Гармин - Harmine

Гармин
Harmine structure.svg
Harmine 3d structure.png
Имена
Название ИЮПАК
7-метокси-1-метил-9H-пиридо [3,4-b] -индол
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard100.006.485 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
UNII
Свойства
C13ЧАС12N2О
Молярная масса212,25 г / моль
Температура плавления 321 ° С (610 ° F, 594 К) (· HCl); 262 ° С (· HCl · 2H2O)[2]
нерастворимый[1]
Растворимость в Диметилсульфоксид100 мМ[1]
Растворимость в Этиловый спирт1 мг / мл[1]
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверятьY проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Гармин это бета-карболин и алкалоид гармалы. Встречается у ряда различных растений, в первую очередь у Сирийская рута и Банистериопсис каапи.[3] Гармин обратимо тормозит моноаминоксидаза A (МАО-А), фермент который ломается моноамины, делая это РИМА. Гармин не подавляет МАО-Б.[4] Хармин также известен как перила, телепат, лейкогармин[5] и Ягейне.[3]

Биосинтез

Совпадение появления β-карболин алкалоиды и серотонин в Пеганум хармала указывает на наличие двух очень похожих, взаимосвязанных биосинтетических путей, что затрудняет окончательную идентификацию наличия свободных триптамин или L-триптофан является предшественником в биосинтезе гармина.[6] Однако предполагается, что L-триптофан является наиболее вероятным предшественником, а триптамин является промежуточным звеном в этом пути.

На следующем рисунке представлена ​​предлагаемая схема биосинтеза гармина.[7] В Путь шикиматовой кислоты дает ароматическую аминокислоту L-триптофан. Декарбоксилирование L-триптофана декарбоксилаза ароматических L-аминокислот (AADC) производит триптамин (я), который содержит нуклеофильный в центре на углероде C-2 индол кольцо за счет соседнего атома азота, что позволяет участвовать в Реакция типа Манниха. Перестановки позволяют сформировать База Шиффа из триптамина, который затем вступает в реакцию с пируватом в II с образованием β-карболина карбоновая кислота. Β-карболинкарбоновая кислота впоследствии подвергается декарбоксилирование для производства 1-метил-β-карболина III. Гидроксилирование с последующим метилирование в IV дает гармалин. Было показано, что порядок O-метилирования и гидроксилирования не имеет значения для образования промежуточного соединения гармалина.[6] На последнем этапе V, окисление гармалина сопровождается потерей воды и эффективно образует гармин.

Предлагаемый биосинтез гармина из L-триптофана

Сложность различения L-триптофана и свободного триптамина как предшественника биосинтеза гармина возникает из-за присутствия пути биосинтеза серотонина, который очень похож на путь гармина, но требует наличия свободного триптамина в качестве его предшественника.[6] Таким образом, неясно, является ли декарбоксилирование L-триптофана или включение пирувата в основную структуру триптамина первым этапом биосинтеза гармина. Однако эксперименты по кормлению, включающие введение одного из триптамина в культуры волосистых корней P. harmala показали, что кормление триптамином привело к значительному увеличению уровней серотонина с незначительным эффектом или отсутствием эффекта на уровни β-карболина, подтверждая, что триптамин является предшественником серотонина, и указывая, что он, вероятно, является лишь промежуточным звеном в биосинтезе гармина; в противном случае наблюдалось бы сопоставимое увеличение уровней гармина.[7]

Использует

Ингибитор моноаминоксидазы

Гармин - это РИМА, как это обратимо тормозит моноаминоксидаза А (МАО-А ), но нет МАО-Б.[4] При пероральном или внутривенном введении гармин в дозах от 30 до 300 мг может вызвать возбуждение. брадикардия или тахикардия, помутнение зрения, гипотония, парестезии. Концентрация гармина в сыворотке или плазме может быть измерена в качестве подтверждения диагноза. Выведение из плазмы период полураспада гармина составляет порядка 1–3 часов.[8]

