ジンセノサイド
ステロイドの種類
ダマラン分子ファミリーの一員であるジンセノサイド Rg1 の化学構造。

ジンセノサイドまたはパナクソシドは、天然 ステロイド配 糖体およびトリテルペンサポニンの一種です。このファミリーに属する化合物は、ほぼすべてオタネニンジン属（ Panax ）の植物にのみ含まれています。オタネニンジンは伝統医学において長い歴史を持ち、その薬理作用に関する研究が進められてきました。ジンセノサイドは、単独で研究した場合、多種多様な微妙で特徴づけが難しい生物学的作用を示します。[1]

ジンセノサイドは植物の様々な部分から単離できるが、典型的には根から単離され、カラムクロマトグラフィーによって精製することができる。[2] Panax属の種の化学的プロファイルはそれぞれ異なっており、アジア産の朝鮮人参（ Panax ginseng ）は伝統的な漢方薬での使用により最も広く研究されてきたが、アメリカニンジン（Panax quinquefolius）と日本人参（Panax japonicus ）にも特有のジンセノサイドが存在する。ジンセノサイド含有量は環境の影響によっても大きく変化する。[3]葉と茎は、より豊富で抽出しやすいジンセノサイド源として浮上してきた。[4]ジンセノサイドはアマチャヅルにも見つかっており、アマチャヅルはウコギ科以外で初めてジンセノサイドを含む植物となった。[5]

命名法

ジンセノサイドは、薄層クロマトグラフィー（TLC）における保持係数に基づいて命名されます。Rの後の文字または数字は保持係数の連続的な表示で、「0」が最も極性が高く、「a」が2番目に極性が高く、「h」が比較的極性の低いジンセノサイドとなります。これらのグループの中には、複数の分子から構成されるものもあり、番号によってさらに細分化されます。例えば、Ra1はRa2よりも極性が強いです。「20-グルコ-f」などの用語は、さらに修飾されていることを示すために使用される場合があります。[6]

いわゆる擬似ジンセノサイドとノトジンセノサイドには、異なる命名法が用いられています。この名称の違​​いは、化学的性質よりも、発見された状況を反映しています。[7]

分類と構造

これらは、アグリコンの炭素骨格に基づいて、大きく2つのグループに分けられます。既知のジンセノサイドの大部分を含む4環式 ダマランファミリーと、オレアナンファミリーです。ダマランはさらに、プロトパナキサジオール（PPD）とプロトパナキサトリオール（PPT）の2つの主要なグループに細分されます[6]。また、オコチロール型擬似ジンセノサイドF11とその誘導体などのより小さなグループもあります[3] 。

各ジンセノサイドには、それぞれ炭素3位と20位、または炭素3位、6位、20位に少なくとも2つまたは3つのヒドロキシル基が結合しています。プロトパナキサジオールでは、糖基は炭素骨格の3位に結合していますが、プロトパナキサトリオールでは、糖基は炭素6位に結合しています。よく知られているプロトパナキサジオールには、Rb1、Rb2、Rc、Rd、Rg3、Rh2、Rh3などがあります。よく知られているプロトパナキサトリオールには、Re、Rg1、Rg2、Rh1などがあります。[8]

オレアナンファミリーに属するジンセノサイドは、5つの環を持つ炭素骨格からなる五環式化合物です。[9] R0（Roとも表記）がその一例です。[7]

生合成

ジンセノサイドの生合成経路は、ほとんどのステロイドと同様に、スクアレンエポキシダーゼの作用によりスクアレンから2,3-オキシドスクアレンへと始まり、その後、ダマレンジオール合成酵素によってダマランが、β-アミリン合成酵素によってオレアナンが合成される。[6] 2021年現在、プロトパナキサジオール、プロトパナキサトリオール、オレアノール酸への完全な変換経路が判明しており、各ステップには少なくとも1つの遺伝子が割り当てられている。ウーチロールの合成は未解明である。2,3-オキシドスクアレンはまず2,3,22,23-ジオキシドスクアレンに変換されると考えられている。未知のオキシドスクアレンシクラーゼが、ウーチロールの直接の前駆体である3-エピカブラレアジオールを生成する。[7]

