Dokument: Polyphenole als Lipoxygenaseinhibitoren: Struktur-Wirkungsbeziehungen und Wirkungsmechanismus

Titel:	Polyphenole als Lipoxygenaseinhibitoren: Struktur-Wirkungsbeziehungen und Wirkungsmechanismus
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3231
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20051029-001231-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Sadik, Christian David [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 739,5 KB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Dr. h.c. Sies, Helmut [Gutachter] Prof. Dr. Hengge, Ulrich [Gutachter]
Stichwörter:	Lipoxygenase, Polyphenole, Flavonoide, Atherosklerose, oxidativer Stress, Peroxynitrit, LDL, Eicosanoidstoffwechsel
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibung:	„Polyphenole als Lipoxygenaseinhibitoren: Struktur-Wirkungsbeziehungen und Wirkungsmechanismus“ Hintergrund: Atherosklerose ist die häufigste Todesursache in Industrieländern. An der Genese der Atherosklerose könnte die Oxidation von LDL durch prooxidative Enzyme, wie die 15-Lipoxygenase-1 (15-LOX-1), beteiligt sein. Lipoxygenasen sind nichthämeisen-haltige Dioxygenasen, die die Oxidation mehrfach ungesättigter Fettsäuren durch molekularen Sauerstoff zu Hydroperoxyfettsäuren mit konjugierten Doppelbindungen katalysieren. Das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen, verursacht durch Atherosklerose, scheint aufgrund epidemiologischer Studien bei hoher Zufuhr von Polyphenolen mit der Nahrung, vor allem Flavonoiden, vermindert .zu sein. Fragestellungen: 1. Können Polyphenole im physiologischen Milieu Lipoxygenasen hemmen? 2. Welche Strukturvoraussetzungen hat die Lipoxygenasenhemmung durch Polyphenole, und über welche Mechanismen erfolgt sie. Methodik: Die Aktivitäten der 15-LOX-1, isoliert aus Kaninchen-Retikulozyten, und der Sojabohnen- Lipoxygenase L-1 wurden oxygraphisch anhand des O2-Verbrauchs oder photometrisch über die Entstehung konjugierter Diene gemessen. Die Messungen erfolgten mit und ohne Vorinkubation der Lipoxygenasen mit Polyphenolen variierender Konzentration in 0,1 M Kaliumphosphatpuffer pH 7,4. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 0,27 mM Kaliumlinoleat gestartet. Ergebnisse: 1. Alle getesteten Flavonoide hemmten bei pH 7,4 die 15-LOX-1. Die Mehrzahl von ihnen hemmte auch die Sojabohnen- Lipoxygenase L-1. Die Wirksamkeit der einzelnen Flavonoide variierte stark und war an der 15-LOX-1 meist höher als an der Sojabohnen-Lipoxygenase L-1. Das Flavanol (–)-Epicatechin z.B. hemmte die 15-LOX-1 mit einem IC50 von 59 "M, war aber an der Sojabohnen-Lipoxygenase L-1 unwirksam. Der wirksamste Inhibitor der 15-LOX-1 war Luteolin (IC50 = 0,5 "M), gefolgt von Baicalein (1,6 "M), Fisetin (1,9 "M) und Quercetin (3,8 "M). 2. Testung von 18 Flavonoiden ergab folgende Struktur-Wirkungsbeziehungen der Flavonoide hinsichtlich der Hemmung der 15-LOX-1: (a) Eine Catecholgruppierung im Molekül verstärkt die Hemmung. (b) Bei Vorhandensein einer Catecholgruppierung nimmt die Wirksamkeit mit der Anzahl der Hydroxylgruppen im Molekül ab. (c) Eine 2,3-Doppelbindung im C-Ring verstärkt die Hemmung. Damit unterscheiden sich die Struktur- Wirkungsbeziehungen der 15-LOX-1-Hemmung durch Flavonoide von den Struktur-Wirkungsbeziehungen der Radikalfängereigenschaften der Flavonoide. 3. Unter den Procyanidinen, den Oligomeren der Flavanole, waren die langkettigen Vertreter (Hexamer bis Dekamer) an der 15-LOX-1 und der Sojabohnen-Lipoxygenase L-1 wirksamer als die kurz- und mittelkettigen und (–)- Epicatechin. Die Dekamer-Fraktion der Procyanidine hemmte die 15-LOX-1 mit einem IC50 von 0,8 "M. 4. Andere Polyphenole, wie Phenolkarbonsäuren (z.B. Kaffeesäure), Stilbene (Resveratrol), Lignane (NDGA) und Cumarine (Esculetin) waren ebenfalls Lipoxygenasehemmer. 5. Das Flavonol Quercetin modifizierte die Aktivität der 15-LOX-1 auf dreierlei Weise: (a) Verlängerung der lag- Phase. (b) Verringerung der maximalen Umsatzgeschwindigkeit („Soforthemmung“). (c) Verstärkung der zeitabhängigen Enzyminaktivierung. 6. Eine zeitabhängige Enzyminaktivierung durch Quercetin fand nur bei gleichzeitiger Anwesenheit von Quercetin, Linoleat und Sauerstoff statt. Daher könnte sie durch eine kombinierte Wirkung von Quercetin und Zwischenprodukten des katalytischen Zyklus verursacht sein. 7. Bei Senkung des Hydroperoxidtonus durch Glutathion-Peroxidase plus Glutathion wurden nicht nur erwartungsgemäß die Aktivitäten der Lipoxygenasen partiell gehemmt, sondern zugleich auch die Hemmung der 15- LOX-1 durch Quercetin aufgehoben. Dies könnte ein Hinweis auf eine Beteiligung oxidativer Prozesse oder intermediärer Oxidationsprodukte an der Hemmung der 15-LOX-1 durch Quercetin sein. 8. Quercetin hemmte auch nach Komplexierung seiner Catecholgruppierung mit Fe3+ die Lipoxygenasen. Dies spricht gegen eine Komplexierung des Enzymeisens im aktiven Zentrum als primäre Ursache der Enzymhemmung. Schlussfolgerungen: 1. Die Hemmung von Lipoxygenasen könnte zur kardiovaskulär-protektiven Wirkung von Nahrungs-Polyphenolen beitragen. 2. Die Hemmung der Lipoxygenasen durch Polyphenole erfolgt durch direkte Wechselwirkung mit dem Enzym. Sie ist nicht auf die Radikalfängereigenschaften der Polyphenole zurückzuführen.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	29.10.2005
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	27.09.2005
Datum der Promotion:	27.09.2005