Индоксилсульфат - Indoxyl sulfate

Индоксилсульфат
Индоксилсульфат.svg
Имена
Название ИЮПАК
1ЧАС-Индол-3-ил гидросульфат
Другие имена
3-индоксилсульфат; 3-индоксилсерная кислота; Индол-3-ил сульфат
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
Характеристики
C8ЧАС7NО4S
Молярная масса213.21 г · моль−1
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Индоксилсульфат, также известный как 3-индоксилсульфат и 3-индоксилсерная кислота, это метаболит диетического L-триптофан что действует как кардиотоксин и уремический токсин.[1][2][3] Высокие концентрации индоксилсульфата в плазма крови как известно, связаны с развитием и прогрессированием хроническая болезнь почек и сосудистое заболевание в людях.[1][2][3] Как уремический токсин, он стимулирует гломерулярный склероз и почечный интерстициальный фиброз.[1][2]

Биосинтез

Индоксилсульфат - это метаболит диетического L-триптофан который синтезируется посредством следующих метаболических путей:[3][4][5]

L-триптофан → индол → индоксил → индоксилсульфат

Индол получают из L-триптофан в кишечник человека через триптофаназа -выражающий желудочно-кишечные бактерии.[3] Индоксил получают из индола через фермент -опосредованный гидроксилирование в печень;[3][4] in vitro эксперименты с крысой и человеком микросомы печени предполагаю, что CYP450 фермент CYP2E1 гидроксилаты индола в индоксил.[4] Впоследствии индоксил превращается в индоксилсульфат путем ферменты сульфотрансферазы в печени;[4][5] основанный на in vitro эксперименты с рекомбинантный сульфотрансферазы человека, SULT1A1 по-видимому, является первичным ферментом сульфотрансферазой, участвующим в превращении индоксила в индоксилсульфат.[5]

Диаграмма метаболизма триптофана
Триптофаназа -
выражая
бактерии
Гомеостаз слизистой оболочки:
↓TNF-α
↑Соединение белок
кодирование мРНК
Поддерживает реактивность слизистой оболочки:
↑Ил-22 производство
Изображение выше содержит интерактивные ссылки
На этой диаграмме показан биосинтез биоактивные соединения (индол и некоторые другие производные) от триптофан бактериями в кишечнике.[3] Индол вырабатывается из триптофана бактериями, которые экспрессируют триптофаназа.[3] Clostridium sporogenes метаболизирует триптофан в индол и впоследствии 3-индолепропионовый кислота (IPA),[6] очень мощный нейропротекторный антиоксидант это убирает гидроксильные радикалы.[3][7][8] IPA связывается с рецептор прегнана X (PXR) в клетках кишечника, тем самым облегчая гомеостаз слизистой оболочки и барьерная функция.[3] Следующий поглощение из кишечника и распределение на мозг IPA оказывает нейропротекторное действие против церебральная ишемия и Болезнь Альцгеймера.[3] Лактобациллы виды метаболизируют триптофан в индол-3-альдегид (I3A), который действует на рецептор арилуглеводородов (AhR) в иммунных клетках кишечника, в свою очередь, увеличивая интерлейкин-22 (Ил-22) производства.[3] Сам индол вызывает секрецию из глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1) в кишечные L-клетки и действует как лиганд для AhR.[3] Индол также может метаболизироваться в печени в индоксилсульфат, соединение, которое токсично в высоких концентрациях и связано с сосудистое заболевание и почечная дисфункция.[3] АСТ-120 (активированный уголь ), кишечная сорбент то есть взятый через рот, адсорбирует индол, в свою очередь, снижая концентрацию индоксилсульфата в плазме крови.[3]

Клиническое значение

Иногда в инфекция мочеиспускательного канала, бактерии производят индоксилфосфатаза который расщепляет индоксилсульфат с образованием индиго и индирубин создание мочи ярко-фиолетового цвета.[9] Индоксилсульфат также является продуктом индол метаболизм, который производится из триптофан кишечной флорой, такой как кишечная палочка.[10]

