Loading article…
| |
| 名前 | |
|---|---|
| 推奨されるIUPAC名
(5 S )-5-ヒドロキシ-1-(4-ヒドロキシ-3-メトキシフェニル)デカン-3-オン | |
| その他の名前
[6]-ジンゲロール; 6-ジンゲロール
| |
| 識別子 | |
| |
3Dモデル（JSmol）
|
|
| チェビ |
|
| チェムBL |
|
| ケムスパイダー |
|
| ECHA 情報カード | 100.131.126 |
| ケッグ |
|
パブケム CID
|
|
| ユニ |
|
CompTox ダッシュボード ( EPA )
|
|
| |
| |
| プロパティ | |
| Ｃ17Ｈ26Ｏ4 | |
| モル質量 | 294.38 グラム/モル |
| 融点 | 30～32℃（86～90℉、303～305K） |
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。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
| |
| ジンゲロール | |
|---|---|
| 熱 | 非常に熱い（化学） |
| スコヴィル値 | 60,000 シュウ |
ジンゲロール（[6]-ジンゲロール）は、生のショウガに含まれるフェノール性 植物化学物質で、舌の熱受容体を活性化します。 [1] [2]通常はショウガの根茎に刺激臭のある黄色の油として含まれていますが、低融点の結晶性固体を形成することもあります。この化合物はショウガ科のすべての植物に含まれており、アフリカショウガ属の植物だけでなく、 パラダイスショウガにも高濃度で含まれています。
ショウガを調理すると、逆アルドール反応によってジンゲロールがジンゲロンに変化します。ジンゲロンは辛味が少なく、スパイシーで甘い香りがします。ショウガを乾燥させたり軽く加熱したりすると、ジンゲロールは脱水反応を起こしてショウガオールを形成します。ショウガオールはジンゲロールの約2倍の辛味があります。[3]これが、乾燥ショウガが生ショウガよりも辛味が強い理由です。[4]
ショウガには[8]-ジンゲロール、[10]-ジンゲロール、[5]、[12]-ジンゲロール[6]も含まれており、これらは総称してジンゲロールと呼ばれます。
生理学的潜在能力
ジンゲロール化合物の前臨床メタアナリシスでは、抗癌、抗炎症、抗真菌、[7]抗酸化、神経保護[8]、胃保護特性が報告されており、これにはin vitroおよびin vivoの研究が含まれています。[9]いくつかのin vivo研究では、ジンゲロールが糖尿病患者の健康的な血糖調節を促進することを提案しています。[10] [11] [12]多くの研究で、白血病、[13] 前立腺がん、[14] 乳がん、[15] 皮膚がん、 [16]卵巣がん、[17]肺がん、[18]膵臓がん[19]および大腸がんを含む広範囲のがんに対するジンゲロールの効果について検討されています。[20]ヒトにおけるジンゲロールの生理学的影響を観察する臨床試験はあまり行われていません。[21] [22]
ジンゲロールが細胞に及ぼす影響に関連する化学的メカニズムの多くは徹底的に研究されているが、臨床現場での研究はほとんど行われていない。これは、天然の植物化学物質の変動性が高く、研究において有効性が不足しているためである。 [21] [23]ジンゲロールを含むほとんどの生薬は、米国食品医薬品局の規制下にあり、実験方法は精査に耐えられず、植物化学物質研究の価値が低下している。 [23] [21]東洋医学研究への資金不足のため、生薬は臨床現場での品質保証、効力、有効性がテストされていない。[21] [6]-ジンゲロールに関する研究のほとんどは、マウスを対象（in vivo）または培養されたヒト組織（in vitro）で行われており、将来的には多標的疾患制御への応用の可能性を議論するために使用される可能性がある。
