植物化学

植物化学は、植物由来の化学物質である植物化学物質の研究分野です。植物化学者は、植物に含まれる多数の二次代謝産物の構造、これらの化合物のヒトおよび植物生物学における機能、そしてこれらの化合物の生合成を解明しようと努めています。植物は、昆虫の攻撃や植物病害から身を守るためなど、様々な理由で植物化学物質を合成します。植物に含まれる化合物は多種多様ですが、そのほとんどはアルカロイド、フェニルプロパノイド、ポリケチド、テルペノイドという4つの主要な生合成クラスに分類できます。

植物化学は、植物学あるいは化学のサブフィールドとみなすことができます。民族植物学の助けを借りて、植物園や野生で活動を行うことができます。ヒトへの（つまり創薬）利用を目的とした植物化学研究は生薬学の分野に属する可能性がありますが、植物化学物質の生態学的機能と進化に焦点を当てた植物化学研究は化学生態学の分野に属する可能性があります。植物化学は植物生理学の分野とも関連があります。

テクニック

植物化学の分野で一般的に使用される技術には、天然物質の抽出、分離、構造解明（MS、1Dおよび2D NMR）や、さまざまなクロマトグラフィー技術（MPLC、HPLC、LC-MS）などがあります。

植物化学物質

多くの植物は草食動物から身を守るために化合物を生成します。薬理学的に活性な植物化学物質の主な種類と、それらを含む薬用植物の例を以下に記載します。[ 1 ]人間の居住地は、イラクサ、タンポポ、ハコベなど、植物化学物質を含む雑草に囲まれていることがよくあります。[ 2 ] [ 3 ]

クルクミン、エピガロカテキンガレート、ゲニステイン、レスベラトロールなどの多くの植物化学物質は、全アッセイ干渉化合物であり、創薬には役立ちません。[ 4 ] [ 5 ]

アルカロイド

アルカロイドは苦味のある化学物質で、自然界に広く存在し、しばしば毒性があります。薬物として、娯楽用と医薬品の両方において、作用機序の異なる複数のクラスがあります。異なるクラスの医薬品には、アトロピン、スコポラミン、ヒヨスチアミン（いずれもナス科植物由来）[ 6 ] 、伝統薬のベルベリン（メギやマホニアなどの植物由来）、カフェイン（コーヒーノキ）、コカイン（コカ）、エフェドリン（マオウ）、モルヒネ（ケシ）、 ニコチン（タバコ）、レセルピン（キナゴマメ）、キニジンおよびキニーネ（キナ）、ビンカミン（ビンカ・マイナー）、ビンクリスチン（ニチニチソウ）[ 7 ]などがあります。

配糖体

アントラキノン配糖体はセンナ[ 9 ] 、ルバーブ、アロエ[ 10 ]に含まれています。

強心配糖体は、ジギタリスやスズランなどの植物由来の植物化学物質です。利尿作用を持つジゴキシンやジギトキシンなどが含まれます。[ 11 ]

ポリフェノール

植物には、アントシアニン、植物性エストロゲン、タンニンなど、いくつかの種類のポリフェノールが広く含まれています。[ 13 ]ポリフェノールは、果実、花、葉、樹皮など、植物のほぼすべての部分で生成される二次代謝物です。[ 13 ]

テルペン

針葉樹などの樹脂質植物には、様々な種類のテルペンとテルペノイドが含まれています。これらは芳香性があり、草食動物を寄せ付けない効果があります。その香りは、ローズやラベンダーなどの香水やアロマテラピーなど、精油に利用されています。[ 14 ] [ 15 ]テルペンやテルペノイドの中には、薬用として利用されているものもあります。例えば、チモールは防腐剤として作用し、かつては駆虫薬として使われていました。[ 16 ] [ 17 ]

遺伝学

細菌や真菌とは異なり、植物の代謝経路のほとんどは生合成遺伝子クラスターにグループ化されておらず、個々の遺伝子として散在している。いくつかの例外が発見されている。ナス科植物のステロイド性グリコアルカロイド、ポオイデ科植物のポリケチド、トウモロコシ科植物のベンゾオキサジノイド、アベナ・サティバ（Avena sativa）、ウリ科植物、シロイヌナズナ科植物のトリテルペン、そしてイネ科植物のモミラクトンジテルペンなどである。[ 18 ]

