Abstracto:Se sabe que la exposición de la piel humana a 4-(4-hidroxifenil)-2-butanona (cetona de frambuesa, RK) causa leucodermia química/ocupacional. RK es un derivado carbonílico del 4-(4-hidroxifenil)-2-butanol (rododendro), un agente blanqueador de la piel que se descubrió que causa leucoderma en la piel de muchos consumidores. Estos dos compuestos fenólicos son oxidados por la tirosinasa y los productos resultantes parecen causar citotoxicidad en los melanocitos al producir especies reactivas de oxígeno y agotar los tioles celulares a través de los productos de oxidación de o-quinona. Por lo tanto, es importante comprender el mecanismo bioquímico de la transformación oxidativa de estos compuestos. Estudios anteriores indican que la RK se oxida inicialmente a RK quinona por acción de la tirosinasa y posteriormente se convierte en un catecol desaturado de cadena lateral llamado 3,4- dihidroxibenzalacetona (catecol DBL). En el presente estudio, informamos la química de oxidación del catecol DBL. Utilizando estudios de espectroscopia UV-visible y cromatografía líquida-espectrometría de masas, hemos examinado la reacción del catecol DBL con tirosinasa y peryodato de sodio. Nuestros resultados indican que la quinona DBL formada en la reacción es extremadamente reactiva y se somete a reacciones de dimerización y trimerización fáciles para producir múltiples productos isoméricos mediante nuevas reacciones de condensación iónicas de tipo Diels-Alder. La producción de una amplia variedad de productos quinonoides complejos a partir de tales reacciones sería potencialmente más tóxica para las células al causar no solo estrés oxidativo sino también mielotoxicidad al exhibir reacciones con macromoléculas celulares y tioles.

Según estudios relevantes, la cistanche es una hierba común conocida como "la hierba milagrosa que prolonga la vida". Su principal componente es el cistanosido, que tiene diversos efectos como antioxidante, antiinflamatorio y promotor de la función inmunológica. El mecanismo entre la cistanche y el blanqueamiento de la piel radica en el efecto antioxidante de los glucósidos de cistanche. La melanina en la piel humana se produce por la oxidación de la tirosina catalizada por la tirosinasa, y la reacción de oxidación requiere la participación de oxígeno, por lo que los radicales libres de oxígeno en el cuerpo se convierten en un factor importante que afecta la producción de melanina. Cistanche contiene cistanosido, que es un antioxidante y puede reducir la generación de radicales libres en el cuerpo, inhibiendo así la producción de melanina.

Haga clic en los beneficios de Rou Cong Rong para blanquear

Para más información:

david.deng@wecistanche.com WhatsApp:86 13632399501

Palabras clave:toxicidad del rododendro; cetona de frambuesa; 3,4-dihidroxibenzalacetona; catecol DBL; adición iónica de Diels-Alder; mielotoxicidad; leucoderma; compuestos para aclarar la piel

1. Introducción

La cetona de frambuesa (4-(4-hidroxifenil)-2-butanona, RK) es un compuesto fenólico ampliamente utilizado como cosmético, perfume y agente saborizante de alimentos [1]. Algunos de los trabajadores involucrados en el proceso de fabricación de este compuesto en Japón desarrollaron leucoderma ocupacional [2]. En este contexto, es importante llamar especialmente la atención sobre el rododendro, 4-(4-hidroxifenil)-2-butanol, el derivado de RK con su grupo carbonilo reducido a un alcohol secundario. El rododendro también se usó ampliamente en la industria cosmética como producto para blanquear la piel. La aplicación repetida de rododendro como agente para aclarar el color de la piel resultó en el desarrollo de leucodermia en la cara, el cuello y las manos [3]. Estos dos compuestos pueden ser interconvertibles en la célula por reacciones de oxidación-reducción. Por lo tanto, su toxicidad puede ser causada por el mismo tipo de reacciones.

La oxidación de RK catalizada por tirosinasa produjo su quinona correspondiente que exhibió una isomerización rápida a través de su metida de quinona a (E)-4-(3,4-dihidroxifenil)-3-buten-2-ona, comúnmente conocido como 3,4-dihidroxibenzalacetona (catecol DBL) [11]. Tal introducción no enzimática del doble enlace en la cadena lateral por la formación intermedia de quinona y meturo de quinona es una reacción bien documentada para algunos derivados de catecolaminas [12-15]. Los estudios preliminares indicaron que el catecol DBL resultante es muy reactivo y que los productos quinonoides formados a partir de este compuesto podrían reaccionar rápidamente con los compuestos de tiol celular [11]. Además, se infirió la posible oligomerización del producto quinonoide pero no se examinó debido a la extrema reactividad de los intermedios. En los últimos años, uno de nuestros laboratorios ha utilizado con éxito estudios de espectros de masas para investigar los intrincados detalles de las transformaciones oxidativas de varios derivados de la deshidrodopa y la deshidrodopamina [12–20]. Nuestras exploraciones arrojaron información valiosa sobre el curso de la transformación oxidativa de varios derivados de catecolaminas. Por lo tanto, decidimos investigar el curso de reacción utilizado por el catecol DBL también utilizando esta técnica y reportar en este artículo las nuevas transformaciones oxidativas exhibidas por la quinona DBL.