ジンゲロールの抗真菌能力を精査した調査では、アフリカ産のショウガは、より一般的に栽培されているインドネシア産のショウガよりも、ジンゲロールとショウガオールの化合物の含有量が多いことが報告されています。[7]抗真菌特性をテストしたところ、アフリカ産ショウガは13種類のヒト病原体と戦い、市販のインドネシア産ショウガよりも3倍効果的でした。[7]ジンゲロール化合物は、ショウガオール、パラドール、ジンゲロンなどの他の植物化学物質と連携して作用すると考えられています。[7]
前立腺がんに対するさまざまな植物化学物質の効果を調べたメタ分析では、マウスを使用した 2 つの特定の研究で、[6]-ジンゲロール化合物がミトコンドリア膜に干渉してがん細胞のアポトーシスを誘導することが観察されました。[14]また、がん細胞の増殖を止めるために G1 期タンパク質を破壊することに関連するメカニズムも観察されましたが、これは他の関連する抗がん研究の関連する利点でもあります。[14] [20] [17] [19]ジンゲロール植物化学物質ががん細胞に作用する主なメカニズムは、タンパク質の破壊のようです。 [6]-ジンゲロールと [6]-パラドールの抗発がん活性は、腫瘍の開始に関連する活性化タンパク質を標的としたマウス皮膚がんに関連する細胞メカニズムを観察する研究で分析されました。ジンゲロール化合物は、AP-1 タンパク質を阻害することで正常細胞からがん細胞への変換を阻害し、がんが発生した場合にはパラドールが細胞毒性活性によりアポトーシスを促進しました。 [16] [13] [6]-ジンゲロールは、がん細胞において細胞周期停止能力、アポトーシス作用、酵素結合細胞シグナル伝達受容体の分解を示す。ジンゲロールは、細胞分裂のG1期とG2期の複製に必要なサイクリンタンパク質の翻訳を阻害することにより、増殖を止めることが観察されている。[24]がん細胞でアポトーシスを促進するために、シトクロムCがミトコンドリアから排出され、ATP産生が停止して機能不全のミトコンドリアが残る。シトクロムCはアポトーソームを組み立て、カスパーゼ-9を活性化して死刑執行カスパーゼカスケードを開始し、DNAをヒストンに効果的に分解してアポトーシスを促進する。 [6]-ジンゲロールは、ミトコンドリアの表面にある抗アポトーシスBcl-2タンパク質も阻害し、その結果、プロアポトーシスBcl-2タンパク質が細胞死を開始する能力が高まる。がん細胞は、酵素結合シグナル伝達経路を通じて発現する成長ホルモン活性化タンパク質を大量に示します。PI-3-キナーゼのリン酸化を停止することで、Akt タンパク質は PH ドメインと結合できなくなり、下流のシグナルが効果的に不活性化されます。Bad タンパク質を抗アポトーシス タンパク質に結合させ続けることで、細胞の成長を促進できなくなり、結果として、アポトーシスを促進する二重ネガティブ細胞シグナル伝達経路が実現します。
培養されたヒト乳がん細胞にさまざまな濃度の[6]-ジンゲロールを投与し、生細胞への影響を調べた。濃度依存の結果、5μMでは影響はなかったが、10μMでは16%の減少が見られた。[15] [6]-ジンゲロールは乳がん細胞内の転移を促進する3つの特定のタンパク質を標的とし、接着は比較的変化しなかったものの、[6]-ジンゲロールはがん細胞の侵入とサイズの増大を阻害した。[15]この研究は、がん細胞の増殖に影響したメカニズムは、マトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）と呼ばれる細胞外分解酵素を転写する特定のmRNAの減少によるものであることを示唆している。 [15]ヒト細胞をin vitroで使用した試験では、ジンゲロールが酸化ストレスと戦う能力を示した。[22]用量濃度反応は逆転しており、用量濃度が増加するにつれて細胞内のフリーラジカルの量は減少した。[22]
