フィコシアニンの利点は何ですか?

Phycocyanin (abbreviated as PC, absorption spectrum 615-640 nm) is a light-trapping pigment protein commonly found in cyanobacteria for photosynthesis[1] . Phycocyanin has many pharmacological activities, such as anti-inflammatory, anti-tumor, anti-allergy, maintenance of homeostasis, and toxicity reduction and potentiation, etc.[2] , and pharmacological experiments have proved that it has a significant role in regulating the metabolism of free radicals in the organism. Free radicals are involved in the development of many diseases, including inflammation, atherosclerosis, cancer, damage caused by reperfusion, and other dysfunctions induced by oxidative stress [3]. In this paper, the antioxidant activity and pharmacological effects of phycocyanin are summarized, and the relationship between the pharmacological activity of phycocyanin and its antioxidant mechanism is inferred, which will provide a reference for the pharmacological study of phycocyanin.

1 .フィコシアニンの構造と機能

藻類は、光を捕捉するために、自分自身の光捕捉色素複合体のロープのような構造を利用している。この複合体には、藻類が非常に低いレベルの日光を吸収するのを助ける何千もの光捕捉色素分子が含まれている。胆嚢spirulina obtusususのc-フィコシアニン(c-pc)とアロフィコシアニン(apc)は、コンネキシンというタンパク質によって非共有結合し、そのエネルギーがcpcからapc、さらに光合成反応中心に伝達されて光合成を促進する[4]。による抗酸化作用などのphycocyaninは独特の構造(図1)、phycocyaninの間に「励振エネルギー伝送現象、light-trapping色素トリプトファン残りかすやchromophores[5]、能力を持つ遷移地上からの兴奋状态状態について、を元に戻す効果があることが解転写電子、こちらはどちらかいる過程過程です

また、「ストッカーら。【7】ビリルビンがperoxyl急進派解消に効果があると機構はなビリルビンperoxylを製本できる急進派の一水素原子にできるテトラピロール分子のC-10位置にその共振フリーラジカル形成し得るという安定中央の炭素原子中全体に最終的に延長するビリルビン分子ですフィコシアニンの発色団(フィコシアニン)の開いたテトラピロール鎖(図2 a)はビリルビン(図2 b)と非常によく似ており、その抗酸化活性に寄与している可能性がある。

Romay[10]まず財産抗酸化作用などのアルギン酸発表したばかりです、評価されたいの電位アルギン酸抗酸化物質として作用し、in vitroとin vivoように、実験結果の顔アルギン酸ヒドロキシを解消しlas急進派にもなり、実効性あるアルギン酸た可能性が指摘され潜在性を知っていたとして使われるのでin vitroとin vivo抗酸化物質が含まれてる。halliwell[11]によると、アルギン酸は肝ミクロソーム脂質過酸化に対しても抑制効果があり、スーパーオキシドジスムターゼ(sod)の量はこの実験の3倍であったが、sodの量を増やしてもアルギン酸の抗酸化活性は変わらなかった。halliwell[11]は、アルギン酸も肝ミクロソームで脂質過酸化を阻害することを発見した。今回の実験では、スーパーオキシドジムターゼ(sod)の抗酸化力はフィコシアニンの3倍でしたが、sodを増やしてもフィコシアニンの抗酸化力は変わらず、両者が異なる抗酸化メカニズムを持っていることが分かりました。

