柚皮素(Naringenin)是一種主要存在於柑橘類水果中的黃酮類化合物,其生化反應機轉涉及多種生物學過程,以下是其主要的生化反應機轉:
1. 生物合成途徑
柚皮素的生物合成主要通過植物中的苯丙烷代謝途徑(Phenylpropanoid Pathway)進行。這個過程包括以下步驟:
- 酪氨酸或苯丙氨酸作為前體物質,通過酪氨酸氨基酶(Tyrosine Ammonia Lyase, TAL)或苯丙氨酸氨基酶(Phenylalanine Ammonia Lyase, PAL)轉化為反式肉桂酸(trans-Cinnamic Acid)。
- 反式肉桂酸經過一系列酶促反應,包括4-羥化酶(Cinnamic Acid 4-Hydroxylase, C4H)和4-香豆酸CoA連酶(4-Coumaroyl-CoA Ligase, 4CL),最終形成p-香豆酰CoA(p-Coumaroyl-CoA)。
- p-香豆酰CoA與三個丙二酰CoA(Malonyl-CoA)單元在查爾酮合酶(Chalcone Synthase, CHS)的作用下,形成查爾酮(Chalcone)。
- 查爾酮通過查爾酮異構酶(Chalcone Isomerase, CHI)的作用,轉化為柚皮素[1][19][22]。
2. 抗氧化作用
柚皮素具有強大的抗氧化活性,這主要是因為其分子結構中含有羥基(-OH)基團,這些基團能夠捕獲自由基,從而減少氧化應激。柚皮素的抗氧化能力雖然不如其他黃酮類化合物,但其在體內的抗氧化作用仍然顯著[5][23]。
3. 抗炎症作用
柚皮素能夠抑制多種炎症相關的分子途徑,包括:
- 抑制NF-κB信號通路,從而減少炎症介質如TNF-α、IL-6的產生[21]。
- 調節MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)通路,減少炎症反應[21]。
4. 抗癌作用
柚皮素在抗癌方面的機轉包括:
- 誘導癌細胞凋亡(Apoptosis),通過上調p53、Bax和Caspase-3的表達,同時下調Bcl-2和Survivin的表達[3][5]。
- 抑制癌細胞增殖,通過影響細胞周期調控蛋白如CDK2、CDK4、Cyclin D1的表達[4]。
- 抑制血管生成(Angiogenesis),減少腫瘤生長所需的血管供應[15]。
5. 其他生物學作用
- 神經保護作用:柚皮素能夠減少神經毒性和氧化應激,保護神經組織[9][14]。