シスプラチンは化学療法薬であり、高用量で使用すると腎不全を引き起こし、この命を救う薬の制限要因と考えられています。[6]-ジンゲロールを使用することで、ラットの腎不全の発生を予防しました。 [ 25] [6]-ジンゲロールは用量依存的な結果でグルタチオン産生を改善し、用量が高いほど[6]-ジンゲロールの効果が高まることを示唆しました。[25]
ジンゲロール化合物は、細胞毒素調節因子であるグルタチオンの増加により、糖尿病患者に効果があると考えられています。 [11]抗高血糖作用は、糖尿病および重度肥満のマウスで研究されました。ジンゲロール化合物は、合成インスリン活性化因子を必要とせずに細胞内のグルコース取り込みを増加させ、空腹時血糖を低下させ、耐糖能を高めました。[10]別の研究では、ジンゲロール植物化学物質の生理学的利点に関連する正確な代謝メカニズムは、マウスでリポタンパク質コレステロールを低下させ、耐糖能を改善しながら、酵素活性（CAT）とグルタチオン産生が増加したと結論付けられました。[11]心臓不整脈は糖尿病患者によく見られる副作用であり、ジンゲロールの抗炎症作用は、体内の血糖値を下げることでそのリスクを抑制しました。 [ 12]
[6]-ジンゲロールの抗酸化作用は、アルツハイマー病に対する防御として考えられてきました。ある研究では、細胞のDNA断片化とミトコンドリア膜電位の劣化に対する保護を担う分子メカニズムが観察され、ジンゲロールの神経保護サポートを示唆しています。 [8]この研究は、ショウガが抗酸化作用を通じて神経細胞を含む細胞内のグルタチオン産生をアップレギュレーションし、ヒト神経芽細胞腫細胞とマウス海馬細胞におけるアルツハイマー病のリスクを低下させることを示しています。[8]
多くの研究は、細胞の酸化損傷と戦うためにショウガの植物化学物質を使用することのリスクが低いことを示唆しているが、遺伝毒性効果の可能性を示唆する研究もいくつかある。ある研究では、ヒトの肝細胞癌細胞に過剰に投与したところ、DNA断片化、染色体損傷、細胞小器官の膜不安定化が起こり、アポトーシス行動につながる可能性がある。[26]濃度が高レベルに達すると、ジンゲロール化合物には酸化促進作用があるが、通常の状態では、観察されたこれらの植物化学物質は抗炎症性および抗酸化性があると考えられる。[26]別の研究[6]では、ラットの腹腔内注射で低体温反応を引き起こしたところ、ジンゲロールは代謝率を著しく阻害したが、経口で過剰に摂取した場合は体温に変化はなかった。[27]
生合成
ショウガ（Zingiber officinale）とウコン（Curcuma longa）は、1976年のデニフとホワイティングによる6-ジンゲロール生合成の研究[28]と1997年のシュレーダーの研究[29]に基づいて、フェニルプロパノイド経路を利用して推定III型ポリケチド合成酵素産物を生成すると疑われていた。6-ジンゲロールはショウガの根茎に含まれる主要なジンゲロールであり、鎮痛効果などの興味深い薬理活性を有する。6-ジンゲロールの生合成は完全には解明されていないが、ここではもっともらしい経路を示す。
提案された生合成経路（図 1）では、L-フェニルアラニン（1）が出発物質として使用されます。これは、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ（PAL）を介して桂皮酸（2）に変換されます。次に、桂皮酸 4-ヒドロキシラーゼ（C4H）を使用してp-クマリン酸（3）に変換されます。次に、4-クマレート：CoA リガーゼ（4CL）を使用して、 p-クマロイル-CoA （5）が得られます。p-クマロイルシキミ酸トランスフェラーゼ（CST）は、シキミ酸と p-クマロイル-CoAの結合を担う酵素です。複合体（5）は、次に、p-クマロイル 5-O-シキミ酸 3'-ヒドロキシラーゼ（CS3'H）によって C3 で選択的に酸化され、アルコールになります。