In addition, the antioxidant mechanism of alginate is similar to that of commonly used antioxidants, such as tocopherol and ascorbic acid, and it can inhibit hemolysis of erythrocytes induced by 2, 2-azobis(2-squintylpropane) dihydrochloride.12 Hirata et al.[13] studied the antioxidant effects of alginate on the hydrophobic system in the liposomal modes of methyl linoleate and phosphatidylcholine. They showed that the antioxidant activity of phycocyanin (a component of phycocyanin) per mole was higher than that of α-tocopherol in the same molar amount. Moreover, phycocyanin extracted from spray-dried Spirulina showed similar antioxidant activity to that of fresh Spirulina. Since some of the de-coordinated proteins of phycocyanin are denatured during the drying process, these results suggest that phycocyanin contributes significantly to the antioxidant capacity of phycocyanin. These results suggest that phycocyanin contributes significantly to the antioxidant activity of phycocyanin. This study shows that phycocyanin has good antioxidant activityそして、乾燥したフィコシアニンは、その安定性の良さから大きな商業的価値がある。

2フィコシアニンの抗酸化活性 および関連する薬理学的活性

2.1抗酸化活性とフィコシアニンの抗炎症作用

まず、アルギニンはアルカリ性条件下でのルミナールの酸化的発光を阻害し[14]、これが食細胞の呼吸バーストに作用し、フリーラジカル(- oh、h2o2、ro-)や過剰な過酸化物を減少させ、抑制効果を発揮します。証拠[15]は、スーパーオキシドアニオン、過酸化水素およびヒドロキシルラジカルなどの活性酸素種がアラキドン酸をカスケードさせ、マスト細胞の脱顆粒化を引き起こし、ヒスタミン、5-ヒドロキシトリプタミン、腫瘍壊死因子およびその他の炎症メディエーターを放出することを示唆している。フィコシアニンは、過酸化物、ヒドロキシル、アルキルラジカルを除去することができる。spillertら[16]は、過酸化水素誘発性炎症に対するフィコシアニンの抑制効果をin vitroモデルで調べ、h2o2および- ohに対するフィコシアニンの潜在的な吸収能力を解明した。その結果、マウスの手では、グルコーオキシダーゼによって誘導される浮腫がアルギン酸によって減少することが示された。このように、アルギン酸の- ohへの吸収作用は抗炎症作用を与える。

同じ用量範囲で、ラットではカラギーナン誘発後足浮腫、ラットでは綿球肉芽腫に対して抗炎症活性を示した[17]。マウスではアラキドン酸を介した耳の浮腫が、ラットではカラギーナンを介した足と足底の浮腫が、アルギニンによって有意に減少した。gonzalez and fretlandら[18-19]は、酢酸誘発性潰瘍性大腸炎の動物モデルにフィコシアニンを適用し、結腸組織を解析し、ミエロペルオキシダーゼの活性を測定した。その結果、フィコシアニンの投与により、大腸炎の損傷した動物モデルの大腸粘膜への好酸球の浸潤が有意に減少し、疾患誘発性ミエロペルオキシダーゼ活性におけるフリーラジカルや各種反応物質の産生が有意に低下した。その結果、フィコシアニンは、ラットの酢酸誘発性大腸炎の発生率を減少させる効果があり、抗炎症機構と抗酸化活性が関連していることが明らかになりました。

2.2フィコシアニンの抗酸化活性と肝臓保護の役割

bhatら[20]は、ラットにおいて、r(+)-長葉メントンおよびccl4によって誘発される肝毒性に対するフィコシアニンの薬理活性を調べた。その結果、この2つの化合物が多量のフリーラジカルを生成することによって引き起こされる肝毒性を、フィコシアニンが有意に低減することが示された。2002年、remirezら[21]は、肝の枯死細胞における酸化ストレスに関連するパラメータに対するフィコシアニンの効果を調査した。2002年に—Remirezらた[21]その効果を調べに関するパラメータアルギン酸ストレス酸化の肝枯病細胞結果アルギン酸phagocytosisを大幅に減らして、関連呼吸器バースト活動枯病細胞真然筆と伝えられるアルギン酸が腫瘍壊死を下げTNF -ストレスや一酸化窒素酸化によって作られるαhyperthyroid状態が製作した。したがって、アルギン酸の肝保護効果は、主に酸化反応における反応性代謝物の生成を阻害し、フリーラジカルを効果的に除去することに起因すると考えられます。さらに、アルギン酸はシトクロムp450を介した反応を阻害することもでき、例えばp450に関与する酸化反応の反応性代謝物の生成を阻害する。bhatら[22]はまた、アルギン酸がラットのccl4誘導肝脂質過酸化を阻害することを証明した。

