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| 名前 | |
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| IUPAC名
4β,12,14,16β,17,20-ヘキサヒドロキシ-4α,9-エポキシセバン-3β-イル 3,4-ジメトキシベンゾエート
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| 体系的なIUPAC名
(3 S ,4 S ,4a S ,6a S ,6b R ,8 S ,8a S ,9 R ,9a S , 12 S ,15a S ,15b R ,16a R ,16b S )-4,6b,8,8a,9,15b-ヘキサヒドロキシ-9,12,16b-トリメチルドコサヒドロ-2 H -4,16a-エポキシベンゾ[4,5]インデノ[1,2- h ]ピリド[1,2- b ]イソキノリン-3-イル 3,4-ジメトキシベンゾアート | |
| その他の名前
(3β,4β,16β)-4,12,14,16,17,20-ヘキサヒドロキシ-4,9-エポキシセバン-3イル 3,4-ジメトキシベンゾエート
3-ベラトロイルベラセビン | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.000.690 |
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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 | |
| Ｃ３６Ｈ５１ＮＯ１１ | |
| モル質量 | 673.800 グラムモル−1 |
| 融点 | 160～180℃（320～356℉、433～453K） |
| 危険 | |
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |
主な危険
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有毒 |
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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 インフォボックス参照
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ベラトリジンは、ユリ科の植物、特にベラトラム属とスコエノカウロン属に含まれるステロイドアルカロイドです。[1]皮膚や粘膜から吸収されると、心臓、神経、骨格筋の細胞膜にある電位依存性ナトリウムイオンチャネルに結合して不活性化を防ぐ神経毒として作用します。 [2]ベラトリジンは神経の興奮性と細胞内Ca 2+濃度を高めます。
分離
ベラトリジンは、 Schoenocaulon officinaleの種子とVeratrum albumの根茎から単離されています。これらの植物やメランティア科の類似植物に含まれる他のステロイドアルカロイドと同様に、炭水化物部分に結合したグリコシド結合の一部として存在します。[1]
初期の単離法は、硝酸塩を形成し、次に不溶性の硫酸塩形態を沈殿させる方法に依存していました。[3]これらの取り組みの記録は1878年に遡りますが、ベラトリジンの最初の真の精製は、1953年にKupchanらによって実施されました。これとその後の精製手順は、主にセバジンとベラトリジンを含む、 Veratrum植物に存在するアルカロイドの混合物であるベラトリンから始まります。硝酸塩は、ベラトリンを氷上で1％硫酸に溶解し、硝酸ナトリウムで沈殿させることによって形成されます。氷上の水に再懸濁した後、溶液をNaOH水溶液でpH 8.5にし、次にアンモニア水でpH 10にして別の沈殿物を形成し、これをエーテルで抽出し、次にクロロホルムで抽出します。エーテルとクロロホルムの画分を合わせて乾燥させます。乾燥した残渣を硫酸に溶解し、硫酸アンモニウム溶液を滴下してベラトリジンの硫酸塩を沈殿させる。最後に水酸化アンモニウムで遊離塩基形態を生成する。[4]
ベラトリンからベラトリジンをさらに分離するには、高性能液体クロマトグラフィー（HPLC）を使用します。市販のベラトリジンは純度が異なる可能性があるため、生物学的研究のためのベラトリン分離にはHPLCによるベラトリン精製が好ましい方法です。[3]
化学
構造
ベラトリジンはベラセビンの誘導体である3-ベラトロエートエステルであり、C-ノル-D-ホモステロイドアルカロイドのクラスに属します。このアルカロイドと関連アルカロイドの分子構造と立体化学は、数十年にわたる化学研究の末にようやく確立されました。[5]ベラトリジンの構造は、NMR分光法[6]とX線結晶構造解析[7]によって確認されています。
ベラトリジンは珍しいステロイド骨格を持っています。典型的な4環核は3つの6員環と1つの5員環（コレステロールに含まれるものなど）で構成されており、5員環は末端にあります。ベラトリジンや他のベラトラムアルカロイドは、5員環が2番目と3番目の6員環の間にあります。[1]
溶解度
ベラトリジンのpKaは9.54である。[4]エーテルにわずかに溶け、エタノールとDMSOに溶け、クロロホルムに自由に溶ける。[8]水への溶解度はpHに依存し、遊離塩基の形はわずかに溶けますが、1M HClには容易に溶けます。[8]硝酸塩は水にわずかに溶けます。[9]硫酸塩は吸湿性が非常に高い。[9]
作用機序と応用
ベラトリジンは神経興奮性を高めることで神経毒として作用する。電位依存性ナトリウムチャネルの結合部位2（バトラコトキシン、アコニチン、グラヤノトキシンが結合する部位と同じ）に結合し、持続的な活性化を引き起こす。[10]ベラトリジンは活性化閾値をより負の電位にシフトさせることでナトリウムチャネルの不活性化を阻害する。結果として生じるNa +の流入は細胞内Ca 2+濃度の上昇にもつながり、神経損傷の原因となる活性酸素種の過剰産生を引き起こす。[11]
ベラトリジンは皮膚や粘膜、経口摂取によって容易に吸収されます。最も影響を受ける組織は心臓、神経、骨格筋です。[2]ベラトリジン中毒の主な症状には、重度の吐き気、徐脈、低血圧、呼吸困難、流涎、筋力低下などがあります。[12]治療には活性炭、アトロピン、ベンゾジアゼピン（発作を起こしている場合）の投与が含まれます。 [12]
ベラトリジンはナトリウムチャネルに作用して細胞を脱分極させる能力があり、神経や筋線維の電気的特性を研究するための神経薬理学的ツールとして応用できる。[3]また、運動ニューロン刺激に対する筋肉反応を高める可能性があることから、重症筋無力症の治療薬としても試験されている。 [12]
さらに、この化合物は最近、精子の進行運動能を高めることが報告されました（それ自体では過剰活性化を引き起こしませんが）。この化合物は、受精能獲得時に起こるタンパク質チロシンリン酸化を促進する可能性があり、その効果はリドカインとテトロドトキシンの存在下では阻害されます。
ベラトリジンは、それ自体では先体反応に何らかの効果があるとは報告されていませんが、プロゲステロン誘発性の先体反応を阻害することができます。さらに、ベラトリジンには膜電位をより正の方向に変える効果があり、プロゲステロンの[Ca 2+ ]iおよび精子膜電位に対する効果も修正します。
Nav 1.8の活性化はベラトラジンの作用機序の重要なポイントであり、その結果、このナトリウムイオンチャネルがこの化合物の効果を調整します。ベラトラジンは追加のNavチャネルも活性化します。これらの事実は、ヒト精子の受精能獲得、運動能の調節、受精能獲得、プロゲステロン誘発性先体反応など、成熟精子機能の調節におけるこれらのベラトラジン感受性タンパク質の重要性を裏付けるものです。[13]
参考文献
- ^ abcd 「ステロイドアルカロイド」。薬用植物学 | 植物 | ハーブ | ハーブ | 伝統医学 | 代替医療 | 植物学。2018年5月2日閲覧。
- ^ ab ウイヴァーリ、イシュトヴァーン (2010)。ヘイズの農薬毒性ハンドブック。エルゼビア。 119–229ページ。土井：10.1016/b978-0-12-374367-1.00003-3。ISBN 9780123743671。
- ^ abc Reed, Juta K.; Gerrie, Jacqualine; Reed, Kenton L. (1986年1月). 「高性能液体クロマトグラフィーによるベラトリンからのベラトリジンの精製」. Journal of Chromatography A. 356 : 450–454. doi :10.1016/s0021-9673(00)91516-4. ISSN 0021-9673.
- ^ ab McKinney, LC; Chakraverty, S.; De Weer, P. (1986-02-15). 「ベラトリジンの精製、溶解度、pKa」.分析生化学. 153 (1): 33–38. doi :10.1016/0003-2697(86)90056-4. ISSN 0003-2697. PMID 3963380.
- ^ SM Kupchan (1968). 「第2章 ステロイドアルカロイド：ベラトラムグループ」 RHF Manske (編) 『アルカロイド：化学と生理学』 第10巻 ニューヨーク：アカデミック・プレス pp. 193–285. doi :10.1016/S1876-0813(08)60254-7. ISBN 978-0-12-469510-8。
- ^ VV Krishnamurthy; JE Casida (1988). 「2D NMR技術によるセバジンとベラトリジンの完全なスペクトル割り当て」Magn. Reson. Chem . 26 (11): 980–989. doi :10.1002/mrc.1260261109. S2CID 95613710.
- ^ PW Codding (1983). 「ナトリウムチャネル神経毒の構造研究。2. ベラトリジン過塩素酸塩の結晶構造と絶対配置」J. Am. Chem. Soc . 105 (10): 3172–3176. doi :10.1021/ja00348a035.
- ^ ab 「製品情報：ベラトリジン」（PDF）。シグマアルドリッチ。 2018年5月2日閲覧。
- ^ ab 『メルクインデックス（第10版）』ラウェイ：メルク社、1983年、1422ページ。
- ^ ab Denac, H.; Mevissen, M.; Scholtysik, G. (2000 年 12 月). 「電位依存性ナトリウムチャネルの構造、機能、薬理学」Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology . 362 (6): 453–479. doi :10.1007/s002100000319. ISSN 0028-1298. PMID 11138838. S2CID 15065230.
- ^ フェケテ、アダム;フランクリン、ローラ。池本武史ロザ、バラズ。レンドバイ、バラーズ。シルベスター・ヴィジ、E.ゼルズ、ティボール (2009-08-31)。 「持続的ナトリウム電流活性化剤ベラトリジン誘発性 Ca2+上昇のメカニズム: てんかんへの影響」。神経化学ジャーナル。111 (3): 745–756。土井：10.1111/j.1471-4159.2009.06368.x。ISSN 0022-3042。PMID 19719824。S2CID 11122159 。
- ^ abc 「ベラトリジン - 国立医学図書館 HSDB データベース」toxnet.nlm.nih.gov . 2018年5月2日閲覧。
- ^ L. カンデナス、FM ピント、A. セフード＝ロマン、C. ゴンサレス＝ラヴィナ、M. フェルナンデス＝サンチェス、N. ペレス＝エルナンデス、他。ベラトリジン感受性 Na+ チャネルはヒトの精子の受精能力を調節します。生命科学。 2018年3月; 196:48-55。