El ferruginol es un fenol natural con una subestructura terpenoide . Específicamente, es un diterpeno de la clase química abietano , lo que significa que se caracteriza por tres anillos de seis miembros fusionados y grupos funcionales alquilo. El ferruginol fue identificado por primera vez en 1939 por Brandt y Neubauer como el componente principal de la resina del árbol Miro ( Podocarpus ferrugneus) [1] y desde entonces ha sido aislado de otras especies de coníferas de las familias Cupressaceae y Podocarpaceae . Como biomarcador, la presencia de ferruginol en fósiles, principalmente resina, se utiliza para describir la densidad de estas coníferas en esa biosfera en particular a lo largo del tiempo.
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido (4b S , 8a S ) -4b, 8,8-trimetil-2- (propan-2-il) -4b, 5,6,7,8,8a, 9,10-octahidrofenantren-3-ol | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 20 H 30 O | |
Masa molar | 286,459 g · mol −1 |
Densidad | 1,0 ± 0,1 g / cm 3 |
Punto de fusion | 56-57 ° C |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Fondo
El ferruginol es un abieteno fenólico, un tipo de diterpenoide tricíclico derivado de plantas terrestres. [2] Tiene una composición molecular de C 20 H 30 O con un peso molecular de 286 g / mol. Además de su presencia en el Verbenaceae familia, se ha encontrado en una variedad de familias de coníferas incluyendo Podocarpaceae , la antigua araucariáceas , y la extinta Cheirolepidiaceae . Es particularmente útil como biomarcador debido a su concentración en la familia Cupressaceae . [2] En estas coníferas, actúa como un metabolito vegetal, junto con algunas funciones protectoras y antibacterianas.
Preservación
Como terpenoide polar, se pensaba que el ferruginol tenía un potencial de conservación deficiente. Sin embargo, el descubrimiento de fósiles de resina proporcionó diterpenoides naturales inalterados que pueden usarse para comprender la diversidad botánica durante una edad geológica determinada. El análisis de macrofósiles o sedimentos arcillosos también se utiliza para identificar la presencia de ferruginol, aunque estas muestras pueden no estar completamente conservadas. La comparación de la composición de carbón o arcilla fosilizados de la misma región que los fósiles de resina puede indicar los precursores biológicos originales de estas muestras. Además, las alteraciones diagenéticas de los fósiles se pueden utilizar para comprender los cambios ambientales en el tiempo posterior a su formación. [3] general abietano diterpenoide abiético ácidos se han conectado a los productos diagenéticas simonellite y retene . La degradación microbiana y abiótica hace que la mayoría de los biomarcadores de coníferas no se puedan vincular a especies específicas, por lo que es especialmente útil encontrar muestras resinosas que puedan proporcionar una identificación más detallada. [4]
Debido a la mejor conservación del ferruginol y otros diterpenoides en la resina fósil, se ha descubierto que están subrepresentados en las muestras de sedimentos en comparación con las angiospermas, cuyas ceras de las hojas tienen más libertad para dispersarse por toda la muestra. Incluso en regiones que se sabe que tienen una gran abundancia de coníferas, se ha encontrado que las muestras de sedimentos contienen poco o ningún diterpenoide inalterado. Por lo tanto, la abundancia relativa de coníferas no se puede determinar directamente a partir de las concentraciones de biomarcadores en muestras de sedimentos, ya que esto estará sesgado por la conservación. [2]
La presencia de ferruginol también se ha utilizado en muestras más modernas como trazadores biológicos. Por ejemplo, analizar el propóleo del producto de las abejas ayuda a establecer la principal fuente botánica recolectada por las abejas. [5]
Medición