2.3フィコシアニンの抗酸化作用と白内障の除去

ouら[23]は、フィコシアニンがミトコンドリアおよび展開タンパク質応答経路を介してヒトレンズ上皮細胞のdガラクトース誘導アポトーシスを阻害することを発見した。レンズ上皮細胞のアポトーシスは白内障形成の重要な原因であるため、lecアポトーシスの予防は白内障の治療戦略となる可能性がある。kumariら[24]も、ラットを用いて、セレン酸ナトリウム誘発白内障に対するフィコシアニンの変調効果を調べた。実験結果から、フィコシアニンは、生体内および生体外における抗酸化酵素のレベルを調節することによって酸化ストレスを軽減し、セレン酸ナトリウムによる白内障の発生を減少させることが示された。

2.4フィコシアニンの抗酸化活性および血管保護作用

Ross[25] suggested in 1999 that atherosclerosis is an inflammatory disease characterized by chronic inflammatory reaction. Riss et al.[26] demonstrated that phycocyanin in Spirulina can inhibit the production of reactive radicals and cyclooxygenase-2, increase the level of antioxidant enzymes in vivo, effectively improve the inflammatory damage caused by oxidative stress in atherosclerotic animals, and regulate the effect of blood lipids. Since the formation of atherosclerotic lesions is a result of inflammatory-fibro-proliferative response of arteries to endothelial injury, Chu et al.[27] investigated the inhibitory effect of Spirulina obtusususifera alginate on the hyperproliferation of vascular smooth muscle cells, endothelial proliferation and luminal stenosis after vascular injury through in vivo and ex vivo experiments.

私だってはphycocyaninが酸化を軽減するとすでに立証されて沢山ダメージ血管や各种luminalを抑制するに抑えるG1が狭まる/ S周期やVSMCsの増えすぎ鎮圧および新内皮膜の構成などをもとめ確かなものphycocyanin抗酸化作用は予防保健効果が健康にこたえてき血管いる。straskyら[28]は、ヘムを分解して強力な抗酸化物質ビリルビンを生成させる酵素であるヘム酸素ゲナーゼ-1に対するアルギン酸の活性化効果を調べた。straskyら[28]は、ヘムを代謝して強力な抗酸化物質ビリルビンを産生する酵素フィコシアニンによるヘムオキシゲナーゼ-1の活性化を研究した。実験の結果、スピルリナ中のフィコシアニンが酸化ストレスを減少させ、血管内皮細胞においてhmox1を活性化させた。これはまた、アルギンがヘムオキシゲナーゼ-1の発現を増加させて抗酸化効果を高めることによってアテローム性動脈硬化を減少させるという新たな根拠となる。

2.5抗酸化活性とフィコシアニンの神経保護作用

抗酸化能力の低下や窒素-酸素反応性ラジカルの増加は、臓器の老化や神経変性疾患と強く関連している[29-31]。sodを特定の動物モデルに注射すると、これらのモデルの炎症反応を阻害し、単離された免疫細胞や動物およびヒトの体内で、免疫機能の特定の分子の発現を増加させることが明らかにされている[32]。多くの臨床試験で、脳損傷や梗塞の患者の脳脊髄液や脳組織でサイトカインの発現が有意に増加することが報告されている[33-34]。アルギン酸の抗酸化作用はサイトカインに作用して脳の損傷を修復し、タイムリーに細胞の壊死を抑制する可能性があります。

