Was ist der Unterschied zwischen Phloretin und Phlorizin?

Bei der Untersuchung bioaktiver Substanzen aus ÄpfelnPhloretinUndPhlorizin, als Vertreter der Dihydrochalkonverbindungen, haben in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit in der wissenschaftlichen Gemeinschaft erhalten. Obwohl diese beiden Substanzen denselben Ursprung und eine ähnliche Struktur haben, weisen sie erhebliche Unterschiede in der biologischen Aktivität und dem Anwendungswert auf.

1.1 Molekulare Strukturmerkmale
PhloretinUndPhlorizinsind in ihrer chemischen Struktur eng miteinander verwandt, weisen jedoch wesentliche Unterschiede auf. Phloretin ist eine Dihydrochalcon-Flavonoidverbindung mit einer relativ einfachen Molekülstruktur. Phlorizin ist das Glucosid von Phloretin, das an eine Glucosegruppe an der C2'-Stelle des Phloretinmoleküls gebunden ist (die genaue Struktur ist Phloretin 6'-O-glucosid)._[1]Dieser strukturelle Unterschied bestimmt ihre Unterschiede in den physikalischen und chemischen Eigenschaften: Phlorizin weist aufgrund der Anwesenheit von Zuckergruppen eine bessere Wasserlöslichkeit auf, während Resveratrol eine stärkere Lipidlöslichkeit aufweist.
Die Einführung von Glucosemolekülen veränderte die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Verbindung erheblich: Das Molekulargewicht stieg von 274,27 auf 436,41, der log P-Wert sank von 3,5 auf 0,45 und die Wasserlöslichkeit erhöhte sich um fast drei Größenordnungen.

1.2 Vergleich physikalischer und chemischer Eigenschaften

In den letzten Jahren wurden auf dem Gebiet der Biosyntheseforschung erhebliche Fortschritte erzielt. Das Team vom Baumwollforschungsinstitut der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften hat das Schlüsselgen GhUGT88F3 identifiziert, das die Biosynthese von reguliertPhlorizinin Hochlandbaumwolle und klärte den molekularen Mechanismus der Umwandlung von Phlorizin durch Glykosylierungsreaktionen auf. Die Forschung hat Phloretin-2′-O-glycosyltransferase (P2'GT) in Äpfeln als geschwindigkeitsbestimmendes Enzym für die Phlorizin-Biosynthese identifiziert. In Gegenwart von Uridindiphosphatglucose kann es die Glykosylierungsreaktion an der C2′-Position von Phloretin spezifisch katalysieren und so Phlorizin produzieren._[2]

2.1 Absorption und Stoffwechseldynamik
Phlorizin wird über das natriumabhängige Glukosetransportprotein (SGLT1) auf Dünndarmepithelzellen absorbiert, ein Prozess, der von seinen Glukoseeinheiten abhängt. Diese Eigenschaft führte später direkt zur Entwicklung der blutzuckersenkenden Medikamente der SGLT2-Inhibitor-Klasse. Der Absorptionsmechanismus von Phloretin ist völlig anders. Als hydrophobes Glykosid kann es passiv durch Zellmembranen diffundieren, was zu einer hohen oralen Bioverfügbarkeit führt. Allerdings durchläuft es im Körper einen umfangreichen Phase-II-Metabolismus, bei dem hauptsächlich Glucuronidierungs- und Sulfatierungsprodukte gebildet werden.

2.2 Vergleich der pharmakologischen Aktivität
(1) Antioxidative Aktivität
BeidePhloretin und Phlorizinweisen eine erhebliche antioxidative Aktivität auf, unterscheiden sich jedoch in ihren Mechanismen und ihrer Wirksamkeit. Eine Studie, in der die antioxidativen Aktivitäten von fünf natürlichen Polyphenolen verglichen wurden, ergab, dass Phloretin bei Assays zum Radikalfänger DPPH, zum Radikalfänger ABTS und zur Eisenionenreduktion eine starke Leistung zeigte. Im Gegensatz dazu war die direkte antioxidative Wirkung von Resveratrol relativ schwach._[3]Obwohl Resveratrol selbst nur eine begrenzte direkte antioxidative Aktivität aufweist, kann es von der Darmmikrobiota zu aktiven Metaboliten hydrolysiert werden, die indirekt antioxidative und entzündungshemmende Wirkungen haben.
Beide Verbindungen aktivieren den zellulären Nrf2/HO-1-Antioxidationsweg, wodurch intrazelluläre reaktive Sauerstoffspezies (ROS) deutlich gesenkt, der Glutathionspiegel (GSH) erhöht und die antioxidative Enzymaktivität gesteigert wird._[4] Molekulare Docking-Experimente ergaben jedoch, dass Phloretin mit geringerer Konformationsenergie und größerer struktureller Stabilität an den Transkriptionsfaktor Nrf2 bindet als Phlorizin, was auf eine stärkere antioxidative Wirkung schließen lässt.

(2) Hypoglykämische Aktivität
BeidePhloretin und Phlorizinzeigen hypoglykämische Wirkungen, allerdings über unterschiedliche Mechanismen.Phlorizinfungiert als wirksamer nicht{0}}selektiver kompetitiver SGLT-Inhibitor mit Ki-Werten von 300 nM für hSGLT1 und 39 nM für hSGLT2. Es konkurriert mit D-Glukose um die Bindung an SGLT1- und SGLT2-Transporter, wodurch die renale Glukoserückresorption verringert und der Blutzuckerspiegel gesenkt wird. Obwohl Phloretin auch eine mäßige hypoglykämische Wirkung zeigt, ist sein Mechanismus multifaktorieller und beinhaltet eine verbesserte Insulinsensitivität und den Schutz der Betazellen der Bauchspeicheldrüse.

