Likopen

Likopen karotenoidler sınıfında bir bileşiktir. Karotenoidler, oksidatif stresi önlemeye yardımcı olabilecek serbest radikal temizleyiciler olarak işlev görebilir. Karpuz, domates, guayaba, greyfurt ve papaya gibi meyvelerde bulunan antiradikal maddelerden biri, sağlık yararları sağladığı düşünülen kırmızı bir karotenoid olan likopendir (ψ, ψ-karoten, LYC).[1,2]

Birçok çalışma, likopenin insan sağlığı üzerinde anti-oksidasyon, [9,10] antienflamasyon, [11] immünomodülasyon, [12] sinaps bağlantı iletişiminin arttırılması, [13] faz II enziminin indüksiyonu, [14] hücre proliferasyonunun inhibisyonu gibi çeşitli potansiyel yararlı etkilere sahip olduğunu göstermiştir: [15] anti-anjiyogenez [11,16] ve antimetastaz [17,18].

Yukarıda SK-Hep-1 hücrelerinde likopen aracılı anti-metastazda NOX4’ün rolü için önerilen şematik diyagram. Açıklama: ⊥, likopen tarafından doğrudan inhibisyon; gri aşağı oklar, NOX4’ün likopen tarafından aşağı regülasyonunun bir sonucu olarak inhibisyon (kesikli çizgi veya kesikli ok anlamlı veya literatürden elde edilen kanıtlara dayanmaktadır); literatür tarafından önerilen likopenin tanıtım etkisi; literatür tarafından önerilen Nm23-Hl’in inhibitör etkisi.[7]

Likopen, karoteninkinden daha güçlü antioksidan özelliklere sahip açık zincirli doymamış bir karotenoiddir.[2] Toplam domates karotenoidlerinin% 80’inden fazlasını temsil eden, yaygın olarak tüketilen birkaç meyve ve sebzede kırmızı renkten sorumludur.[3]

Likopen molekülünün iki boyutlu görünümü

Likopen Konformasyonları

Gıdaların işlenmesi sırasında, all-trans-likopen biyolojik aktivitesini değiştirebilen cis konfigürasyonuna dönüştürülebilir. Likopen ayrıca insan kanser hücrelerinin proliferasyonunun baskılanması gibi diğer fizyolojik aktiviteler için de çalışılmıştır.[4]

likopen molekülünn konformasyonları

Yukarıda; B3LYP / 6-31G (d) seviyesinde optimize edilmiş all-trans, 13-cis ve 15-cis singlet (S0) ve üçlü (T1) karotenlerin geometrik parametreleri (angstrom cinsinden). S0 ve T1 durumlarının geometrik parametreleri sırasıyla üst ve alt girişlerde gösterilmiştir.[6]

likopen moleklünün çeşitli enerji hesaplamaları
Yukarıdaki tablonun kaynağı [6] ayrıntılı bilgi için kaynağı ziyaret ediniz.

Likopen Görünür Bölge Özellikleri

Karotenoidler olarak adlandırılan bu doğal olarak oluşan her yerde bulunan pigmentler, görünür spektrumun 420-500 nm bölgesinde ışığın emilmesine izin veren konjuge bir çift bağ sistemi (kromofor) oluşturan sekiz izopren biriminden oluşur.[5] Parlak kırmızı karoten pigmentli likopen, 11 konjuge ve iki konjuge olmayan çift bağ içeren asiklik ve tetraterpen bir hidrokarbon bileşiğidir.[8]

likopen molekülünün görünür bölge spektroskopisi
Likopen hekzan içerisinde çözünmüş

Yukarıda; hekzan içinde likopenin soğurma eğrileri: düz çizgi, all-trans; kesikli çizgi, iyot ve ışıkla izomerizasyondan sonra stereoizomerlerin karışımı. Likopenin 472 nm dalga boyunda soğurma yaptığı görülmektedir.[5]