rimbauら[35]は、アルギン酸がラットの海馬でエリスロシアニン誘発性てんかん応答を減少させ、ニューロンを保護する効果があることを発見した。エリスロシアニンがてんかんを起こす原因は、酸素活性のフリーラジカルを大量に発生させ、アルギン酸はフリーラジカルを減少させることで神経損傷を保護するためだ。この実験は、アルギン酸がアルツハイマーなどの神経変性疾患における酸化ストレスによる神経損傷の治療に利用できることを示唆しています#39;sの病気とパーキンソン' s症候群また、Rimbauら。[36]alginが小脳の粒子荆芥細胞死を守るカリウム-ドブネズミserum-deficient培養体外酸素フリーラジカルを減らせば、マリンらであった。[37]を実証されたことはalginに酸化ニューロン細胞とSH-SY5Y守る、とCa2 + / phosphate-inducedて機能障害を低減させる網膜一過性の虚血とラットですミトコンドリアミトコンドリア。 

2.6フィコシアニンと腎臓と肺の抗酸化活性

shukkurら[38]は、フィコシアニンがイヌの腎臓細胞におけるシュウ酸による酸化ストレスを介した細胞損傷を防ぎ、シュウ酸によって誘発される活性酸素種(ros)と脂質過酸化(lpo)を減少させ、ミトコンドリア膜透過性に有意な保護効果を有することを見いだした。39zhengら[40]は、スピルリナ藻シアノバクテリアとフィコシアニンが酸化ストレスを抑制することで糖尿病性腎症を予防できることを発見し、zengら[39]は、スピルリナ藻とフィコシアニンが酸素化ストレスを抑制することで糖尿病性腎症を予防できることを発見した。

経口投与する10週間用アルギン酸塩proteinuriaとmesangial広がるを阻止して、正規化腫瘍成長因子の表情-β、8 - fibronectin NADPHオキシダーゼの表情は減り、地盤が弱くなり、ストレス酸化のマーカーマウスを2型糖尿病させる(db / dbでネズミ)。さらにgonzalezらは[40]、アルギン酸とカナマイシンを併用すると、マウスの腎管の血管束と炎症性浸潤が減少し、アミノグリコシド系抗生物質のカナマイシンの腎毒性が低下することを実証した。sod活性は肺組織のヒドロキシプロリン(hyp)、マロンジアルデヒド(mda)および血漿mdaを減少させ、パラカ中毒ラットの肺胞炎および線維症の程度を減少させ、ラットのパラカ誘発性肺胞炎および肺線維症に対する有意な阻害効果を示した。

2.7抗酸化活性とフィコシアニンの腫瘍予防

The results of o-toluene red bleaching assay[42] showed that algin cofactor had a stronger scavenging effect on peroxynitrite anion than phycocyanin, and that phycocyanin significantly inhibited DNA single-strand breaks caused by peroxynitrite anion in a dose-dependent manner, which may provide a basis for the prevention of cellular carcinogenesis. -Gupta et al. [43] investigated the protective effect of phycocyanin粉  on skin oncogenes in mice exposed to 12-O-Tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA). The use of phycocyanin inhibited the TPA-induced expression of key tumorigenic factors, such as ornithine decarboxylase, cyclooxygenase-2, interleukin 6, and phosphorylated signal transducer and activator of transcription 3, in a dose-dependent manner in TPA-induced mice. Thangam et al [44] investigated the antioxidant properties of phycocyanin and its ability to inhibit cancer cell growth. Fluorescence and phase contrast microscopy showed that phycocyanin inhibited the growth of HT-29 (colon cancer) and A549 (lung cancer) cells, and caused DNA arrest and cleavage of cancer cells at G(0)/G(1) phase.