2. Resultados y Discusión

La Figura 2A muestra los cambios espectrales UV-visible que acompañan a la oxidación del catecol DBL por la tirosinasa de hongos. Tan pronto como se agrega tirosinasa, se producen cambios rápidos en los espectros de absorbancia. El pico UV debido al catecol DBL a alrededor de 320 nm se redujo progresivamente y la absorbancia en la región visible a alrededor de 420 nm aumentó constantemente. Los cambios espectrales que acompañan a esta transformación exhibieron dos puntos isosbésticos a aproximadamente 285 nm y 385 nm, lo que indica la transformación directa del catecol DBL en el compuesto que exhibe absorbancia a aproximadamente 420 nm. Este compuesto, que tiene un color amarillo, debe ser la quinona correspondiente, ya que se sabe que la tirosinasa exhibe una amplia especificidad de sustrato y oxida muchos compuestos o-difenólicos a sus correspondientes o-quinonas [15]. Cuando la reacción se realizó en condiciones ligeramente alcalinas (a pH 8), el color de la mezcla de reacción se volvió más claro a medida que avanzaba la reacción (Figura 2B). Al final, se formó un compuesto que exhibió una amplia absorbancia a alrededor de 330 nm. También se podría presenciar un ligero cambio en las exploraciones espectrales entre el sustrato y el producto final, lo que sugiere que parte de la conjugación en el sustrato se pierde en el producto. Estos resultados indicaron que la quinona DBL generada por tirosinasa está experimentando una transformación adicional.

Para visualizar el destino de la quinona DBL, generamos esta quinona oxidando cuantitativamente el catecol DBL con peryodato de sodio y monitoreando los cambios espectrales de absorbancia UV y visible. Los estudios iniciales realizados a pH 6 o 7 revelaron que la oxidación es extremadamente rápida y dio como resultado la formación de un producto final que exhibió un máximo de absorbancia alrededor de 265 nm con una amplia absorbancia en la región visible entre 380 y 440 nm (Figura 3A)

Dado que la reacción se produjo demasiado rápido, el seguimiento de los cambios espectrales se hizo muy difícil. Por lo tanto, decidimos ralentizar la reacción llevándola a cabo a valores de pH ácidos. Para ralentizar la reacción y monitorear la formación de quinona, realizamos los estudios en ácido acético 0.2 M. La figura 3B muestra la rápida generación de quinona DBL a partir de catecol DBL por oxidación de peryodato de sodio en ácido acético. La oxidación se completó en menos de un minuto y la quinona formada pudo visualizarse por su absorbancia en la región visible. Sin embargo, la quinona resultó ser muy inestable y exhibió una rápida conversión a productos que exhiben absorbancia ultravioleta en el rango de 280 a 480 nm, como se muestra en la Figura 4.

Dos productos, uno que eluyó a los 18 min y otro que eluyó a los 21 min, mostraron una masa de m/z 355,1171 (Figura 5B), que está dentro de 3 ppm de la masa teórica para el producto de adición de quinona DBL a catecol DBL (C20H18O6) . El espectro CID del dímero que eluía a los 18 min (Figura 6) difería significativamente del que eluía a los 21 min (Figura 7). El dímero que eluyó a los 18 min exhibió iones de producto principales a valores m/z de 337 (pérdida de agua), 313 (pérdida de grupo acetilo) y 295 (pérdida de agua y grupo acetilo). La pérdida de agua y de grupos acetilo solo es posible para el dímero de tipo benzodioxano que se muestra en el recuadro. Tenga en cuenta que este pico de iones m/z 295 no es el pico prominente en el espectro CID del pico de 21 min. Esta observación, junto con la producción observada en 189 (pérdida de un grupo católico y del grupo CH2=CO-CH3) sugiere que el pico de 21 min se debe a un dímero diferente cuya estructura propuesta se muestra en el recuadro de la Figura 7 .

Para más información: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501