PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2011 | nr 1 | 36--47
Tytuł artykułu

Computer-Based Prediction of the Bitter Taste of N-Alkyl and N-Acyl Cytisine Derivatives

Warianty tytułu
Komputerowe prognozowanie smaku gorzkiego N-alkilowych i N-acylowych pochodnych cytyzyny
Języki publikacji
EN
Abstrakty
Prognozowanie smaku gorzkiego związków organicznych wymaga rozpoznania sposobu wiązania się struktur gorzkich ligandów w jamie receptorowej. Identyfikacje tych oddziaływań przeprowadziliśmy, używając dokowania struktur gorzkich ligandów smakowych do wnętrza matrycy molekularnej. Matryca molekularna to uniwersalna "forma molekularna" receptora smaku gorzkiego, wyznaczona za pomocą wzajemnego nałożenia struktur gorzkich ligandów. Cytyzyna naturalnie występująca w nasionach Laburnum cmagyroides wraz z syntetycznymi analogami zaliczana jest do grupy alkaloidów chinolizydynowych. Istotą różnic smakowych badanych alkaloidów jest budowa i dostępność grupy aminowej lub amidowej (atomy azotu Ni i Nn). Projekcje komputerowe pochodnych cytyzyny w matrycę molekularną wykazały, że cytyzyna jako jedyny z badanych związków oddziałuje z obszarami elektrofilowymi jak i nukleofilowymi matrycy. Tym samym cytyzyna stymuluje kilka obszarów rozpoznania smakowego i jest najsilniejszym gorzkim ligandem w badanej serii związków. Zupełnie odmienna sytuacja ma miejsce w przypadku benzylo propionylocytyzyny, która oddziałuje tylko ugrupowaniem amidowym co sprawia, że jest praktycznie nie gorzka. Pochodne metylowa, acetylowa i propionylowa cytyzyny stymulują po dwa nukleofilowe obszary aktywne i tym samym ich indeksy smaku gorzkiego mają wartości pośrednie. Prognozowany smak badanych alkaloidów potwierdzają wyniki przeprowadzonych analiz sensorycznych. Uzyskane wyniki dowodzą, że na pograniczu sektorów A i B matrycy molekularnej jest zlokalizowany dwubiegunowy subregion o charakterze nuklo(elektofilowym). Prezentowane wyniki badań umożliwią znaczne skrócenie analiz smakowych związków gorzkich będących składnikami wielu produktów spożywczych, leków i suplementów diety. (abstrakt oryginalny)
EN
The molecular mould of bitter taste is a kind of universal "molecular form" of the bitter taste receptor as it imposes a certain specific spatial orientation of the agonist in the receptor. The computer projections of cytisine derivatives into the molecular mould permitted to rank having accord to increasing values of the bitter taste indices this compounds. This observation confirms, that with increasing size of the substituent at N12 the taste indices characterising these compounds should decrease. The results obtained have confirmed, that at the border of the sectors A and B of the molecular mould are localised bipolar subsite of electron-donor and proton-donor character. (original abstract)
Rocznik
Numer
Strony
36--47
Opis fizyczny
Twórcy
  • Poznań University of Economics, Poland
  • Adam Mickiewicz University in Poznań, Poland
autor
  • Poznań University of Economics, Poland
Bibliografia
  • [1] Temussi P.A., Sweet, bitter and umami receptors: a complex relationship. Trends in Biochemical Sciences, Cell Press, 2009, 34, 6, 296-301.
  • [2] Miguet L. et al., Computational studies of ligand-receptor interactions in bitter taste receptors, J. Recept. Signal Transduct. Res., 2006, 26, 611-630.
  • [3] Damak S., Rong M., Yasumatsu K., Kokrashvili Z., Varadarajan V., Zou S., Jiang P., Ninomiya Y., Margolskee R.F., Detection of sweet and umami taste in the absence of taste receptor Tlr3. Science, 2003, 301, 850-853.