В растениях содержится значимое с медицинской точки зрения количество гармина. Сирийская рута и Банистериопсис каапи. Эти растения также содержат значительное количество гармалин,[3] который также является RIMA.[4] Психоактивный аяхуаска варево сделано из Б. caapi стволовая кора обычно в сочетании с диметилтриптамин (DMT) содержащий Psychotria viridis уходит. ДМТ - это психоделический препарат, но он не является активным при пероральном приеме, если он не принимается вместе с RIMA. Это делает гармин жизненно важным компонентом отвара аяхуаски с точки зрения его способности вызывать психоделический опыт.[9] Сирийская рута или синтетический гармин иногда используются для замены Б. caapi при пероральном употреблении ДМТ.[10]

Другой

Гармалин и гармин флуоресценция под ультрафиолетовое излучение. Эти три экстракта показывают, что средний имеет более высокую концентрацию двух соединений.

Гармин - полезный флуоресцентный индикатор pH. Когда pH окружающей среды увеличивается, флуоресцентное излучение гармина уменьшается.

Благодаря специфическому связыванию MAO-A, углерод-11 маркированный гармин можно использовать в позитронно-эмиссионная томография изучить нарушение регуляции МАО-А при некоторых психических и неврологических заболеваниях.[11]

Гармин использовался как противопаркинсонический лекарства с конца 1920-х до начала 1950-х годов. Его заменили другими лекарствами.[12]

Исследование

Противораковые

"Хармина показала цитотоксичность против HL60 и K562 Сотовые линии. Это могло объяснить цитотоксический эффект Пеганум хармала на эти клетки ".[13] Ингибиторы бета-карболина МАО, такие как гармин, связываются с ДНК, а также обладают противоопухолевыми свойствами. Было показано, что гармин связывается в сто раз эффективнее, чем его близкий аналог гармалин. Последствия этого в настоящее время недостаточно изучены.[14]

Воздействие на кости и хрящи

Было показано, что гармин способствует дифференциации остеобласты (костеобразующие клетки),[15] и хондроциты (клетки хряща) ".[16] Также было показано, что гармин ингибирует образование остеокласты (клетки, резорбирующие костную ткань).[17]

Пролиферация островковых клеток поджелудочной железы

Хармин в настоящее время является единственным известным препарат, средство, медикамент который вызывает распространение (быстрое митоз и последующий рост массы) панкреатической альфа (α) и бета (β) клетки у взрослых людей. Эти островок субклетки обычно очень устойчивы к стимуляции роста в взрослый стадия жизни человека, поскольку клеточная масса достигает плато примерно в возрасте 10 лет и с тех пор практически не меняется. Другие аналогичные препараты оказались успешными в запуске пролиферации бета-клеток в крысы /мышей и свиньи Однако эти препараты не имели успеха у людей. Было обнаружено, что гармин увеличивает уменьшенную массу бета-клеток у диабетиков до клинически значимых уровней в течение короткого времени: это свойство оказывается очень полезным в возможном лечении на основе гармина для обоих Тип 1 и тип 2 сахарный диабет.

Гармин известен как сильнодействующий ингибитор из DYRK1A ферментный путь. Считается, что это основной механизм, с помощью которого гармин может индуцировать пролиферацию альфа- и бета-клеток. in vivo. DYRK1A - это фермент, который играет определяющую роль в подавлении / регулировании пролиферации клеток, поэтому имеет смысл, что частичное блокирование DYRK1A увеличивает рост определенных клеток, включая α- и β-клетки поджелудочной железы. Изменение многих других ферментов и гены которые участвуют в пролиферации клеток, не показали значительных результатов у людей, поэтому до сих пор неизвестно, почему ингибирование DYRK1A специфически может заставить α и β клетки делиться и расти, не меньше у людей.

Другой

Гармин содержится в корневых выделениях Oxalis tuberosa было обнаружено, что он обладает инсектицидными свойствами.[18]

Было обнаружено, что гармин увеличивает EAAT2 экспрессия глутаматного насоса в центральной нервной системе, тем самым снижая глутаматная токсичность.[19]

Природные источники

Гармин содержится в большом количестве различных организмов, большинство из которых являются растениями.