提案されている経路では、スクアレンは2つのファルネシル二リン酸（FPP）分子の集合体から合成されます。FPP分子は、2つのジメチルアリル二リン酸と2つのイソペンテニル二リン酸（IPP）分子から構成されています。IPPは、高麗人参の細胞質ではメバロン酸経路によって、また植物のプラスチドではメチルエリスリトールリン酸経路によって生成されます。[10]

様々なオタネニンジン属植物のゲノム中に見られる多くのUGT酵素は、ステロール骨格に糖を付加してジンセノサイドを生成することが知られています。いくつかの反応では、未だUGTが特定されていません。酸性基やアシル基などの他の側鎖を付加する酵素もまだ特定されていません。[7]

ジンセノサイドは植物の防御機構として機能している可能性が高い。[10]高麗人参細胞の培養液を植物防御シグナルであるメチルジャスモネートに曝露すると、ジンセノサイドの産生が増加する。[11]ジンセノサイドには抗菌作用と抗真菌作用の両方があることが分かっている。ジンセノサイド分子は天然の苦味を持ち、昆虫や他の動物による植物の摂取を阻害する。[10]また、ジンセノサイドがエクジステロイドを模倣することで昆虫の成長を阻害する可能性があるという説もある。 [11]ただし、ショウジョウバエ（Drosophilia ）では、この模倣作用によって実際には繁殖力が増加する。[12]

化学反応

高麗人参を蒸すと、ジンセノサイドは糖とマロニル側鎖を失い、より極性の強い分子が（自然界では）稀少で極性の低い分子に変換されます。この変化が、紅参と白参に見られる異なる効果の原因であると考えられます。高麗人参の果肉についても同様です。[13]同様に、茎と葉を加熱・酸処理すると、極性の低いジンセノサイドが生成されます。一般的に、極性の低い分子は吸収されやすく、細胞膜に結合しやすいと考えられています。試験管内試験（in vitro）では、より強い生物学的活性を示すという報告もあります。[14]

代謝

高麗人参は一般的に栄養補助食品として経口摂取されるため、その成分であるジンセノサイドは腸内細菌叢によって低極性分子へと代謝される可能性がある。例えば、ジンセノサイドRb1とRb2は、ヒトの腸内細菌によって20-bO-グルコピラノシル-20(S)-プロトパナキサジオールまたは20(S)-プロトパナキサジオールに変換される。[15]このプロセスは個人差が大きいことが知られている。[16]場合によっては、ジンセノサイドの代謝物が生理活性化合物となることもある。[11]

生物学的影響

ジンセノサイドの生物学的効果に関する研究のほとんどは、細胞培養または動物モデルで行われており、ヒト生物学との関連性は不明です。心血管系、中枢神経系、免疫系への影響は、主にげっ歯類において報告されています。抗増殖作用も報告されています。[1] [11]

多くの研究で、ジンセノサイドには抗酸化作用があることが示唆されています。ジンセノサイドは体内の抗酸化酵素を増加させ、フリーラジカルスカベンジャーとして作用することが観察されています。[8]ジンセノサイドRg3とRh2は、細胞モデルにおいて様々な癌細胞の細胞増殖を抑制する効果があることが観察されています。一方、動物モデルを用いた研究では、ジンセノサイドには神経保護作用があり、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の治療に有用である可能性が示唆されています。[8]

ジンセノサイドの作用機序については、ステロイドホルモンとの類似性に基づき、大きく分けて2つの機序が示唆されています。ジンセノサイドは両親媒性であり、細胞膜と相互作用してその特性を変化させる可能性があります。[1]一部のジンセノサイドは、ステロイドホルモン受容体の部分作動薬であることも示されています。これらの機序が、報告されているジンセノサイドの生物学的効果をどのようにして生み出すのかは不明です。これらの分子は、代謝と腸管吸収の悪さの両方により、生物学的利用能が低いことが知られています。 [11]

出典

ジンセノサイドは伝統的に民間療法に用いられ、根から採取されてきましたが、植物の他の部分からも単離されています。アジア人参の茎と葉の濃度は3～6%であるのに対し、根ではわずか1～3%です。[14]根と比較して、人参の果肉にはジンセノサイドReが7倍、総ジンセノサイドが4倍含まれています。[13]

細胞および組織の培養でも、特に主要な生合成遺伝子が過剰発現した場合に、かなりの量のジンセノサイドが生成されます。[7]

参照

参考文献

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