Лилие тұқымдас өсімдіктердегі стероидты алкалоид – вератридин

Кіріспе

Лилия тұқымдасына жататын өсімдіктерде табылатын стероидтық алкалоид. Вератридин – Вератрум және Шоенокоаулон туыстарындағы лилия тұқымдасына жататын өсімдіктерде кездесетін стероидтық алкалоид. Вератридин жүйкелердің қоздырғыштығын және жасуша ішіндегі Ca2+ концентрациясын жоғарылатады.

Оқшаулау

Вератридин Schoenocaulon officinale тұқымынан және Veratrum album тамыршаларынан бөліп алынған. Бұл өсімдіктерде және Melanthiaceae туысына жататын ұқсас өсімдіктерде табылған басқа стероидтық алкалоидтар сияқты, ол көмірсутек фрагменттеріне байланысқан гликозидтік қосылыстың құрамында болады. Осы жұмыстар туралы есептер 1878 жылға дейін жетеді, бірақ вератридиннің алғашқы нақты тазартылуы 1953 жылы Купчан және авторлар тобы жүргізген. Бұл және кейінгі тазарту процедуралары негізінен цевадин мен вератридинді қамтитын Veratrum өсімдіктеріндегі алкалоидтардың қоспасы – вератриннен басталады. Нитрат тұзы вератринді мұз үстінде 1% күкірт қышқылында ерітіп, содан кейін натрий нитратымен тұндыру арқылы алынады. Суда қайта суспензияланғаннан кейін, ерітіндіге сулы NaOH-пен pH 8,5, ал кейін сулы аммиакпен pH 10 дейін жеткізіледі, нәтижесінде тағы бір тұнба пайда болады, ол эфирмен, содан кейін хлороформмен экстракцияланады. Эфир және хлороформ фракциялары біріктіріліп кептіріледі. Кептірілген қалдық күкірт қышқылында ерітіледі және вератридиннің сульфат тұзы аммоний сульфатының ерітіндісін тамшылап қосу арқылы тұндырылады. Соңында, аммоний гидроксидімен еркін негіз түріне айналдырылады. Вератринді вератриннен одан да жақсы бөліп алу үшін жоғары өнімді сұйық хроматографиясы (ЖЖХ) қолданылады; коммерциялық вератридиннің тазалығы әртүрлі болуы мүмкін болғандықтан, биологиялық зерттеулер үшін вератридинді бөліп алу үшін ЖЖХ тазарту әдісі артықшылықты болып табылады. Вератридиннің құрылымы ЯМР спектроскопиясы және рентгендік кристаллографиямен расталған. Вератридин ерекше стероидтық құрылымға ие. Типик төрт сақиналы ядрода үш алты мүшелі сақина және бір бес мүшелі сақина (мысалы, холестериндегідей) бар, онда бес мүшелі сақина соңында орналасқан. Вератридин және басқа Veratrum алкалоидтарында бес мүшелі сақина екінші және үшінші алты мүшелі сақиналардың арасында орналасқан. Судағы ерігіштігі pH-қа тәуелді; еркін негіз түрі аз ерігіш, бірақ 1 М HCl-де оңай ериді. Оның сульфат тұзы өте гигроскопиялық. Вератридин натрий каналдарының инактивациясын белсендіру шегін теріс потенциалға қарай жылдыру арқылы тежейді. Соның салдарынан Na+ ағыны жасуша ішіндегі Ca2+ концентрациясының артуына әкеледі, бұл нейрондық зақымдануға жауапты реактивті оттегі түрлерінің шамадан тыс өндірілуіне себеп болады. Вератридин тері мен шырышты қабықтар арқылы, сондай-ақ ішке қабылдағанда оңай сіңіріледі. Ең көп зардап шегетін тіндер – жүрек, жүйке және қаңқа бұлшықтары: Емдеуге белсендірілген көмір, атропин және бензодиазепиндерді енгізу кіреді (егер зардап шеккен адам құрысу белгілерін көрсетсе).

Veratridine has been isolated from the seeds of Schoenocaulon officinale and from the rhizomes of Veratrum album. Like the other steroidal alkaloids found in these plants and similar ones in the Melanthiaceae family, it is present as part of a glycosidal combination, bonded to carbohydrate moieties. Accounts of these efforts date back to 1878, but the first true purification of veratridine is the one carried out in 1953 by Kupchan et al. This, and later purification procedures, begin with veratrine, a mixture of the alkaloids present in the Veratrum plants, primarily containing cevadine and veratridine. The nitrate salt is formed by dissolving the veratrine in 1% sulfuric acid over ice and precipitating with sodium nitrate. After resuspending in water over ice, the solution is brought to pH 8.5 with aqueous NaOH and then pH 10 with aqueous ammonia, forming another precipitate which is extracted with ether and then with chloroform. The ether and chloroform fractions are combined and dried. The dried residue is dissolved in sulfuric acid and the sulfate salt of veratridine is precipitated by dropwise addition of a solution of ammonium sulfate. Finally, the free base form is generated with ammonium hydroxide. An even better isolation of veratridine from veratrine is achieved using high performance liquid chromatography (HPLC); as commercially available veratridine may vary in purity, HPLC purification of veratrine is a preferred method for isolation of veratridine for biological studies. The structure of veratridine has been confirmed by NMR spectroscopy and X ray crystallography. Veratridine displays an unusual steroidal backbone. In the typical four ring nucleus with three six membered rings and one five membered ring (like the one in cholesterol), the five membered ring is on the end. Veratridine, and other Veratrum alkaloids, have the five membered ring between the second and third six membered rings. Solubility in water is pH dependent; the free base form is slightly soluble, but easily dissolves in 1 M HCl. Its sulfate salt is very hygroscopic. Veratridine inhibits sodium channel inactivation by shifting the activation threshold toward a more negative potential. The resulting influx of Na+ also leads to the increase of intracellular Ca2+ concentrations, causing the overproduction of reactive oxygen species responsible for neuronal damage. Veratridine is readily absorbed through the skin and mucous membranes and through ingestion. The tissues most affected are the heart, nerves, and skeletal muscles: Treatment involves the administration of activated charcoal, atropine, and benzodiazepines (if the affected individual is seizing).