Александр Шульгин перечисляет около тридцати различных видов, содержащих гармин, в том числе семь видов бабочка в семье Нимфалиды.[20]

К растениям, содержащим гармин, относятся: табак, Пеганум хармала, два вида пассифлора и многие другие. Лимонный бальзам (Мелисса лекарственная) содержит гармин.[21]

В дополнение к Б. каапи, не менее трех членов Мальпигиевые содержат гармин, в том числе еще два Банистериопсис виды и растение Callaeum antifebrile. Callaway, Brito и Neves (2005) обнаружили уровни гармина 0,31-8,43% в Б. caapi образцы.[22]

Семья Зигофилловые, который P. harmala принадлежит, содержит как минимум два других гарминоносных растения: Peganum nigellastrum и Zygophyllum fabago.

История

J. Fritzche был первым, кто выделил и назвал гармин. Он изолировал его от шелухи Пеганум хармала семян в 1848 году. гармалин уже был выделен и назван Гебелем в 1837 году от того же растения.[23][12] Фармакология гармина подробно не изучалась до 1895 года.[12] Структуры гармина и гармалина были определены в 1927 году Ричардом Гельмутом, Фредериком Манске и его коллегами.[24][25]

В 1905 году колумбийский естествоиспытатель и химик Рафаэль Зерда-Байон предложил имя телепат неизвестному тогда человеку. галлюциногенный ингредиент в аяхуаска заваривать.[3][12] "Телепатин" происходит от "телепатия ", поскольку Зерда-Байон считал, что аяхуаска вызывает телепатические видения.[3][26] В 1923 году колумбийский химик Гильермо Фишер-Карденас первым выделил гармин из Банистериопсис каапи, который является важным травяным компонентом отвара аяхуаски. Он назвал изолированную гармину «телепатом».[3] Это было сделано исключительно в честь Зерда-Байона, поскольку Фишер-Карденас обнаружил, что телепатин оказывает на людей лишь легкие негаллюциногенные эффекты.[27] В 1925 году Баррига Вильяльба, профессор химии Университета Боготы, выделил гармин из Б. caapi, но назвал его "yajéine",[12] который в некоторых текстах пишется как «ягэйн».[3] В 1927 г. Ф. Элгер, химик, работавший в Hoffmann-La Roche, изолированный гармин из Б. caapi. При содействии профессора Роберт Робинсон в Манчестере Элгер показал, что гармин (которая была выделена уже в 1848 году) тождественна телепатину и яжеин.[28][12] В 1928 г. Луи Левин изолированный гармин от Б. caapiи назвал его "перила",[29] но вскоре было показано, что это якобы новое соединение является гармином.[12]

Легальное положение

Австралия

Алкалоиды гармалы считаются запрещенными веществами Списка 9 согласно Стандарт ядов (Октябрь 2015 г.).[30] Вещество из Списка 9 - это вещество, которым можно злоупотреблять или неправильно использовать, производство, владение, продажа или использование которого должны быть запрещены законом, за исключением случаев, когда это требуется для медицинских или научных исследований, или для аналитических, учебных или учебных целей с одобрения Содружества. и / или органы здравоохранения штата или территории.[30]

Исключения составляют травы или препараты для терапевтического использования, такие как: (а) содержащие 0,1 процента или менее алкалоидов гармалы; или (б) в разделенных препаратах, содержащих 2 мг или меньше алкалоидов гармалы на рекомендуемую суточную дозу.[30]