CST の別の作用により、この中間体からシキミ酸が切断され、カフェオイル-CoA（7）が生成されます。芳香環上の所望の置換パターンを得るために、カフェオイル-CoA O-メチルトランスフェラーゼ（CCOMT）は、フェルロイル-CoA（8）に見られるように、C3のヒドロキシル基をメトキシに変換します。Ramirez-Ahumadaらによると、このステップまで酵素活性は非常に活発です。[30] 6-ジンゲロール（10）の最終合成には、いくつかのポリケチド合成酵素（PKS）と還元酵素が関与していると推測されています。
メトキシ基の付加がポリケチド合成酵素の縮合段階の前か後かは不明であるため、メトキシ基がPKS活性の後に導入される代替経路が図2に示されている。この代替経路では、関与する酵素はシトクロムp450ヒドロキシラーゼとS-アデノシル-L-メチオニン依存性O-メチルトランスフェラーゼ（OMT）である可能性が高い。[30]還元酵素による還元段階には、PKS活性の直後、PKSおよびヒドロキシラーゼ活性の後、または最後にPKS、ヒドロキシラーゼ、およびOMT活性の後の3つの可能性がある。
参考文献
- ^ Mao QQ, Xu XY, Cao SY, Gan RY, Corke H, Beta T, Li HB (2019年5月). 「Zingiber officinale Roscoe)」.食品. 8 (6): 185. doi : 10.3390/foods8060185 . PMC 6616534. PMID 31151279 .
- ^ Yin, et al. (2019年6月17日). 「ショウガに含まれる辛味成分によるTRPV1チャネル活性化の構造メカニズム」. British Journal of Pharmacology . 176 (17): 3364–3377. doi :10.1111/bph.14766. PMC 6692589. PMID 31207668 .
- ^ NSF International ショウガの 根茎と粉末抽出物中のジンゲロールとショウガオールの高速液体クロマトグラフィーによる測定 [全文引用が必要]
- ^ マギー、ハロルド (2004)。「トロピカルスパイスの調査」。マギーの食品と料理。ホッダーとスタウトン。p. 426。ISBN 0-340-83149-9。
- ^ Zick SM、Djuric Z、Ruffin MT、Litzinger AJ、Normolle DP、Alrawi S、他 (2008 年 8 月)。「健康なヒト被験者における 6-ジンゲロール、8-ジンゲロール、10-ジンゲロール、6-ショウガオールおよび共役代謝物の薬物動態」。Cancer Epidemiology , Biomarkers & Prevention。17 (8): 1930–6。doi :10.1158/ 1055-9965.EPI -07-2934。PMC 2676573。PMID 18708382。
- ^ Park M, Bae J, Lee DS (2008年11月). 「ショウガの根茎から単離された[10]-ジンゲロールと[12]-ジンゲロールの歯周病菌に対する抗菌活性」.植物療法研究. 22 (11): 1446–9. doi :10.1002/ptr.2473. PMID 18814211. S2CID 31384218.
- ^ abcd Ficker C, Smith ML, Akpagana K, Gbeassor M, Zhang J, Durst T, et al. (2003年9月). 「生姜からの抗真菌化合物のバイオアッセイによる単離および同定」. Phytotherapy Research . 17 (8): 897–902. doi :10.1002/ptr.1335. PMID 13680820. S2CID 4141252.
- ^ abc Lee C、Park GH、Kim CY、Jang JH (2011 年 6 月)。「[6]-ジンゲロールは、細胞の抗酸化防御システムを強化することで、β-アミロイド誘発性の酸化細胞死を軽減します」。食品および化学毒性学。49 (6): 1261–9。doi :10.1016/j.fct.2011.03.005。PMID 21396424 。
- ^ Baliga MS、Haniadka R、Pereira MM、D'Souza JJ、Pallaty PL、Bhat HP、Popuri S (2011 年 7 月)。「ショウガとその植物化学物質の化学予防効果に関する最新情報」。 食品科学と栄養に関する批評レビュー。51 (6): 499–523。doi :10.1080/ 10408391003698669。PMID 21929329。S2CID 45531427 。
- ^ ab Son MJ、Miura Y、Yagasaki K (2015年8月)。「培養細胞および肥満糖尿病モデルマウスにおけるジンゲロールの抗糖尿病効果のメカニズム」。Cytotechnology。67 ( 4 ) : 641–52。doi : 10.1007 /s10616-014-9730-3。PMC 4474985。PMID 24794903。
- ^ abc Tamrakar AK、Singh AB、Srivastava AK（2009年2月）。「 抗糖尿病薬発見研究における代替モデルとしてのdb/+マウス」。Archives of Medical Research。40（2）：73–8。doi ：10.1016/j.arcmed.2008.12.001。PMID 19237015 。
- ^ ab El-Bassossy HM、Elberry AA、Ghareib SA、Azhar A、Banjar ZM、Watson ML（2016年9月）。「糖尿病ラットにおける6-ジンゲロールによる心臓保護」。生化学 および生物物理学的研究通信。477 （4）：908–914。doi ：10.1016/ j.bbrc.2016.06.157。PMID 27378426。S2CID 205946473 。
- ^ ab Wei QY、Ma JP、Cai YJ 、 Yang L、Liu ZL (2005 年 11 月)。「中国ショウガの根茎に含まれるジアリールヘプタノイドとジンゲロール関連化合物の細胞毒性とアポトーシス活性」。Journal of Ethnopharmacology。102 (2): 177–84。doi :10.1016/ j.jep.2005.05.043。PMID 16024193 。
- ^ abc Salehi B, Fokou PV, Yamthe LR, Tali BT, Adetunji CO, Rahavian A, et al. (2019年6月). 「前立腺がんにおける植物化学物質：生理活性分子から今後の治療薬まで」. Nutrients . 11 (7): 1483. doi : 10.3390/nu11071483 . PMC 6683070. PMID 31261861 .
- ^ abcd Lee HS、Seo EY、Kang NE 、 Kim WK (2008年5月)。「[6]-ジンゲロールはMDA-MB-231ヒト乳がん細胞の転移を阻害する」。栄養生化学ジャーナル。19 (5):313–9。doi :10.1016/j.jnutbio.2007.05.008。PMID 17683926 。
- ^ ab Bode AM、Ma WY、Surh YJ、Dong Z（2001年2月）。「[6]-ジンゲロールによる上皮成長因子誘導細胞形質転換および活性化タンパク質1活性化の阻害」。癌研究。61 （3）：850–3。PMID 11221868 。
- ^ ab Rhode J、Fogoros S、Zick S、Wahl H、Griffith KA、Huang J、Liu JR (2007 年 12 月)。「ショウガは卵巣がん細胞における細胞増殖を抑制し、血管新生因子を調節する」。BMC 補完代替医療。7 ( 1 ): 44。doi : 10.1186 /1472-6882-7-44。PMC 2241638。PMID 18096028。
- ^ Semwal RB、Semwal DK、 Combrinck S、Viljoen AM (2015 年 9 月)。「ジンゲロールとショウガオール: ショウガの重要な栄養補助食品成分」。Phytochemistry。117 : 554–568。doi : 10.1016 /j.phytochem.2015.07.012。PMID 26228533 。
- ^ ab Park YJ、Wen J、Bang S、Park SW、Song SY（2006年10月）。「[6]-ジンゲロールは変異p53発現膵臓癌細胞の細胞周期停止および細胞死を誘導する」。延世医学雑誌。47 （5）：688–97。doi ： 10.3349 /ymj.2006.47.5.688。PMC 2687755。PMID 17066513 。
- ^ ab Lee SH、Cekanova M、Baek SJ (2008 年 3 月)。「ヒト大腸がん細胞 における6-ジンゲロール誘導性細胞増殖停止およびアポトーシスには複数のメカニズムが関与している」。分子 発がん性。47 ( 3): 197–208。doi :10.1002/mc.20374。PMC 2430145。PMID 18058799。
- ^ abcd Betz JM、Brown PN 、 Roman MC（2011年1月）。「天然物研究における化学測定の精度、精密度、信頼性」。Fitoterapia 。 2010年DSHEAシンポジウム論文、シカゴ、イリノイ州、米国。82 （1）：44–52。doi ：10.1016/j.fitote.2010.09.011。PMC 3026088。PMID 20884340。
- ^ abc ドゥガサニ S、ピチカ MR、ナダラジャ VD、バリジェパリ MK、タンドラ S、コルラクンタ JN (2010 年 2 月)。 「[6]-ジンゲロール、[8]-ジンゲロール、[10]-ジンゲロール、および[6]-ショウガオールの抗酸化作用および抗炎症作用の比較」。民族薬理学ジャーナル。127 (2): 515-20。土井：10.1016/j.jep.2009.10.004。PMID 19833188。
- ^ ab Pelkonen O, Xu Q, Fan TP (2014年1月). 「なぜハーブ医薬品の研究が重要なのか、そしてその品質をどのように改善できるのか?」Journal of Traditional and Complementary Medicine . 4 (1): 1–7. doi : 10.4103/2225-4110.124323 . PMC 4032837 . PMID 24872927.
- ^ Mao, Qian-Qian; Xu, Xiao-Yu; Cao, Shi-Yu; Gan, Ren-You; Corke, Harold; Beta, Trust; Li, Hua-Bin (2019年6月). 「ショウガ（Zingiber officinale Roscoe）の生物活性化合物と生物活性」.食品. 8 (6): 185. doi : 10.3390/foods8060185 . PMC 6616534 . PMID 31151279.
- ^ ab Kuhad A, Tirkey N, Pilkhwal S, Chopra K (2006). 「6-ジンゲロールはラットにおけるシスプラチン誘発性急性腎不全を予防する」BioFactors . 26 (3): 189–200. doi :10.1002/biof.5520260304. PMID 16971750. S2CID 21531335.
- ^ ab Yang G, Zhong L, Jiang L, Geng C, Cao J, Sun X, Ma Y (2010年4月). 「6-ジンゲロールのヒト肝癌G2細胞に対する遺伝毒性効果」.化学生物学的相互作用. 185 (1): 12–7. doi :10.1016/j.cbi.2010.02.017. PMID 20167213.
- ^ 植木 誠、三好 正之、志度 修、長谷川 淳、渡辺 哲也 (2008 年 4 月)。「ショウガの辛味成分である [6]-ジンゲロールの全身投与は、代謝率の抑制効果によりラットの低体温を誘発する」。ヨーロッパ薬理学ジャーナル584 (1): 87–92。doi : 10.1016 /j.ejphar.2008.01.031。PMID 18295202 。
- ^ Denniff, Phillip; Whiting, Donald A. (1976). 「ショウガの辛味成分[6]-ジンゲロールの生合成」Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (18): 711. doi :10.1039/C39760000711.
- ^ Schröder, Joachim (1997). 「植物特異的ポリケチド合成酵素ファミリー：事実と予測」. Trends in Plant Science . 2 (10): 373–378. doi :10.1016/S1360-1385(97)87121-X.
- ^ ab Ramirez-Ahumada M、Timmermann BN、Gang DR (2006 年 9 月)。「ウコン (Curcuma longa) とショウガ (Zingiber officinale) におけるクルクミノイドとジンゲロールの生合成: クルクミノイド合成酵素とヒドロキシシナモイル-CoA チオエステラーゼの同定」。Phytochemistry . 67 ( 18): 2017–29. doi :10.1016/j.phytochem.2006.06.028. PMID 16890967。
外部リンク
- スチルベノイド、ジアリールヘプタノイド、ジンゲロールの生合成経路（genome.jp）