Alifatik hidrokarbon karotenoidlerin spektrumları en yüksek kalıcılık derecesini sergiler, monosiklik moleküller (halkada bir konjuge bağ içeren) bir ara miktara sahiptir ve bisiklik karotenoidler (her halkada konjuge bir çift bağ ile) en azına sahiptir. İzomerizasyon üzerindeki kalıcılık kaybı, kromoforun düzlemsizliğinde bir artışı yansıtır. UV bölgesinde trans-to-cis izomerizasyonunun etkisi, cis – (cis-likopen için 338 nm’de bir zirvenin yükselmesinde çarpıcı bir şekilde görülür. Likopenin cis zirvesi, alifatik hidrokarbon karotenoidlerin tipik ince yapısını gösterir.[5]

Hesaplamalar

Schrödinger Yazılım Firmasının, Maestro (Versiyon 11.5.011) Arayüzü kullanılarak Jaguar (versiyon 9.9) yazılımında, 6-31G temel seti kullanılarak yapılan geometri optimizasyonu sonucunda elde edilen veriler aşağıdaki gibidir:

  Toplam Enerji:     -1557.94013740106 hartrees

  Enerji Değişimi:          -2.1259E-05 *  (  5.0000E-05 )

  Maksimum Gradyan:        4.7714E-04 .  (  4.5000E-04 )

  Gradyan rms:            9.4990E-05 *  (  3.0000E-04 )

  Maksimum Yerdeğiştirme:    7.5991E-03 .  (  1.8000E-03 )

  Yerdeğiştirme rms:        8.6160E-04 *  (  1.2000E-03 )

  Öngörülen Enerji Değişimi -6.8678E-06

  step size:     0.01447

  trust radius:  0.01414

Sonuç

Hesaplama verilerine dayanarak, oda sıcaklığında, izomerlerin tam-trans izomer ile aşağıdaki sırada dengede olduğu söylenebilir: tam-trans> 9-cis> 13-cis > 15-cis. Değerlendirme için temel kural şöyledir: (1) tam-trans izomerleri en kararlı olanıdır; (2) metillenmiş cis izomerleri enerji bakımından metillenmemiş cislerden daha düşüktür ve periferik metillenmiş cis izomerleri enerji bakımından en düşüktür; (3) metillenmemiş cis izomerleri arasında, merkezi-cis en kararlı olanıdır. Tüm cis izomerleri arasında 9-cis izomerleri olağanüstü stabildir. Fotosentetik sistemlerde 9-cis izomerlerinin varlığı, kararlılıklarına ve antioksidatif yeteneklerine bağlanabilir.[6]

Likopenin pekçok komformasyonel yapıda bulunabileceği görülmüştür. Bu konformasyonlardan en kararlı olanı trans- konumda konjuge bağlar içeren yapıdır. Optimizasyon hesaplamaları sonucunda molekülün üç boyutlu yapısına da bakıldığında bu açıkça görülmektedir.

Yine hesaplama verilerine dayanarak, konjuge bağların birbirine olan konumu ve sayısı, UV-VİS verileri, konformasyon kararlılıkları ve diğer hesaplamalar likopenin kuantum mekanik temellerle uyum içinde olduğunu göstermektedir.

Hesaplamalarda dalga boyunun 472 nm yerine 469 nm çıkması pek çok yerde değerlerin ondalik kısımlarının yuvarlanmasının oluşturduğu bir hata olarak görülmektedir.

KAYNAKÇA

[1] Fraser, P. D.; Bramley, P. M. The Biosynthesis and Nutritional Uses of Carotenoids. Prog. Lipid Res. 2004, 43, 228−265. DOI: 10.1016/j.plipres.2003.10.002


[2] Galano, A.; Francisco-Márquez, M. Reactions of OOH Radical with β-Carotene, Lycopene, and Torulene: Hydrogen Atom Transfer and Adduct Formation Mechanisms. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11338−11345. https://doi.org/10.1021/jp904061q


[3] Stahl, W.; Sies, H. Lycopene: A biologically important carotenoid for humans? Arch. Biochem. Biophys. 1996, 336, 1−9.