использованная литература

  1. ^ а б c «Гармин - CAS 442-51-3». scbio.de. Санта-Крус Биотехнология, Инк.. Получено 27 октября 2015.
  2. ^ Индекс Merck (1996). 12-е издание
  3. ^ а б c d е ж г Джамшидян А. и др. (2015). "Banisteriopsis caapi, забытая потенциальная терапия болезни Паркинсона?". Клиническая практика двигательных расстройств. 3 (1): 19–26. Дои:10.1002 / mdc3.12242. ЧВК  6353393. PMID  30713897.
  4. ^ а б c Frecska E, Bokor P, Winkelman M (2016). «Лечебные возможности аяуаски: возможные эффекты против различных болезней цивилизации». Границы фармакологии. 7. Дои:10.3389 / fphar.2016.00035. ЧВК  4773875. PMID  26973523.
  5. ^ Аллен Дж. Р., Холмстедт Б. Р. (1980). «Простые β-карболиновые алкалоиды». Фитохимия. 19 (8): 1573–1582. Дои:10.1016 / S0031-9422 (00) 83773-5.
  6. ^ а б c Берлин Йохен; Рюгенхаген Кристиане; Грейдзяк Норберт; Кузовкина Инна; Витте Людгер; Рэй Виктор (1993). "Биосинтез серотонина и бета-карболина алкалоидов в волосатых корневых культурах Peganum Harmala". Фитохимия. 33 (3): 593–97. Дои:10.1016 / 0031-9422 (93) 85453-х.
  7. ^ а б Неттлшип Лесли; Слейтор Майкл (1974). "Ограничения экспериментов по кормлению при изучении биосинтеза алкалоидов в культурах каллуса Peganum Harmala". Фитохимия. 13 (4): 735–42. Дои:10.1016 / s0031-9422 (00) 91406-7.
  8. ^ Р. Базельт, Утилизация токсичных лекарств и химикатов у человека, 8-е издание, Биомедицинские публикации, Фостер-Сити, Калифорния, 2008 г., стр. 727-728.
  9. ^ Джонатан Х и др. (2019). «Аяуаска: Психологические и физиологические эффекты, фармакология и потенциальное использование при зависимости и психических заболеваниях». Современная нейрофармакология. 17 (2): 108–128. Дои:10.2174 / 1570159X16666180125095902. ЧВК  6343205. PMID  29366418.
  10. ^ Simão AY и др. (2019). «Токсикологические аспекты и определение основных компонентов аяхуаски: критический обзор». Лекарства. 6 (4): 106. Дои:10.3390 / лекарства6040106.
  11. ^ Натали Гиноварт; Джеффри Х. Мейер; Анахита Боуваривала; Дуг Хасси; Евгений А. Рабинер; Сильвен Хоул; Алан А. Уилсон (2006). "Количественный анализ позитронно-эмиссионной томографии [11C] связывание фармина с моноаминоксидазой-A в мозге человека ». Журнал церебрального кровотока и метаболизма. 26 (3): 330–344. Дои:10.1038 / sj.jcbfm.9600197. PMID  16079787.
  12. ^ а б c d е ж г Фоли, Пол Бернар (2001). "V. Летаргический энцефалит: новые стратегии в терапии паркинсонизма". Бобы, корни и листья: краткая история фармакологической терапии паркинсонизма (Кандидат наук). Баварский университет Юлиуса Максимилиана. С. 166–180. Документ https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-1181975. Получено 2020-11-22.
  13. ^ Джаханиани, Ф; Ebrahimi, SA; Рахбар-Рошандель, N; Махмудиан М. (июль 2005 г.). «Ксантомикрол является основным цитотоксическим компонентом Dracocephalum kotschyii и потенциальным противораковым средством». Фитохимия. 66 (13): 1581–92. Дои:10.1016 / j.phytochem.2005.04.035. PMID  15949825.
  14. ^ Нафиси, Шохре; Бонсайи, Махьяр; Маали, Пегах; Халилзаде, Мохаммед Али; Манучехри, Фирузех (2010). «Алкалоиды β-карболина связывают ДНК». Журнал фотохимии и фотобиологии B: Биология. 100 (2): 84–91. Дои:10.1016 / j.jphotobiol.2010.05.005. PMID  20541950.
