下反應一個半小時,而第二個、第 三個系統則是在常溫下反應三分鐘,所以在不同的系統偵測會導致結 果的不同。
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