La preparación de la muestra para medir la abundancia de ferruginol varía según la forma que adopte inicialmente la muestra, aunque en general sigue la misma estructura. Después de triturar físicamente la muestra, se usa N , O -bistrifluoroacetamida (BSTFA) para transformar moléculas en derivados de trimetilsililo (TMS). Luego se extrae químicamente en fracciones neutras, aromáticas y polares utilizando eluyentes específicos, a menudo hexano, diclorometano y metanol, respectivamente. [2] Las fracciones aromáticas se analizan luego mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), y los datos de la biblioteca junto con los patrones de fragmentación se utilizan para identificar la composición molecular de cada pico notable y su concentración relativa en la muestra. El ferruginol se puede identificar con un peso molecular de 286 m / z. [3]
Junto con GC-MS, el ferruginol también se ha analizado utilizando polarización cruzada / resonancia magnética nuclear de giro de ángulo mágico (3C-CPMAS-NMR) para proporcionar un análisis más detallado. [6] Además, la espectrometría de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo (TOF-SIMS) se ha utilizado en combinación con GC-MS con muestras recolectadas de organismos aún vivos para obtener imágenes de superficie y perfiles de profundidad. [7]
Bioactividad
La investigación publicada en 2005 encontró que este y otros compuestos de la clase de Sequoia tienen propiedades antitumorales y antiinflamatorias in vitro en líneas celulares . Los estudios in vitro han demostrado la reducción de los tumores de colon, mama y pulmón humanos y también la reducción de las células transformadas con oncogén . También se ha encontrado que el ferruginol tiene actividad antibacteriana y efectos gastroprotectores. [8] [9] [10]
Contra las células de cáncer de ovario, indujo apoptosis , limitó la migración y provocó la detención del ciclo celular. Este impacto en las células cancerosas fue dependiente de la dosis, con dosis más altas de ferruginol inhibiendo con más éxito la migración. [11] Cuando se estudió contra células de cáncer de próstata humano, el ferruginol indujo de manera similar la muerte celular al suprimir las vías de señalización de supervivencia. [12] La actividad específica de inhibición del crecimiento tumoral (IG) es de 2 a 5 microgramos / mililitro. [13] Más allá de la actividad anticancerígena, los estudios con ratones mostraron que el ferruginol tenía propiedades antiinflamatorias contra la colitis ulcerosa inducida [14] y actuaba como un agente gastroprotector contra las lesiones gastrointestinales. [15]
Estudio de caso de biomarcadores: Brasil
La cuenca de Araripe en Brasil es bien conocida por la colección diversa y bien conservada de fósiles. A pesar de esto, la Formación Ipubi en el Grupo Santana central está poco explorada. Para comprender mejor la paleoflora, los investigadores de la Universidade Federal Rural de Pernambuco analizaron la resina ámbar de las lutitas negras que componen el sitio de recolección. El contenido palinológico se había utilizado para fechar la Formación Ipubi como Aptiano-Albiano (125–100,5 millones de años), y se pensó que las muestras de ámbar eran alóctonas , habiendo barrido de fuentes de coníferas cercanas. El análisis de GC-MS dio como resultado el cromatograma que se muestra a la derecha, con el pico de ferruginol marcado en rojo. Además, se utilizó 3C-CPMAS-NMR para comprender mejor la muestra. Los terpenoides analizados se separaron en tres grupos: monoterpenos, sesquiterpenoides y diterpenoides. Los diterpenoides de la clase abietánica fueron los más abundantes en el ámbar, aunque están ampliamente presentes en todas las familias de coníferas y, por lo tanto, son menos útiles para identificar especies contribuyentes específicas. La detección de ferruginol ayudó a limitar el origen biológico a las familias Cupressaceae , Podocarpaceae y Cheirolepidiaceae . Además, la ausencia de callitrisatos, kauranos y filocladanos excluyó a Cupressaceae como fuente. Por lo tanto, las posibles fuentes botánicas del ámbar recolectado en la Formación Ipubi fueron identificadas como Podocarpaceae y Cheirolepidiaceae. Los resultados de las muestras de ámbar son consistentes con las condiciones ambientales determinadas a partir de un análisis separado de la lutita bituminosa. [6]
Referencias
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