フェルナンデスら[45]に対するアルギン酸の影響を学びcisplatin-induced nephrotoxicity、結果アルギン酸グルタチオンの還元酵素回避しようcisplatin-induced減っているものの、過酸化水素の内容を、血中の尿素窒素を維持、ストレス酸化抑制効果を及ぼしcisplatin-induced nephrotoxicity。酸化ストレスを抑制し、シスプラチンによる腎毒性を抑制します。さらに、長年のがん研究により、適切な薬剤の組み合わせが、治療プログラムにおける単一薬剤の安全性と有効性を効果的に向上させることが証明されています1998年にxin huawenらは[47]、アルギン酸によるメトトレキサートおよびシスプラチンのin vitro増強を研究した。その結果、アルギン酸とmethotrexateの組み合わせが著しく強まっ後者のcytotoxicity potentiation効果methotrexate集中力が増加して、そしてには大きな差が高度なアルギン酸のない細胞の細胞、アルギン酸取得者既成potentiator系のに似通うverapamil(カルシウムチャネル阻害薬)、だが毒性も低下してる

miroslavらは[48]、従来の10%のトポテカンとフィコシアニンの併用は、従来のトポテカン単独投与よりも有効であり、システインアスパラギン酸プロテイナーゼ-9(カスパーゼ-9)およびシステインアスパラギン酸プロテイナーゼ-3(カスパーゼ-3)を大量に活性化させることを示した。副作用の発生を減少させる一方で、トポテカンの効果は増加しました。Sainiら[49]デモ同年piroxicamの组み合わせ、伝统的なNSAID phycocyaninに増加させ、効果を使うに比べ7割以上も単一表現級cyclooxygenase 2(剤)前立腺ホルモン。E2 (PGE-2)も大幅な減知となったが、破損し、抑制のDNAの表れもいる。アルギン酸の抗酸化作用が免疫力を高め、損傷した臓器を保護する役割を果たしていることは明らかであり、光増感剤としてのアルギン酸と既存の臨床抗がん剤との組み合わせは、化学療法の効果を高める上で重要な役割を果たすだろう。

3概要と展望

The antioxidant activity of recombinant alloxyalanine in our laboratory[50-51] showed that recombinant alloxyalanine has the ability to scavenge free radicals, but its scavenging effect on different types of free radicals varies greatly. Since the structural composition of albumin is similar to that of alloxan, the cofactor proteins of albumin also have similar antioxidant activities[52] . Subsequently, it was further verified that the scavenging effect of phycocyanobilin (PCB) on DPPH radicals showed a certain quantitative effect relationship[53] ; the latest results of Pleonsil et al.[54] showed that the antioxidant activity of natural phycocyanobilin was greater than that of recombinant phycocyanobilin. The antioxidant activity of phycocyanin is partly attributed to phycocyanin[13] , and cofactor proteins should have different antioxidant effects from phycocyanin[52] , which indirectly confirms that phycocyanin scavenges free radicals at the level of both de-cofactorized proteins and phycocyanin.

今日では、得ることが可能ですphycocyanins of high purity by means of sophisticated chemical and biological engineering techniques. However, the activity varies depending on the raw material and the extraction process. The good antioxidant activity of algal cyanoproteins can be the basis for applications for nutraceuticals and drug candidates, the success of which depends on good quality control.

While traditional open culture of algal cyanobacteria requires a lot of conditioning to achieve constant quality, industrial recombinant expression is more controllable, but it is difficult to bioengineer the assembly of phycocyanin into the protein subunits of polymers, and further research is needed to determine the activity and quality of the resulting algal cyanobacterial proteins. In addition, the metabolites and derivatives of phycocyanin are complex. To determine whether the active effect of phycocyanin is due to its metabolites as a whole or through oral or injectable routes of administration is the next goal of our research. It is mentioned in the paper that alginate can play an antioxidant role in different disease organs, how alginate enters the cell and how it works is the key to research. The large-scale cultivation of Spirulinaalgal cyanoproteinの開発と利用のための基盤を築き、その機能性食品はその応用を模索している。そのため、今後、藻類ラン藻タンパク質の活性やメカニズムの詳細な研究や臨床試験が行われ、応用の余地が広がると考えられます。

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