参考文献

  1. ^「被子植物：マグノリオフィタ門：一般的な特徴」ブリタニカ百科事典（第13巻、第15版）。1993年、609頁。
  2. ^メスキン、マーク・S. (2002).栄養と健康における植物化学物質. CRC Press. p. 123. ISBN 978-1-58716-083-7。
  3. ^スプリングボブ、カレン、クッチャン、トニ・M. (2009). 「天然物の種類別入門」ランゾッティ、バージニア編. 『植物由来天然物：合成、機能、応用』 シュプリンガー. p. 3. ISBN 978-0-387-85497-7。
  4. ^ Baell, Jonathan; Walters, Michael A. (2014年9月24日). 「化学：化学詐欺師が新薬発見を阻む」 . Nature . 513 (7519): 481– 483. Bibcode : 2014Natur.513..481B . doi : 10.1038/513481a . PMID 25254460 . 
  5. ^ Dahlin JL , Walters MA (2014年7月). 「ハイスループットスクリーニングトリアージにおける化学の重要な役割」 . Future Medicinal Chemistry . 6 (11): 1265–90 . doi : 10.4155/fmc.14.60 . PMC 4465542. PMID 25163000 .  
  6. ^ a b「Atropa Belladonna」（PDF） . 欧州医薬品評価機関. 1998年. 2018年4月17日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2017年2月26日閲覧。
  7. ^ Gremigni, P.; et al. (2003). 「狭葉ルピナス（Lupinus angustifolius L.）におけるリンおよびカリウムと種子アルカロイド濃度、収量、およびミネラル含有量との相互作用」. Plant and Soil . 253 (2). Heidelberg: Springer: 413– 427. Bibcode : 2003PlSoi.253..413G . doi : 10.1023/A:1024828131581 . JSTOR 24121197. S2CID 25434984 .  
  8. ^ 「ニコチン性アセチルコリン受容体：序論」IUPHARデータベース。国際基礎・臨床薬理学連合。2017年6月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年2月26日閲覧。
  9. ^ a b Hietala, P.; Marvola, M.; Parviainen, T.; Lainonen, H. (1987年8月). 「いくつかのアントラキノン誘導体、センナ抽出物、およびセンナ抽出物の分画の下剤効力と急性毒性」.薬理学と毒性学. 61 (2): 153–6 . doi : 10.1111/j.1600-0773.1987.tb01794.x . PMID 3671329 . 
  10. ^ジョン・T・アーナソン、レイチェル・マタ、ジョン・T・ロメオ（2013年11月11日）『薬用植物の植物化学』シュプリンガー・サイエンス＆ビジネス・メディア、ISBN 9781489917782。
  11. ^ a b c「医療目的で使用される有効植物成分」米国農務省。 2017年2月18日閲覧。
  12. ^ 「Digitalis purpurea. 強心配糖体」テキサスA&M大学。2018年7月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年2月26日閲覧。ジギタリスを医療現場に導入したとされる人物はウィリアム・ウィザリングである。
  13. ^ a b「フラボノイド」。オレゴン州立大学ライナス・ポーリング研究所微量栄養素情報センター。2016年2月1日。 2023年10月11日閲覧。
  14. ^ Tchen, TT (1965). 「レビュー論文：ステロイド、テルペン、アセトゲニンの生合成」. American Scientist . 53 (4). Research Triangle Park, NC: Sigma Xi, The Scientific Research Society: 499A– 500A. JSTOR 27836252 . 
  15. ^ Singsaas, Eric L. (2000). 「テルペンと光合成の耐熱性」 . New Phytologist . 146 (1). ニューヨーク: Wiley: 1– 2. Bibcode : 2000NewPh.146....1S . doi : 10.1046/j.1469-8137.2000.00626.x . JSTOR 2588737 . 
  16. ^ a b c「チモール（CID=6989）」 . NIH . 2017年2月26日閲覧。チモールは、タイム油などの揮発性油から得られるフェノールで、医薬品の安定剤、防腐剤（抗菌剤または抗真菌剤）として使用されます。かつては駆虫薬として使用されていました。
  17. ^ Roy, ​​Kuhu (2015-09-01). 「糖尿病性脂質異常症におけるティノスポラ・コルディフォリア茎の補給：オープンラベルランダム化比較試験」 .健康と病気における機能性食品. 5 (8): 265– 274. doi : 10.31989/ffhd.v5i8.208 . ISSN 2160-3855 . 
  18. ^ Lacchini, Elia; Goossens, Alain (2020-10-06). 「植物の特殊代謝のコンビナトリアル制御：メカニズム、機能、そして結果」. Annual Review of Cell and Developmental Biology . 36 (1). Annual Reviews : 291– 313. doi : 10.1146/annurev-cellbio-011620-031429 . ISSN 1081-0706 . PMID 32559387 . S2CID 219947907 .   
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