フラバン-3-オール

フラバン-3-オールの化学構造

フラバン-3-オール（フラバノールとも呼ばれる）は、フラボノイドの一種です。2-フェニル-3,4-ジヒドロ-2H-クロメン-3-オール骨格を持つフラバンの誘導体です。フラバン-3-オールは構造的に多様で、カテキン、エピカテキンガレート、エピガロカテキン、エピガロカテキンガレート、プロアントシアニジン、テアフラビン、テアルビジンなど、幅広い化合物が含まれます。これらは植物の防御に関与しており、ほとんどの植物に存在します。[ 1 ]

化学構造

単分子（モノマー）カテキン、または異性体エピカテキン（図を参照）は、フラバン-3-オールに4つのヒドロキシル基を付加し、連結ポリマー（プロアントシアニジン）および高次ポリマー（アントシアニジン）の構成要素となる。[ 2 ]

フラバン-3-オールは2つのキラル炭素を有するため、それぞれ4つのジアステレオ異性体が存在する。これらは、フラボノールと呼ばれる、ケルセチンやルチンなどの黄色のケトン含有フラボノイドとは区別される。バイオフラボノイドという用語の初期の用法は、ケトンを含まないことで区別されるフラバノールも含むという不正確なものであった。カテキンのモノマー、ダイマー、トリマー（オリゴマー）は無色である。高次ポリマーであるアントシアニジンは、濃い赤色を呈し、タンニンとなる。[ 2 ]

カテキンとエピカテキンはエピマーであり、(-)-エピカテキンと(+)-カテキンは自然界で最も一般的な光学異性体です。カテキンは植物抽出物カテキュか​​ら初めて単離され、その名称の由来となっています。カテキンを分解温度以上に加熱するとピロカテコール（カテコールとも呼ばれる）が生成され、これがこれらの化合物の名称の共通の由来となっています。

エピガロカテキンとガロカテキンには、それぞれエピカテキンとカテキンと比較すると、追加のフェノール性水酸基が含まれており、これはピロガロールとピロカテコールの違いに似ています。

カテキンガレートはカテキンの没食子酸エステルです。例えば、エピガロカテキンガレートは、一般的にお茶に最も多く含まれるカテキンです。プロアントシアニジンとテアルビジンは、オリゴマー状のフラバン-3-オールです。

他の多くのフラボノイドとは対照的に、フラバン-3-オールは一般に植物中に配糖体として存在しない。[ 3 ]

(エピ)カテキン、(エピ)カテキンガレート、(エピ)ガロカテキンおよび(エピ)ガロカテキンガレートの構造。

(–)-エピカテキンの生合成

フラボノイドは、シナモイルCoAをスターターユニットとして、3分子のマロニルCoAを用いて鎖伸長反応を起こした生成物です。反応はIII型PKS酵素によって触媒されます。これらの酵素はコエンザイムAエステルを用い、単一の活性部位で必要な一連の反応（鎖伸長、縮合、環化）を実行します。4-ヒドロキシシナモイルCoAを3分子のマロニルCoAで鎖伸長させると、最初にポリケチド（図1）が生成され、これは折り畳まれます。これによりクライゼン反応のような反応が起こり、芳香環が生成されます。[ 4 ] [ 5 ]蛍光寿命イメージング顕微鏡法は、植物細胞中のフラバノールの検出に使用できます。[ 6 ]

図1
図1
図1 ：植物におけるチロシン（Tyr）またはフェニルアラニン（Phe）からのフラバン-3-オール（-）-エピカテキン生合成の模式図。酵素は青で示し、以下のように略記する。

アグリコン

フラバン-3-オール
画像名前式オリゴマー
(+)-カテキンカテキン、C、(+)-カテキンC 15 H 14 O 6プロシアニジン
エピカテキンエピカテキン、EC、(–)-エピカテキン（シス）C 15 H 14 O 6プロシアニジン
エピガロカテキンエピガロカテキン、EGCC 15 H 14 O 7プロデルフィニジン
エピカテキンガレートエピカテキンガレート、ECGC 22 H 18 O 10
エピガロカテキンガレートエピガロカテキンガレート、EGCG、(–)-エピガロカテキンガレートC 22 H 18 O 11
エピアフゼレチンエピアフゼレチンC 15 H 14 O 5
フィセチニドールフィセチニドールC 15 H 14 O 5
ギブールティニドルギブールティニドルC 15 H 14 O 4プロギブチニジン
メスキトールメスキトールC 15 H 14 O 6
ロビネチニドールロビネチニドールC 15 H 14 O 6プロロビネチニジン

食事源

一般的に消費される食品中のフラバン-3-オール含有量の報告範囲。[ 7 ]