  15. ^ Ёнэдзава Т., Ли Дж. У., Хибино А., Асаи М., Ходжо Х, Ча Б., Теруя Т., Нагай К., Чунг У. И., Ягасаки К., Ву Дж. Т. (2011). «Гармин способствует дифференцировке остеобластов посредством передачи сигналов костных морфогенетических белков». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 409 (2): 260–265. Дои:10.1016 / j.bbrc.2011.05.001. PMID  21570953.
  16. ^ Хара Е.С., Оно М, Кубота С., Сонояма В., Оида Й, Хаттори Т., Нисида Т., Фурумацу Т., Одзаки Т., Такигава М., Кубоки Т. (2013). «Новые хондрогенные и хондропротекторные эффекты природного соединения гармина». Биохимия. 95 (2): 374–81. Дои:10.1016 / j.biochi.2012.10.016. PMID  23116713.
  17. ^ Эгуса Х, Дой М, Саэки М, Фукуясу С., Акаши Й, Йокота Й, Ятани Х, Камисаки Й (2011). «Небольшая молекула гармина регулирует экспрессию NFATc1 и Id2 в клетках-предшественниках остеокластов». Кость. 49 (2): 264–274. Дои:10.1016 / j.bone.2011.04.003. PMID  21504804.
  18. ^ Пал Баис, Суровый; Пак, Санг Ук; Stermitz, Frank R .; Халлиган, Кэтлин М .; Виванко, Хорхе М. (18 июня 2002 г.). «Экссудация флуоресцентных β-карболинов из Oxalis tuberosa L. корни » (PDF). Фитохимия. 61 (5): 539–543. Дои:10.1016 / S0031-9422 (02) 00235-2. PMID  12409020. Архивировано из оригинал (PDF) 5 сентября 2008 г.. Получено 2008-02-02.
  19. ^ Li Y; Sattler R; Ян Э.Дж.; Nunes A; Аюкава Y; Ахтар С; Ji G; Zhang PW; Ротштейн JD. (18 июня 2011 г.). «Гармин, природный алкалоид бета-карболина, усиливает экспрессию астроглиального переносчика глутамата». Нейрофармакология. 60 (7–8): 1168–75. Дои:10.1016 / j.neuropharm.2010.10.016. ЧВК  3220934. PMID  21034752.
  20. ^ Шульгин Александр; Шульгин, Энн (1997). TiHKAL: Продолжение. Transform Press. ISBN  0-9630096-9-9. Страницы 713–714
  21. ^ Натали Харрингтон (2012). «Алкалоиды гармалы как химические вещества, сигнализирующие о пчелах». Журнал студенческих исследований. 1 (1): 23–32. Дои:10.47611 / jsr.v1i1.30.
  22. ^ Callaway J. C .; Брито Г. С .; Невес Э. С. (2005). «Фитохимический анализ Banisteriopsis caapi и Psychotria viridis». Журнал психоактивных препаратов. 37 (2): 145–150. Дои:10.1080/02791072.2005.10399795. PMID  16149327. S2CID  30736017.
  23. ^ "Bestandtheile der Samen von Peganum Harmala". Юстус Либигс Аннален дер Хеми. 64 (3): 360–369. 1848. Дои:10.1002 / jlac.18480640353.
  24. ^ Манске RH, Перкин, WH, Робинсон R (1927). «Гармин и гармалин. Часть IX. Синтез гармалина». Журнал химического общества: 1–14. Дои:10.1039 / JR9270000001.
  25. ^ 5591738, Лотсоф, Ховард С., "Способ лечения химической зависимости с использованием β-карболиновых алкалоидов, их производных и солей", выпущен 07.01.1997. 
  26. ^ Бальдо, Бенджамин (1920). «Телепатия и телепатия» (PDF). Американский аптекарь. 68 (4): 15. В архиве (PDF) из оригинала 2020-10-23.
  27. ^ Фишер-Карденас, Гильермо (1923). "V. Летаргический энцефалит: новые стратегии в терапии паркинсонизма". Estudio sobre el Principio activo del Yagé (PDF) (Кандидат наук). Universidad Nacional. Получено 2020-11-22.
  28. ^ Элгер, Ф. (1928). "Über das Vorkommen von Harmin in einer südamerikanischen Liane (Yagé)". Helvetica Chimica Acta. 11 (1): 162–166. Дои:10.1002 / hlca.19280110113.
  29. ^ Schultes, RE (1982). «Бета-карболиновые галлюциногены Южной Америки». Журнал психоактивных препаратов. 14 (3): 205–220. Дои:10.1080/02791072.1982.10471930.
  30. ^ а б c Стандарт ядов, октябрь 2015 г. https://www.comlaw.gov.au/Details/F2015L01534

внешние ссылки