(3) Hautaufhellungsaktivität
Phloretinist weithin als wirksamer Tyrosinase-Hemmer anerkannt, der die Ablösung von Melanozyten, das Verblassen von Flecken und die Aufhellung des Hauttons fördert. Seine Hemmwirkung auf Tyrosinase ist mehr als 50-mal höher als die von Phlorizin. Der Wirkungsmechanismus umfasst: direkte Hemmung der Tyrosinase-Aktivität, Hemmung der Tyrosinase-Genexpression und Hemmung der Produktion freier Superoxidradikale.
Die schwache aufhellende Wirkung vonPhlorizinkann mit der größeren Molekülgröße und der schlechteren Hautdurchlässigkeit zusammenhängen. Aufgrund seiner besseren Wasserlöslichkeit und Stabilität wird es jedoch häufig als Prodrug in Kosmetika verwendet, wobei es durch Hautmikrobiota oder enzymatische Hydrolyse aktiven Wurzelrindenextrakt freisetzt.

3.1 Pharmazeutischer Bereich
Phlorizin wurde ursprünglich als mögliche Behandlung für Typ-2-Diabetes untersucht; Aufgrund seiner geringen Bioverfügbarkeit und der nicht-selektiven Hemmung von SGLT-Transportern wurde es jedoch später durch selektivere synthetische Analoga wie Canagliflozin und Dapagliflozin ersetzt. Es bleibt jedoch eine wichtige Leitverbindung für die Entwicklung neuer blutzuckersenkender Medikamente. Phloretin hat aufgrund seiner stärkeren biologischen Aktivität und vielfältigen Wirkmechanismen breite Perspektiven bei der Prävention und Behandlung von Stoffwechselerkrankungen

3.2 Kosmetikindustrie
Im Kosmetikbereich ist Phloretin zu einem Hauptbestandteil hochwertiger Aufhellungsprodukte geworden. Seine Zusatzmenge von 0,1-0,5 % kann die Melaninproduktion deutlich hemmen und hat eine synergistische Wirkung mit herkömmlichen Aufhellern wie Vitamin C und Arbutin. Phlorizin wird aufgrund seiner besseren Stabilität und Wasserlöslichkeit häufig als Vorstufe für Phloretin in wasserbasierten Formulierungen verwendet. Aktuelle Studien weisen darauf hin, dass Phlorizin Anti-Glykations-Eigenschaften aufweist, indem es die Bildung fortgeschrittener Glykations-Endprodukte (AGEs) hemmt.

3.3 Lebensmittelindustrie
Beide werden als funktionelle Lebensmittelzutaten verwendet. Phlorizin wurde in Japan als FOSHU-Zutat (Specific Health Food) für die Verwendung in Produkten zur Blutzuckerkontrolle zugelassen. Phloretin wird aufgrund seiner antibakteriellen Eigenschaften, insbesondere seiner bemerkenswerten Hemmwirkung gegen grampositive Bakterien, als natürliches Lebensmittelkonservierungsmittel eingesetzt. Allerdings sollte auf die Bioverfügbarkeit geachtet werden. Phlorizin muss durch Darmenzyme zu Phloretin hydrolysiert werden, bevor es absorbiert und verwertet werden kann.

Als natürlich vorkommende bioaktive Verbindungen sind Phlorizin und Phloretin strukturell verwandt, weisen jedoch unterschiedliche chemische und biologische Eigenschaften auf. Phlorizin weist eine höhere Wasserlöslichkeit auf und fungiert als wirksamer SGLT-Inhibitor mit hoher Spezifität. Phloretin weist eine stärkere Lipidlöslichkeit und ein breiteres Spektrum an biologischer Aktivität auf, -besonders bemerkenswert für seine antioxidativen, hautaufhellenden und entzündungshemmenden Eigenschaften-. Weitere Informationen zuPhloretinUndPhlorizin, verbinden Sie sich mit Serrisha von APPCHEM. (E-Mail:cwj@appchem.cn; +86-138-0919-0407)

Referenz:

[1]Bai Huirong. Flavonoide aus Malus Rockii Rehder[D]. Dali University, 2023. DOI:10.27811/d.cnki.gdixy.2023.000004.
[2]Zhang Tingjing. ENZYMATISCHE EIGENSCHAFTEN UND KATALYTISCHER MECHANISMUS DER APPLEPHLORETIN-2'-0-GLYCOSYLTRANSFERASE[D]. Northwest A & F University, 2017. DOI:10.27409/d.cnki.gxbnu.2017.000235.
[3]Fan Jinbo, Cai Xitong, Feng Xuqiao et al. Der Vergleich von fünf natürlichen Phenolverbindungen hinsichtlich der antioxidativen Aktivität in vitro[J]. Food and Fermentation Industries, 2014, 40(07):77-83. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2014.07.002.
[4]Yang Shengnan. Vergleich der Schädigung von HepG2-Zellen durch oxidativen Stress zwischen Phlorizin und Phloretin[D]. Tianjin Universität für Wissenschaft und Technologie, 2019. DOI:10.27359/d.cnki.gtqgu.2019.000199.