  • [4] Kenji M. et al., Bitter peptides activate hTAS2Rs, the human bitter receptors. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2008, 365, 851-855.
  • [5] Reed D.R., Tanaka T., McDaniel A.H., Diverse tastes: Genetics of sweet and bitter perception. Phisiology & Behavior, 2006, 88, 215-226.
  • [6] Adler E., Hoon M.A., Mueller K.L., Chandrashekar J., Ryba N.J.P., Zuker C.S., A novel family of mammalian taste receptors. Cell, 2000, 100, 693-702.
  • [7] Chandrashekar J. et al., T2Rs function as bitter taste receptors. Cell, 2000, 100, 703-711.
  • [8] Birch G., Sweet taste chemoreception. Food Chem. 1996, 56, 197.
  • [9] Lindemann В., Receptor seeks ligand: on the way to cloning the molecular receptors for sweet and bitter taste. Nat. Med., 1999, 5, 381-382.
  • [10] Reed D.R., Nanthakumar E., North M., Bell C., Bartoshuk L.M., Price R.A., Localization of a gene for bitter-taste perception to human chromosome; Am. J. Hum. Genet., 1999,64, 1478-1480.
  • [11] Kikut-Ligaj D., Skolik A. & Przybył A., Cytisine derivatives as a structural determinant for the bitter molecules. In Current Trends in Commodity Science. Ed. Zieliński R., Publisher: Wydaw. AE, Poznań, Poland, 2005, 2, 1054-1058.
  • [12] Marriere E., Rouden J., Tadino V., Lasne M. -C., Synthesis of analogues of (-)-cytisine for in vivo studies of nicotinic receptors using Positron Emission Tomography. Org. Lett, 2000, 8, 1121-1124.
  • [13] Botuha C., Galley C.M.S., Gallagher T., A short synthesis of (±)-cytisine. Org. Biomol. Chem., 2004, 2, 1825-1826.
  • [14] Anderson D.J., Arneric S.P., Nicotinic receptor bindingof [3H]-cytisine, |3H]nicotine and [3H]methylcarbamylcholine in rat brain. Eur. J. Pharmacol., 1994, 253, 261.
  • [15] Honda T., Takahashi R., Namiki H., Syntheses of (+)-cytisine, (-)-kuraramine, (-)-isokuramine and (-)-jussiaeiine. J. Org. Chem., 2005, 70, 499-504.
  • [16] Danieli В., Lesma G., Passarella D., Sacchetti A., Silvani A., Virdis A., Total enatioselective synthesis of (-)-cytisine. Org. Lett. 2004, 6(4), 493-496.
  • [17] Jasiczak J., Wysocka W., Skolik A., Matryca molekularna receptora smaku gorzkiego w badaniach struktury alkaloidów chinolizydynowych. Na pograniczu chemii i biologii, Ed. H. Koroniak, J. Barciszewski, Wyd. Nauk. UAM, 1999, 3, 505-531.
  • [18] Jasiczak J., Kikut-Ligaj D., Prediction of the Bitter Taste. Part III. Methodology. In Current Trends in Commodity Science. Ed. Zieliński R., Publisher: Wydaw. AE, Poznań, Poland, 2007; Volume 2, pp. 855-862.
  • [19] Skolik A., The correlation between taste and structure of sparteine and lupanine derivatives. Annals of the Polish Chemical Society, 2003, 1, 66-70.
  • [20] Jasiczak J., Wysocka W., Skolik A., The molecular matrix of bitter flavour receptors in studies of bis-quinolizidine alkaloids. Polish Journal of Commodity Science, 2005,2, 169-181.
  • [21] Kikut-Ligaj D., Jasiczak J., Bitter taste, its prognostication and role in nourishment. Polish Journal of Commodity Science, 2006, 6, 15-28.
  • [22] Kikut-Ligaj D., Jasiczak J., The molecular mould of bitter taste receptor in combination with the QSAR method for prediction of taste. In Commodity Science in Global Quality Perspective. Commodity - Trade - Environment, Ed.; Rang W., Changju Y., Min J., Jianghua L., Xuzhe F., Liqin L., Publisher: China Agriculture Press - Beijing, China, 2004; Volume l, pp. 148.
  • [23] El-Shazly A., Sarg T., Ateya A., Aziz E.A., Witte L., Wink M., Quinolizidine alkaloids from Argyrolobium uniflorum. Pharmazie, 1996, 51, 768-772.
  • [24] Marriere E., Rouden J., Tadino V., Lasne M.-C., Synthesis of analogues of (-)-cytisine for in vivo studies of nicotinic receptors using Positron Emission Tomography. Supporting Information, http://pubs.acs.org
