Metabolisme van de flavonol Kaempferol in niercellen

Contactpersoon: emily.li@wecistanche.com

Metabolisme van flavonol Kaempferol in niercellen maakt de B-ring vrij om co-enzym Q-biosynthese binnen te gaan

Lucía Fernández-del-Río¹, et al

AbstractSamenvatting: Co-enzym Q (CoQ) is een essentieel onderdeel van de mitochondriale elektronentransportketen en een belangrijke antioxidant die aanwezig is in alle celmembranen. CoQ-tekortkomingen komen vaak voor bij veroudering en bij leeftijdsgerelateerde ziekten, en de huidige behandelingen zijn beperkt tot CoQ-suppletie. Strategieën die afhankelijk zijn van CoQ-suppletie, lijden aan een slechte opname en handel in dit zeer hydrofobe molecuul. In een eerdere studie werd gemeld dat het voedingsflavonol kaempferol dient als een CoQ-ringprecursor en dat het het CoQ-gehalte inniercellen, maar noch het deel van het molecuul dat de CoQ-biosynthese binnengaat, noch het mechanisme werd beschreven. In deze studie werd kaempferol, specifiek gelabeld in de B-ring, geïsoleerd uit Arabidopsis-planten.Niercellenbehandeld met deze verbinding opgenomen de B-ring van kaempferol in nieuw gesynthetiseerde CoQ, wat suggereert dat de B-ring wordt gemetaboliseerd via een mechanisme beschreven in plantencellen. Kaempferol is een natuurlijke flavonoïde die aanwezig is in fruit en groenten en heeft antioxiderende, kankerbestrijdende en ontstekingsremmende therapeutische eigenschappen. Een beter begrip van de rol van kaempferol als een CoQ-ringprecursor maakt deze bioactieve verbinding een potentiële kandidaat voor het ontwerp van interventies die gericht zijn op het verhogen van de endogene CoQ-biosynthese en kan CoQ-deficiënte fenotypes bij veroudering en ziekte verbeteren.

Trefwoorden flavonoïden; flavonol; kaempferol; co-enzym Q;niercellen; voorloper

Cistanche kan de nierfunctie verbeteren

1. Inleiding

Co-enzym Q (CoQ of ubiquinon) is een klein lipofiel molecuul dat alomtegenwoordig in celmembranen wordt aangetroffen. Structureel is het samengesteld uit een benzochinonring en een polyisopreenstaart die in lengte varieert tussen soorten [1]. Bij zoogdieren zijn CoQ9 (negen-isopreenstaart) en CoQ10 (tien-isopreenstaart) aanwezig, waarbij CoQ9 overheersend is bij knaagdieren en CoQ10 bij mensen [1]. CoQ-synthese vindt plaats in mitochondriën via meerdere stappen die worden uitgevoerd door ten minste 14 eiwitten die bekend staan ​​als COQ-eiwitten [1,2]. CoQ speelt een rol bij meerdere cellulaire functies [3,4]. De primaire functie van CoQ is echter om elektronen en protonen van de ademhalingscomplexen I en II te accepteren en te doneren aan complex III [1,4]. Deze redoxcapaciteit stelt CoQ in staat om te schakelen tussen drie verschillende toestanden: ubiquinon (geoxideerd), semiquinon (semi-geoxideerd) en ubiquinol (gereduceerd) [1,5]. In zijn ubiquinolvorm speelt CoQH2 een belangrijke rol als antioxidant en biedt het bescherming aan DNA, eiwitten en lipiden tegen oxidatieve stress [6,7].

Het CoQ-gehalte neemt af met de leeftijd in een verscheidenheid aan zoogdierweefsels, zoals blijkt uit een verminderde biosynthesesnelheid [8-10]. De mogelijkheid om het CoQ10-gehalte te verhogen door middel van voedingssuppletie is de afgelopen decennia uitgebreid onderzocht [6,9]. Hoewel er meer gecontroleerde studies nodig zijn om de effectiviteit van CoQ10 als anti-verouderingsmedicijn bij mensen te bepalen [11], werd eerder gemeld dat CoQ-plasmaspiegels bij ouderen correleren met verhoogde fysieke activiteit en lagere oxidatieve schade aan lipiden; en dat CoQ10-suppletie de vitaliteit, fysieke prestaties en kwaliteit van leven bij oude personen verbetert [9]. Het argument voor gunstige effecten van CoQ10-suppletie is sterker voor een aantal leeftijdsgerelateerde ziekten zoals hart- en vaatziekten, neuropathieën, ontstekingen, metabool syndroom, artritis, carcinogenese, diabetes, osteoporose en hypercholesterolemie [3,8,11]. Van CoQ10-suppletie is aangetoond dat het ontstekingsmarkers vermindert, die vaak in hoge concentraties aanwezig zijn bij de bovengenoemde leeftijdsgerelateerde ziekten [12-14].

De lange polyisoprenoïdeketen maakt CoQ10 echter zeer lipofiel en moeilijk te absorberen. CoQ10-voedingssupplementen vormen verschillende uitdagingen, waaronder specifieke absorptie via het maagdarmkanaal [5], cellulaire opname op het plasmamembraan, transport over intracellulaire membranen en assimilatie door mitochondriën. Al deze handelsstappen maken het proces van exogene CoQ10-suppletie zeer inefficiënt [3,9]. In dit opzicht worden alternatieve vehikels voor CoQ10-toediening bestudeerd (bijv. capsules op oliebasis, nanodeeltjes) [3,15,16], evenals nieuwe strategieën die de endogene synthese van CoQ zouden kunnen versterken [2,3]. Eerder beschreven we het vermogen van kaempferol, een flavonol gevonden in fruit en groenten, om het CoQ-gehalte te verhogen door op te treden als een nieuwe CoQ-precursor in muis en mens.niercellen[17]. De exacte metabole route via welke kaempferol deelneemt aan de CoQ-biosynthese werd echter niet geïdentificeerd. Er werden twee hypothesen voorgesteld: (1) Kaempferol zou een direct substraat kunnen zijn van COQ2 in de biosyntheseroute van CoQ en zou vervolgens worden gemetaboliseerd door de verschillende COQ-eiwitten totdat het de uiteindelijke structuur van CoQ bereikte; of als alternatief, (2) kaempferol zou in de cel kunnen worden gemetaboliseerd om een ​​potentiële CoQ-ringprecursor te produceren, die vervolgens zou worden geïntegreerd in de CoQ-biosyntheseroute [17]. In een recente studie beschreven Soubeyrand en co-auteurs [18] dat in planten de biosynthetische routes van flavonoïden en CoQ inderdaad met elkaar verbonden zijn en dat kaempferol kan dienen als een voorloper voor de synthese van CoQ. Ze bewezen dat de B-ring van kaempferol wordt onderworpen aan peroxidatieve splitsing, om 4-hydroxybenzoëzuur (4HB) te geven, een veel voorkomende voorloper van de benzochinonring van CoQ [18].

Het doel van dit werk is om de relatie tussen kaempferol en CoQ in zoogdiercellen verder te beschrijven. Onze resultaten laten zien dat inniercellen, is de B-ring van kaempferol het deel van het molecuul dat de CoQ-biosynthese binnengaat, wat suggereert dat het voor planten beschreven mechanisme waarschijnlijk behouden blijft bij gewervelde dieren.

2. Resultaten

Om beter te begrijpen hoe kaempferol functioneert als een CoQ-precursor in zoogdiercellen, hebben we besloten om te testen of de B-ring van kaempferol het deel van het molecuul is dat de CoQ-biosynthetische route binnengaat, zoals werd gemeld in planten [18]. Onze pogingen om kaempferol specifiek 13C-gelabeld in de B-ring (13C6-[B-ring]-kaempferol) chemisch te synthetiseren, waren niet succesvol. Als alternatieve strategie kozen we ervoor om 13C6-[B-ring]-kaempferol te isoleren uit kweken van de plant Arabidopsis thaliana. Een dergelijke in vivo synthese van met de B-ring gelabeld kaempferol is mogelijk omdat planten de B-ring van kaempferol uitsluitend afleiden uit de fenylgroep van fenylalanine [19]. Daarentegen zijn de A-ring en C-ring afkomstig van malonyl-CoA [19]. Door 13C6-L-fenylalanine (13C6-Phe) te voeren aan Arabidopsis-planten die onder steriele omstandigheden zijn gekweekt, kan men daarom kaempferol verkrijgen dat specifiek op de B-ring is gelabeld [18]. Bovendien, om de accumulatie van kaempferol te stimuleren, werd de 13C6-Phe-voeding uitgevoerd met behulp van een flavonoïde-30-hydroxylase Arabidopsis knock-out, die kaempferol niet verder kan metaboliseren tot anthocyanines [20]. Opgemerkt moet worden dat kaempferol dat met een dergelijke methode wordt verkregen, bestaat uit een mengsel van 13C6-[B-ring]-kaempferol en niet-gelabeld kaempferol, dat aanwezig was in de plantenweefsels voorafgaand aan de voeding met 13C{{36 }}Ph. De specifieke verrijking van 13C6-[B-ring]-kaempferol in het mengsel dat voor onze experimenten werd gebruikt, was ongeveer 10 procent van de totale hoeveelheid kaempferol (dwz ongelabeld plus gelabeld).

Met behulp van 13C6-[B-ring]-kaempferol, geëxtraheerd en gezuiverd uit Arabidopsis, behandelden we muizennierproximale tubulus epitheliale (TKPTS) cellen en gemeten de novo en totale inhoud van CoQ (Figuur 1). Niet-gelabeld kaempferol, universeel 13C-gelabeld kaempferol (13C-kaempferol) en 13C-gelabeld 4HB (13C 6-4 HB) werden gebruikt als complementaire behandelingen (Figuur 1a). Cellen die waren behandeld met ethanoldragers werden als controle opgenomen. We hebben waargenomen dat in termen van totale CoQ (CoQ plus 13C6-CoQ), zowel het CoQ9- als het CoQ10-gehalte werd verhoogd door behandeling met kaempferol (onafhankelijk van het label) en 4HB (Figuur 1b, c), zoals eerder beschreven voorniercellen [17]. 13C6-CoQ werd gedetecteerd in cellen die waren behandeld met 13C-kaempferol en 13C6-4HB, wat overeenkomt met de rol van deze verbindingen als voorlopers van de CoQ-ring [17,21]. Met name de behandeling met 13C6-[B-ring]-kaempferol leidde ook tot de synthese van 13C6-CoQ (Figuur 1b,c), wat aangeeft dat de B-ring van kaempferol het deel is van de molecuul dat de CoQ-biosynthese binnengaat. Zoals verwacht resulteerde de lagere specifieke labeling van de B-ring in het 13C6-[B-ring]-kaempferol/kaempferol-mengsel in de lagere hoeveelheid 13C6-CoQ (Figuur 1b,c)

3. Discussie

Kaempferol is een natuurlijk flavonol-type flavonoïde dat aanwezig is in thee en in tal van groenten en fruit zoals broccoli, druiven, boerenkool, tomaten en citrusvruchten, onder andere [22,23]. De meest bekende eigenschappen van kaempferol zijn de ontstekingsremmende effecten bij zowel acute als chronische ontstekingen en de rol bij de preventie van meerdere soorten kanker [24–26]. Bovendien is aangetoond dat het de lever- en hartfunctie beschermt en metabole en neurodegeneratieve ziekten voorkomt [24,26]. Van Kaempferol wordt gedacht dat het zijn gunstige effecten bereikt door de regulatie van een groot aantal cellulaire routes [24,26], maar zijn antioxidantfunctie kan ook belangrijk zijn. Kaempferol verlaagt de oxidatieve stress en lipideperoxidatie aanzienlijk en kan de antioxidantafweeractiviteit verbeteren [26]. De C-3 hydroxylgroep wordt als bijzonder belangrijk beschouwd voor deze antioxidantactiviteit [27].