[4] Story, E. N.; Kopec, R. E.; Schwartz, J. S.; Harris, G. K. An update on the health effects of tomato lycopene. Annu. Rev. Food Sci. Technol. 2010, 1, 189−210.

[5] van Breemen, R. B.; Pajkovic, N. Multitargeted therapy of cancer by lycopene. Cancer Lett. 2008, 269, 339−51.


[5] Barrie Tan; David N. Soderstrom Qualitative Aspects of UV-Vis Spectrophotometry
of 0-Carotene and Lycopene. 1989, 1, 258.


[6]Wen-Hsin Guo, Cheng-Yi Tu, and Ching-Han Hu. Cis-Trans Isomerizations of -Carotene and Lycopene: A Theoretical Study. J. Phys. Chem. B, Vol. 112, No. 38, 2008 12165


[7]Bo-Yi Jhou,Tuzz-Ying Song, Inn Lee, Miao-Lin Hu, and Nae-Cherng Yang. Lycopene Inhibits Metastasis of Human Liver Adenocarcinoma SKHep-1 Cells by Downregulation of NADPH Oxidase 4 Protein Expression. J. Agric. Food Chem. 2017, 65, 6893−6903


[8]Stahl, W.; Sies, H. Lycopene: a biologically important carotenoid for humans? Arch. Biochem. Biophys. 1996, 336, 1−9.


[9] Miller, N. J.; Sampson, J.; Candeias, L. P.; Bramley, P. M.; Rice-Evans, C. A. Antioxidant activities of carotenes and xanthophylls. FEBS Lett. 1996, 384, 240−242.


[10] Conn, P. F.; Schalch, W.; Truscott, T. G. The singlet oxygen and carotenoid interaction. J. Photochem. Photobiol., B 1991, 11, 41−47.


[11] Palozza, P.; Parrone, N.; Catalano, A.; Simone, R. Tomato lycopene and inflammatory cascade: basic interactions and clinical implications. Curr. Med. Chem. 2010, 17, 2547−2563.


[12] Huang, C. S.; Chuang, C. H.; Lo, T. F.; Hu, M. L. Antiangiogenic effects of lycopene through immunomodualtion of cytokine secretion in human peripheral blood mononuclear cells. J. Nutr. Biochem. 2013, 24, 428−434.


[13] Stahl, W.; von Laar, J.; Martin, H. D.; Emmerich, T.; Sies, H. Stimulation of gap junctional communication: comparison of acycloretinoic acid and lycopene. Arch. Biochem. Biophys. 2000, 373, 271−274.


[14] Talalay, P. Chemoprotection against cancer by induction of phase 2 enzymes. BioFactors 2000, 12, 5−11.


[15] Levy, J.; Bosin, E.; Feldman, B.; Giat, Y.; Miinster, A.; Danilenko, M.; Sharoni, Y. Lycopene is a more potent inhibitor of human cancer cell proliferation than either alpha-carotene or betacarotene. Nutr. Cancer 1995, 24, 257−266.


[16] Chen, M. L.; Lin, Y. H.; Yang, C. M.; Hu, M. L. Lycopene inhibits angiogenesis both in vitro and in vivo by inhibiting MMP-2/ uPA system through VEGFR2-mediated PI3K-Akt and ERK/p38 signaling pathways. Mol. Nutr. Food Res. 2012, 56, 889−899.


[17] Huang, C. S.; Shih, M. K.; Chuang, C. H.; Hu, M. L. Lycopene inhibits cell migration and invasion and upregulates Nm23-H1 in a highly invasive hepatocarcinoma, SK-Hep-1 cells. J. Nutr. 2005, 135, 2119−2123.


[18] Huang, C. S.; Liao, J. W.; Hu, M. L. Lycopene inhibits experimental metastasis of human hepatoma SK-Hep-1 cells in athymic nude mice. J. Nutr. 2008, 138, 538−543.

(Visited 26 times, 1 visits today)
Etiketler: , , , , , , , , Last modified: 5 Ekim 2020
Close
%d blogcu bunu beğendi: