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| 名前 | |
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| 推奨されるIUPAC名
4-ヒドロキシノン-2-エナール[1] | |
| その他の名前
4-ヒドロキシ-2-ノネナール
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| 4660015 (2 E、4 R ) | |
| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| メッシュ | 4-ヒドロキシ-2-ノネナール |
パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| Ｃ9Ｈ16Ｏ2 | |
| モル質量 | 156.225 グラムモル−1 |
| 密度 | 0.944 g⋅cm −3 |
| 沸点 | 125～127 °C (257～261 °F; 398～400 K) 2トル |
| ログP | 1.897 |
| 酸性度（p Ka） | 13.314 |
| 塩基度(p K b ) | 0.683 |
| 関連化合物 | |
関連するアルケナール
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グルコ酸 マロンジアルデヒド |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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4-ヒドロキシノネナール、または4-ヒドロキシ-2E-ノネナール、4-ヒドロキシ-2-ノネナール、4-HNE 、またはHNE（C 9 H 16 O 2）は、細胞内の脂質過酸化によって生成されるα、β-不飽和ヒドロキシアルケナールです。4-HNEは、この過程で生成される主要なα、β-不飽和ヒドロキシアルケナールです。無色の油です。動物組織全体に存在し、ストレスイベントの増加による脂質過酸化連鎖反応の増加により、酸化ストレス時にはより多く存在します。4-HNEは、細胞周期イベントから細胞接着までのさまざまな経路で、細胞シグナル伝達において重要な役割を果たすと仮定されています。[2]
4-ヒドロキシノネナールの初期の同定と特性は、エステルバウアーらによって報告されました。[3]彼らは同じ化合物を合成しました。[4]このトピックはそれ以来頻繁にレビューされており、[5]ある情報源では、この化合物を「多面的機能を持つ最も研究されているLPO（脂質過酸化）生成物」と説明しています。[6]
合成
4-ヒドロキシノネナールは、アラキドン酸やリノール酸などのオメガ6脂肪酸を含む脂質、およびそれらの15-リポキシゲナーゼ代謝物である15-ヒドロペルオキシエイコサテトラエン酸や13-ヒドロペルオキシオクタデカジエン酸の酸化で生成されます。[7]これらは最も研究されているものですが、同じプロセスで他の酸素化α,β-不飽和アルデヒド（OαβUA）も生成され、これらは4-オキソ-トランス-2-ノネナール、4-ヒドロキシ-トランス-2-ヘキセナール、4-ヒドロペルオキシ-トランス-2-ノネナール、4,5-エポキシ-トランス-2-デセナールなどのオメガ3脂肪酸に由来することもあります。
タンパク質付加物
4-HNEは、システイン、ヒスチジン、リジンを標的とするマイケル付加反応、またはアルギニンやリジンを標的とするシッフ塩基の形成を介してタンパク質に結合することができる。[6]
リジン付加物（(4-HNE)-リジンまたは4-ヒドロキシノネナリシン）は、「酸化特異的エピトープ」および脂質酸化「分解生成物」と呼ばれています。[8] [9]これは、4-HNEのカルボニル基がリジンに直接付加されることによって、低密度リポタンパク質の酸化修飾 によって生成されます。[8] [9]
病理学
これらの化合物は、生体の細胞や組織、または加工や保存中の食品で生成される可能性があり、[10] [11]後者は食事を通じて吸収されます。 1991年以来、OαβUAは、慢性炎症、神経変性疾患、成人呼吸窮迫症候群、動脈硬化、糖尿病、さまざまな種類の癌など、多くの疾患の原因物質である可能性があると考えられているため、大きな注目を集めています。[12]
4-HNEは細胞の健康に二重のホルミシス作用があるようです。細胞内濃度が低い場合（約0.1～5マイクロモル）は細胞に有益で、増殖、分化、抗酸化防御、代償機構を促進しますが、高濃度（約10～20マイクロモル）では、カスパーゼ酵素の誘導、ゲノムDNAのラダー化、ミトコンドリアからのシトクロムcの放出などのよく知られた毒性経路を引き起こし、最終的には細胞死（濃度に応じてアポトーシスと壊死の両方による）につながることが示されています[要出典] 。HNEは、アルツハイマー病、白内障、アテローム性動脈硬化症、糖尿病、がんなどのいくつかの疾患の病理に関連しています。[13]
食品に多価不飽和アシル基を添加する傾向が高まっていますが、同時に一部の OαβUA を食品に添加する潜在的なリスクが伴い、これは 2007 年に実施されたいくつかの研究ですでに検出されています。 [14]疫学的および臨床的研究により、PUFA が脳の発達に影響を及ぼす可能性や、心血管疾患に対する治療および/または予防に影響を及ぼす可能性があることが明らかになって以来、市販の PUFA 強化食品は増加しています。[15] [16]しかし、PUFA は非常に不安定で酸化されやすいため、前述のように多くの疾患の原因物質である可能性があると考えられている有毒な OαβUA が大量に含まれていれば、PUFA サプリメントの最大の有益な効果が得られない可能性があります。[17]
ケータリングや家庭で繰り返し使用される調理油にも特別な注意を払う必要があります。なぜなら、これらのプロセスで非常に大量のOαβUAが生成され、食事を通じて容易に吸収される可能性があるからです。[18]
解毒と関連反応
4-HNE には、共役アルデヒドと C=C 二重結合、および炭素 4 のヒドロキシ基という 2 つの反応基があります。α ,β-不飽和ケトンはマイケル受容体として機能し、チオールを付加してチオエーテル付加物を生成します。
4-HNE を細胞から解毒および除去するのに特に適した酵素の小グループがあります。このグループには、hGSTA4-4 や hGST5.8 などのグルタチオン S-トランスフェラーゼ(GST)、アルドース還元酵素、アルデヒド脱水素酵素が含まれます。これらの酵素は HNE 触媒に対するK m値が低く、これらの酵素が圧倒され細胞死が避けられない臨界閾値量まで、細胞内濃度を制御するのに非常に効果的です。
グルタチオン S-トランスフェラーゼ hGSTA4-4 および hGST5.8 は、 α-β 不飽和カルボニルへの共役付加を介してグルタチオンペプチドの 4-ヒドロキシノネナールへの共役を触媒し、より水溶性の分子 GS-HNE を形成します。この共役反応が可能な他の GST もありますが (特にα クラス)、これらの他のアイソフォームは効率がはるかに低く、それらの生成は、より特異的な 2 つのアイソフォームの生成のように、4-HNE の形成を引き起こすストレス イベント (過酸化水素、紫外線、熱ショック、抗がん剤などへの曝露など) によって誘導されません。この結果は、hGSTA4-4 および hGST5.8 が、そのような蓄積が引き起こす下流の影響を排除するために 4-HNE を解毒する目的でヒト細胞によって特異的に適応していることを強く示唆しています。
ミトコンドリア酵素アルデヒド脱水素酵素2（ALDH2）の活性増加は、動物モデルにおいて心虚血に対する保護効果があることが示されており、研究者らによって仮定されたメカニズムは4-ヒドロキシノネナール代謝であった。[19]
輸出
GS-HNEはグルタチオンS-トランスフェラーゼの活性を強力に阻害するため、生理的速度で結合が起こるように細胞外に排出されなければならない。[20] Ral相互作用GTPase活性化タンパク質（RLIP76、Ral結合タンパク質1としても知られる）は、GS-HNEを細胞質から細胞外空間に輸送する活性が高い膜結合タンパク質である。このタンパク質はヒト細胞株におけるそのような輸送の約70％を占め、残りは多剤耐性タンパク質1（MRP1）によって占められていると思われる。[21] [22]
参考文献
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