フラバン-3-オールは、チャノキ（ Camellia sinensis ）から得られるお茶や、一部のココア（Theobroma cacao）に豊富に含まれていますが、その含有量は加工、特にチョコレートによって大きく左右されます。[ 8 ] [ 9 ] フラバン-3-オールは、人間の食事中の果物、特に仁果、ベリー類、野菜、ワインにも含まれています。[ 10 ]食品中の含有量は様々で、品種、加工、準備などのさまざまな要因によって影響を受けます。[ 11 ]

バイオアベイラビリティと代謝

フラバン-3-オールの生物学的利用能は、食品マトリックス、化合物の種類、およびその立体化学的構成に依存する。[ 3 ]モノマーのフラバン-3-オールは容易に吸収されるが、オリゴマー形態は吸収されない。[ 3 ] [ 12 ]フラバン-3-オールのヒト代謝に関するほとんどのデータは、モノマー化合物、特にエピアテキンについて利用可能である。これらの化合物は、小腸で取り込まれると、[ 13 ]主にO -メチル化およびグルクロン酸抱合によって代謝され、[ 14 ]その後、肝臓でさらに代謝される。結腸微生物叢もフラバン-3-オールの代謝に重要な役割を果たしており、フラバン-3-オールは 5-(3′/4′-ジヒドロキシフェニル)-γ-バレロラクトンや馬尿酸などのより小さな化合物に異化される。[ 15 ] [ 16 ]（エピ）カテキン部分がそのまま残っているフラバン-3-オールのみが5-（3′/4′-ジヒドロキシフェニル）-γ-バレロラクトンに代謝される（ギャラリーの画像）。[ 17 ]

起こりうる副作用

緑茶抽出物に含まれるカテキンは肝毒性がある可能性があるため、カナダ保健省とEFSAは注意を促し、[ 18 ] 1日あたりの摂取量は800 mgを超えないように推奨しています。[ 19 ]

研究

研究によると、フラバン-3-オールは血管機能、血圧、血中脂質に影響を与える可能性があるが、2019年現在、その影響は軽微であることが実証されている。[ 20 ] [ 21 ]欧州委員会は2015年、200mgのフラバノールを含むココア固形分について健康強調表示を承認し、そのような摂取は「血管の弾力性と正常な血流の維持に貢献する可能性がある」と述べた。 [ 22 ] [ 23 ] 2022年現在、食品に基づくエビデンスによると、1日400～600mgのフラバン-3-オールの摂取は、心血管バイオマーカーにわずかなプラスの影響を与える可能性があることが示唆されている。[ 24 ]

  • ヒトにおけるフラバン-3-オール(-)-エピカテキンの代謝を、経口摂取後の時間の関数として模式的に示したもの。SREM：構造的に関連する(-)-エピカテキン代謝物。5C-RFM：5炭素環分裂代謝物。3/1C-RFM：3および1炭素側鎖環分裂代謝物。体循環および尿中に最も多く存在する(-)-エピカテキン代謝物の構造が示されている。[16]
    ヒトにおけるフラバン-3-オール(−)-エピカテキンの代謝を、経口摂取後の時間の関数として模式的に示したもの。SREM：構造的に関連する(−)-エピカテキン代謝物。5C-RFM：5炭素環分裂代謝物。3/1C-RFM：3および1炭素側鎖環分裂代謝物。体循環および尿中に最も多く存在する(−)-エピカテキン代謝物の構造が示されている。[ 16 ]
  • 微生物代謝物5-(3′/4′-ジヒドロキシフェニル)-γ-バレロラクトン（γVL）のフラバン-3-オール前駆体。(エピ)カテキン部分が損なわれていない化合物のみが、腸内細菌叢によるγVLの形成につながる。ECG、(-)-エピカテキン-3-O-ガレート；EGCG、エピガロカテキンガレート；EGC、エピガロカテキン[17]
    微生物代謝産物5-(3′/4′-ジヒドロキシフェニル)-γ-バレロラクトン（γVL）のフラバン-3-オール前駆体。(エピ)カテキン部分が損なわれていない化合物のみが、腸内細菌叢によるγVLの形成につながる。ECG, (−)-エピカテキン-3- O-ガレート; EGCG,エピガロカテキンガレート; EGC,エピガロカテキン。[ 17 ]

参考文献

  1. ^ Ullah C, Unsicker SB, Fellenberg C, Constabel CP, Schmidt A, Gershenzon J, Hammerbacher A (2017年12月). 「フラバン-3-オールはさび病菌感染に対する効果的な化学的防御である」 . Plant Physiology . 175 (4): 1560– 1578. doi : 10.1104/pp.17.00842 . PMC  5717727. PMID  29070515 .
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