  • [25] Boido C.C., Sparatore F., Synthesis and preliminary pharmagological evaluation of some cytisine derivatives. II Farmaco, 1999, 54 438-451.
  • [26] Imming P., Klaperski P., Stubbs M.T., Seitz G., Gundisch D., Syntheses and evaluation of halogenated cytisine derivatives and of bioisosteric thiocytisine as potent and selective zAChR ligands. Eur. J. Med. Chem., 2001, 36, 375-388.
  • [27] Nicolotti O., Boido C.C., Sparatore F., Carotti A., Cytisine derivatives as high affininty nAChR ligands: Synthesis and comparative molecular field analysis. II Farmaco, 2002, 57, 469-478.
  • [28] Rouden J., Ragot A., Gouault S., Cahard D., Plaquevent J.-C., Lasne M.-C., Region- and diastereoselective functionalization of (-)-cytisine: an unsual N-C acyl migration. Tetrahedron: Asymmetry, 2002, 13, 1299-1305.
  • [29] Przybył A.K., Kubicki M. A comparative study of dynamic NMR spectroscopy in analysis of selected N-alkyl, N-acyl, and halogenated cytisine derivatives. J. Mol Struct. 2010, doi: 10.1016/j.molstruc.2010.10.036
  • [30] Galasso V., Przybył А.К., Christov V., Kovac B., Asaro F., Zangrando E., Theoretical and experimental studies on the molecular and electronic structures of cytisine and unsaturated keto-sparteines. Chemical Physics, 2006, 325, 365-377.
  • [31] Polish standard PN-ISO 5492, Sensory analysis - vocabulaire, 1997 (in Polish).
  • [32] Polish standard PN-ISO 8586-1, General guidance for the selection, training and monitoring of assessor - part 1: selected assessor, 1998 (in Polish).
  • [33] Polish standard PN-ISO 8586-2, General guidance for the selection, training and monitoring of assessor - part 2: experts, 1998 (in Polish).
  • [34] Polish standard PN-ISO 8589, General guidance for the design of test rooms, 1998 (in Polish).
  • [35] Polish standard PN-ISO 6658, Sensory analysis-methodology-general guidance, 1998 (in Polish).
  • [36] Polish standard PN-ISO 3972, Sensory analysis-methodology-method of investigating sensitivity of taste, 1998 (in Polish).
  • [37] Skolik A., Use of scaling methods in investigating of the bitter taste. In Current Trends in Commodity Science. Ed.; Zieliński R., Publ.: Wyd. AE, Poznań, Poland, 2007, 2, 999-1003.
  • [38] Amerine M.A., Pangborn R.M., Roessler E.B., Principles of sensory evaluation of food. Academic Press New York & London, 1965.
  • [39] Wysocka W., Jasiczak J., The correlation between taste and structure of lupin alkaloids, In Recent advances of research in antinutritional factors in legume seeds and oilseeds, Ed. Muzquiz M., Hill G.D., Cuadrado C., Pedrosa M.M., Burbano C., Eds. EAAP publications No. 110, Wageningen, Publisher: Academic Publishers, Wageningen, 2004, 81-84.
  • [40] Mascagni P., Christodoulou M., Gibbons W.A., Asres K., Phillipson J.D., Niccolai N., Mangani S., Solution and crystal structure of cytisine, a quinolizidine alkaloid. J. Chem. Soc. Perkin Trans. II, 1987, 1159-1165.
  • [41] Freer A.A., Robins D.J., Sheldrake G.N., Structures of (-)-cytisine and (-)-N-methylcytisine: tricyclic quinolizidine alkaloids. Acta Cryst., 1987, 1119-1122.
  • [42] Birch G.G., Lee С.К., Structural functions and taste in the sugar series: The structural basis of bitterness in sugar analogues. J. Food Sci., 1976, 41(1), 1403-1407.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.ekon-element-000171188451

Zgłoszenie zostało wysłane

Zgłoszenie zostało wysłane

Musisz być zalogowany aby pisać komentarze.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.