In 2015 Xie et al. [21] beschreef dat de voedingsstof resveratrol, die is gekoppeld aan meerdere gezondheidsvoordelen [28], kan dienen als een ringvoorloper in de biosynthese van CoQ in Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae en zoogdiercellen. In een later onderzoek werd bovendien beschreven dat kaempferol werkt als een CoQ-ringprecursor en dat het het CoQ-gehalte in zoogdiercellen verhoogt [17]. De toename van CoQ veroorzaakt door kaempferol bleek sterker te zijn dan het effect van andere polyfenolen, waaronder resveratrol. In feite vertoonden quercetine, naringenine, luteoline en piceatannol geen enkel effect [17]. Deze studies koppelden natuurlijke producten die over het algemeen in de voeding aanwezig zijn aan de biosynthese van CoQ, hoewel het mechanisme dat verantwoordelijk is voor de opname niet werd bepaald. Onlangs werd beschreven dat de synthese van flavonoïden inderdaad verband houdt met de synthese van CoQ in planten [18]. Bovendien toonden de auteurs aan dat in planten de B-ring van kaempferol wordt gesplitst door nog onbekende peroxidasen die 4HB produceren dat direct de CoQ-biosyntheseroute binnengaat [18].

Hier hebben we bevestigd dat vergelijkbare enzymen aanwezig kunnen zijn in zoogdiercellen, waardoor een vergelijkbaar mechanisme kan optreden. Hoewel aanvullende studies nodig zijn om te bepalen of de splitsing van kaempferol bij zoogdieren 4HB produceert, bewijzen onze resultaten dat de B-ring van de flavonol het deel van het molecuul is dat de CoQ-biosynthetische route binnengaat (Figuur 2). Deze specifieke enzymen moeten worden gedeeld in planten en zoogdiercellen, maar lijken afwezig te zijn in S. cerevisiae, althans in de genetische achtergrond van BY4741, aangezien werd beschreven dat gist 13C-kaempferol zeer marginaal incorporeerde [17]. In planten vereist de chemie van de reactie de gelijktijdige aanwezigheid van een dubbele binding tussen C-2 en C-3, en een hydroxylgroep op C-3 [18], aangezien dihydrokaempferol (geen C2-C3 dubbele binding) en naringenine (geen C2-C3 dubbele binding noch C-3 –OH) waren geen substraten van de peroxidatieve splitsing. De eerdere onafhankelijke waarneming dat apigenine (geen dubbele C2-C3-binding) en naringenine het CoQ-gehalte inniercellen [17] ondersteunt de hypothese dat planten en zoogdieren een soortgelijk mechanisme delen.

Gezien de beperkte biologische beschikbaarheid van CoQ10-supplementen, is de stimulering van de endogene synthese van CoQ de focus geweest van verschillende onderzoeken [1,9]. Begrijpen hoe kaempferol de CoQ-biosynthetische route verbetert, is van buitengewoon belang, aangezien het vermogen om het endogene CoQ-gehalte te verhogen een sterk potentieel heeft om CoQ-tekorten geassocieerd met veroudering of ziekte te verbeteren. Bovendien zouden patiënten extra voordelen kunnen vinden, aangezien de regelmatige consumptie van flavonoïden verband houdt met een verminderd risico op leeftijdsgerelateerde ziekten zoals hierboven beschreven [24–26]. Hoewel de biologische beschikbaarheid van kaempferol vrij laag is [29], is de toename van CoQ inniercellenwerd waargenomen bij doses die fysiologisch haalbaar zijn, door orale suppletie of door consumptie van flavonoïden-bevattend voedsel [27], en zelfs een kleine aanvullende hoeveelheid CoQ-precursoren zou de metabole flux ten gunste van CoQ-synthese kunnen verplaatsen.

Aanvullend onderzoek is nodig om kaempferol te karakteriseren als een efficiënte verbinding voor de behandeling van CoQ-tekortkomingen. Verdere in-vitro- en in-vivo-onderzoeken zijn nodig om de relatie tussen kaempferol en CoQ volledig te begrijpen, de meest geschikte formulering van de bioactieve verbinding te vinden en de enzymen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de peroxidatieve splitsing.

4. Materialen en methoden

4.1. Chemicaliën en reagentia

Niet-gelabeld kaempferol werd verkregen van Santa Cruz Biotechnology, Inc. (Dallas, TX, VS); 13C6-4HB van Cambridge Isotope Laboratories, