הסיווג של תרכובות ססקוויטרפן והתקדמות המחקר שלהן

טרפנואידים הם חלק חשוב של תרכובות אורגניות טבעיות, וכיום ישנם יותר מ-50,000 מבנים טרפנואידים מדווחים. מחקרים מצאו שלחלק מהטרפנואידים הטבעיים יש פעילות אנטי-גידולית, אנטי-דלקתית ואנטי-בקטריאלית, וטרפנואידים טבעיים פעילים ביולוגית כוללים ססקוויטרפנים, דיטרפנואידים, מונוטרפנואידים, דיסקווטרפנואידים וטריטרפנואידים, ביניהם הססקיטרפנואידים הם הטרפנואידים בעלי המספר והסוגים הגדולים ביותר של השלד, והמבנים שלהם מכילים אטומי פחמן אחד או יותר עם קשרים כפולים או קשרים משולשים אטומי פחמן, אותם ניתן לחלק לסוגים חד-טבעיים, כפולים, טריפיקליים וטטרציקליים לפי מספר טבעות הפחמן. לפי מספר אטומי הפחמן המרכיבים את הטבעת, ניתן לחלק אותה לטבעת בת חמישה איברים, לטבעת שישה איברים וטבעת ססקוויטרפן בטבעת שבעה, וכן ניתן לחלקה לאלכוהול ססקוויטרפן, ססקוויטרפן קטון, ססקוויטרפן לקטון וכו'. לפי קבוצות שונות המכילות חמצן.

Sesquiterpenes נמצאים נרחב בצמחים, מיקרואורגניזמים, אורגניזמים ימיים וחרקים מסוימים. הצמחים בעלי התכולה הגבוהה ביותר של ססקוויטרפנים היו ליבנה ושרף ליבנה ממשפחת ליבנה, והתכולה הגבוהה יותר של ססקוויטרפנים בחומרי מרפא מסורתיים היו Asteraceae בסוג Asteraceae, Atractylodes בסוג Asteraceae ו Mulchflower בסוג Asteraceae. מנטה בסוג נענע במשפחת ה-Lamiaceae, Zeeland בסוג Shoots במשפחת Lamiaceae; ורבנה בסוג Verbena במשפחת ה-Werbenaceae וג'נטיאן בסוג הג'נטיאנים במשפחת הג'נטיאנים ועוד. מחקרים מודרניים מצאו כיססקוויטרפנואידיםיש מגוון רחב של פעילויות ביולוגיות כגון אנטי-גידול, אנטיבקטריאלי, אנטי-דלקתי, אנטי-נוירוטוקס, אנטי-ויראלי, פעילות מדכאת חיסונית, הגנה על הכבד וקרדיוטוני.

1. אלכוהול ססקוויטרפן

אלכוהול ססקוויטרפן מכיל מבנה המורכב מקבוצות הידרוקסיל אלכוהול, שלכולן יחידת קבוצות משותפת (-OH), ולקבוצה הפונקציונלית של אלכוהול ססקוויטרפן מבנה של 15 אטומי פחמן. בין ששת אלכוהולי הססקוויטרפן הנפוצים ביותר הם פרנסול, נרולידול, וטיבול, פצ'וליול, סנדלול ואקליפטול. לאלכוהול לססקוויטרפן יש מגוון פעילויות ביולוגיות, ומחקרים הראו שלאלכוהול ססקוויטרפן מבודד מנרולידול יש פעילות קוטל חרקים ופעילות אנטי-גידולית. כמה תרכובות מונומר של אלכוהול ססקוויטרפן, כגון אלכוהול ססקוויטרפן המופק מאגר-עץ המכילים שרף מהסוג עיכוב אגארווד, עיכבו את שחרור תחמוצת החנקן (NO) המושרה על ידי ליפופוליסכריד (LPS) במקרופאגים RAW264.7, מה שמצביע על כך שלתרכובות יש אנטי-אוקסיד טובים. פעילות דלקתית. ה-Sesquiterpene alcohol and medol, -eucalyptol, -eucalyptol, elemenol וכן הלאה המופקים מ-Atractylodes attractylodes הם בעלי השפעה של עיכוב הפרשת חומצת קיבה, הליקובקטר פילורי וקידום ריפוי כיב פפטי.

2. ססקוויטרפנון

קבוצת הקטון היא הקבוצה המחומצת המרכיבה את קטון הססקוויטרפן, הקבוצה הפונקציונלית של הקטון היא קבוצת הקרבוניל, ושני קצוות ה-CO מחוברים עם אשכולות אטומיים, כלומר למבנה הכימי של כל הקטונים יש 1 משותף יחידה (C=O). ססקוויטרפנים נפוצים כוללים בין היתר פרנגיפאני, דמסנון, יונון, ארטמיסינון, קטון אטלנטי, ולנון. מחקרים הראו כי לקטונים ולקטונים בלתי רוויים במבנה של ססקיטרפנון יש השפעות חזקות נגד גידולים. תוצאות המחקר הראו כי ל-sesquiterpene ketone jimaketone בתמצית Curcuma הייתה השפעה מעכבת תלוית זמן ותלויה במינון על תאי הפטומה G2. בנוסף לאנטי גידול, הגמזון המופק מכורכומה יכול להפחית משמעותית את מידת הפציעה בעכברים עם פגיעה ריאות חריפה הנגרמת על ידי LPS, ומנגנון הפעולה קשור לקידום קיטוב מקרופאגים M1 ל-M2 ועיכוב ההפעלה של NOD- כמו קולטן חלבון 3 (NLRP3) inflammasome, מה שמצביע על כך שלגמזון יש השפעה אנטי דלקתית חזקה. לקטוטימי המור אלקיל המתקבלים מהשורש של Angelica poly-morha Maxim., השייכת למשפחת Apiaceae, יש עיכוב טוב של H+, K+-ATPase, אפקט אנטי כיב קיבה, ויש לו גם השפעה של עיכוב התכווצות שריר חלק רחם ושיכוך כאבים, ומנגנון הפעולה שלו בטיפול בדיסמנוריאה עשויים להיות קשורים לאנטגוניזם של יוני סידן.

3. ססקיטרפן לקטון

ססקוויטרפן לקטונים הם הססקוויטרפנואידים הנחקרים ביותר, טבעות ססקוויטרפן הן מבנים מחזוריים המורכבים מ-15 אטומי פחמן, וטבעות לקטון הן מבנים מחזוריים המורכבים מ-5 אטומי פחמן ו-1 אטום חמצן, הייחודיות של מבנה זה גורמת לססקוויטרפן למגוון פעילויות ביולוגיות. מחקרים הראו של-מתילן- -לקטונים יש אנטי-גידול סרטניפעילות, בעוד שללקטונים בלתי רוויים יש פעילויות אנטי דלקתיות חזקות. נמצא כי ל-9 ססקוויטרפן לקטונים בעלי ייקון הייתה פעילות אנטי-גידולית, ושלושה לקטונים של ססקוויטרפן אנהידרין, אובדלין וסונכיפולין יכולים לעכב את התפשטותם של קווי תאי סרטן צוואר הרחם האנושיים (תאי HeLa) על ידי גרימת אפופטוזיס. 6 ססקוויטרפן לקטונים אובדפולין, אנהידרופולין, פולימטין B, אנהידרין, אובדלין, סונצ'יפולין מעכבים שגשוג תאים בדרגות שונות בשלוש שורות תאים, כולל HeLa, תאי לוקמיה חריפה פרומיאלומיאלוטיים אנושיים (HL-60) ותאי{{{מלנומה של עכברים}}. 5}}F10). ססקוויטרפן לקטון חדש, marivolin A, בודד וזוהה מהסוג Asteraceae, והתוצאות הראו שתרכובת זו הראתה השפעה מעכבת על שחרור NO מתאי RAW264.7 המושרה על ידי LPS חיידקי. ארבעה ססקוויטרפן לקטונים oxydicholicin, isodeoxydicholicin, ectocholides ודיכולידים המופקים מהסוג Asteraceae יכולים לעכב באופן משמעותי את פעילות ההתרבות של סרטן ריאות אנושיים לא קטנים. שני ססקוויטרפן לקטונים zaluzanin-C ו-estafiatone שבודדו מ-Ainsliaea acerifolia ממשפחת Asteraceae הפחיתו את LPS/IFN-, גרמו לייצור NO במקרופאגים RAW264.7, עיכבו סינתזת PGE2 ועיכבו LPS/IFN-{1NOS, COX{iNOS, COX. } ביטוי חלבון ו-m-RNA במקרופאגים RAW264.7, ויכולים גם לעכב את ההפעלה של NF-κB ואת הזרחון של IκB, ובכך להפחית את IκB. הוצע כי zaluzanin-C ו-estafiatone יכולים להפעיל השפעות אנטי דלקתיות על ידי מניעת פירוק של IκB, עיכוב שעתוק גרעיני NF-κB, ולאחר מכן עיכוב הביטוי של iNOS, COX-2 ושחרור PGE2. Costuno-lide יכול להפעיל השפעות אנטי דלקתיות על ידי עיכוב הפעילות של p38MAPK ו-ERK, ובכך לעכב את ההתמיינות של תאי CD4+ T. Feverolide הוא לקטון ססקוויטרפן המופק מצמחי Asteraceae, והאתרים הביו-אקטיביים שלו מרוכזים בעיקר בטבעת -מתיל- -לקטון שלו, שיכולה להיקשר ספציפית לחלבונים רב-תכליתיים בתאים, ובכך לווסת את הביטוי של חלבונים במורד הזרם במסלול האיתות . מחקרים הראו כי ל-feverolide יש השפעות אנטי-גידוליות על תאי סרטן המעי הגס HCT116 ו-RKO, תאי סרטן הריאות NCI-H1299, meloblastoma HL604 ושורות תאים אחרות, ומנגנון הפעולה שלו הוא בעיקר הפעלת p53 ו-MDM2-מוסדר מדכא גידוליםחלבוניםבנוסף, זה יכול גם לשפר את p53 על ידי הפחתת רמות ה-p-AKT ו-pS166-Mdm2 כדי לקדם אפופטוזיס בתאי סרטן.

4. סוגים אחרים

בנוסף, ישנן קבוצות פונקציונליות נוספות המכילות חמצן של סיווגי ססקוויטרפן, כגון ססקוויטרפן אלדהידים, חומצות ססקוויטרפן קרבוקסיליות ועוד. בנוסף לסיווג לפי הקבוצה המכילה חמצן, קיימת גם מחלקה של ססקוויטרפנים הנקראת ססקוויטרפנים. ניתן לחלק לגואיאציאן, אקליפטן, ערער וסוגים נוספים של ססקוויטרפנים לפי המבנה שלהם. סוג זה של semiterpene נמצא בעיקר בצמחי מרפא, כגון equisetae, eleutheroaceae, קטניות ו-Asteraceae. ססקוויטרפנים מסוג גואיאק הם מחלקה של תרכובות ססקוויטרפן המבודדות מעלים וגבעולים של גואיאק, עם מבנים טבעתיים בעלי חמישה ושבעה איברים, רובם מכילים 4,10-דימתיל-7-איזופרופילן- מבוסס, עם פעילות אנטי ויראלית, אנטי גידולית ואנטי דלקתית. ססקוויטרפנואידים מסוג אקליפטן הם מחלקה של ססקוויטרפנואידים דו-ציקליים עם עמוד שדרה של דקהידונפטלין, שהיא תרכובת המונומר הנפוצה ביותר המבודדת באגרווד, ובעלת פעילות ביולוגית חשובה, ו-54 ססקוויטרפנואידים מסוג אקליפטן בודדו וזוהו מאגרווד בבית ומאברואד. ססקוויטרפנים של ג'וניפר דומים במבנה לאקליפטן, עם ההבדל שתחליפי איזופרופיל ו-2 תחליפים מתיל נמצאים בעמדות שונות. בנוסף, הססקוויטרפנים מחולקים גם לפוראן, ספיראלן, ארימופנול, פרובנילן וכשות.

בשנים האחרונות, לססקוויטרפנואידים החדשים שהתגלו יש מבנים מגוונים ופעילות פרמקולוגית עשירה, אך יש מעט מחקרים על מנגנון הפעולה ויכולת הסמים שלהם. מאמינים כי עם העמקת המחקר יתברר יותר ויותר מנגנון הפעולה של הפעילות הביולוגית של הססקוויטרפנואידים, וצפוי כי יתגלו מהם תרופות נוגדות גידול ואנטי דלקתיות חדשות ויעילות.