Рекомендации

  1. ^ а б c «Индоксилсульфат». База данных метаболома человека - версия 4.0. 23 октября 2017 г.. Получено 15 ноября 2017.
  2. ^ а б c «Индоксилсульфат». PubChem Compound. Национальная медицинская библиотека США - Национальный центр биотехнологической информации. 11 ноября 2017 г.. Получено 15 ноября 2017.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Чжан Л.С., Дэвис СС (апрель 2016 г.). «Микробный метаболизм диетических компонентов до биоактивных метаболитов: возможности для новых терапевтических вмешательств». Геном Мед. 8 (1): 46. Дои:10.1186 / s13073-016-0296-х. ЧВК  4840492. PMID  27102537. Лактобациллы виды превращают триптофан в индол-3-альдегид (I3A) с помощью неидентифицированных ферментов [125]. Clostridium sporogenes преобразовать триптофан в IPA [6], вероятно, через триптофандезаминазу. ... IPA также эффективно улавливает гидроксильные радикалы
    Таблица 2: Микробные метаболиты: их синтез, механизмы действия и влияние на здоровье и болезни
    Рисунок 1: Молекулярные механизмы действия индола и его метаболитов на физиологию и болезнь хозяина.
  4. ^ а б c d Баноглу Э, Джа Г.Г., Король Р.С. (2001). «Печеночный микросомальный метаболизм индола в индоксил, предшественник индоксилсульфата». Европейский журнал метаболизма и фармакокинетики лекарственных средств. 26 (4): 235–40. Дои:10.1007 / bf03226377. ЧВК  2254176. PMID  11808865.
  5. ^ а б c Баноглу Э., Король Р.С. (2002). «Сульфатирование индоксила арил (фенол) сульфотрансферазами человека и крысы с образованием индоксилсульфата». Европейский журнал метаболизма и фармакокинетики лекарственных средств. 27 (2): 135–40. Дои:10.1007 / bf03190428. ЧВК  2254172. PMID  12064372.
  6. ^ Wikoff WR, Anfora AT, Лю Дж., Schultz PG, Lesley SA, Peters EC, Сюздак Г (Март 2009 г.). «Метаболомический анализ показывает большое влияние микрофлоры кишечника на метаболиты крови млекопитающих». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 106 (10): 3698–3703. Дои:10.1073 / pnas.0812874106. ЧВК  2656143. PMID  19234110. Было показано, что производство IPA полностью зависит от присутствия микрофлоры кишечника и может быть установлено путем колонизации бактериями. Clostridium sporogenes.
    Диаграмма метаболизма IPA
  7. ^ «3-Индолепропионовая кислота». База данных метаболома человека. Университет Альберты. Получено 12 июн 2018. Индол-3-пропионат (IPA), продукт дезаминирования триптофана, образующийся симбиотическими бактериями в желудочно-кишечном тракте млекопитающих и птиц. Было показано, что 3-индолепропионовая кислота предотвращает окислительный стресс и гибель первичных нейронов и клеток нейробластомы, подвергшихся воздействию бета-амилоидного белка в форме амилоидных фибрилл, одного из наиболее заметных нейропатологических признаков болезни Альцгеймера. 3-Индолепропионовая кислота также демонстрирует высокий уровень нейрозащиты в двух других парадигмах окислительного стресса. (PMID  10419516 ) ... Совсем недавно было обнаружено, что более высокие уровни индол-3-пропионовой кислоты в сыворотке / плазме связаны со снижением вероятности диабета 2 типа и с более высоким уровнем потребления продуктов, богатых клетчаткой (PMID  28397877 )
    Происхождение: • эндогенное • микробное
  8. ^ Chyan YJ, Poeggeler B, Omar RA, Chain DG, Frangione B, Ghiso J, Pappolla MA (июль 1999 г.). «Мощные нейрозащитные свойства против бета-амилоида Альцгеймера за счет эндогенной структуры индола, связанной с мелатонином, индол-3-пропионовой кислоты». J. Biol. Chem. 274 (31): 21937–21942. Дои:10.1074 / jbc.274.31.21937. PMID  10419516. [Индол-3-пропионовая кислота (IPA)] ранее была обнаружена в плазме и спинномозговой жидкости человека, но ее функции не известны. ... В экспериментах по кинетической конкуренции с использованием агентов, улавливающих свободные радикалы, способность IPA улавливать гидроксильные радикалы превышала таковую у мелатонина, индоламина, который считается наиболее мощным естественным поглотителем свободных радикалов. В отличие от других антиоксидантов, IPA не превращался в реакционноспособные промежуточные продукты с прооксидантной активностью.
  9. ^ Тан, СК; Wu YP; Wu HY; Лай СС (август 2008 г.). «Синдром пурпурного мешка с мочой». Журнал Канадской медицинской ассоциации. 179 (5): 491. Дои:10.1503 / cmaj.071604. ЧВК  2518199. PMID  18725621.
  10. ^ Evenepoel, P; Meijers, BK; Бамменс, BR; Вербеке, К. (декабрь 2009 г.). «Уремические токсины, происходящие из кишечного микробного метаболизма». Международные добавки почек (114): S12-9. Дои:10.1038 / ки.2009.402. PMID  19946322.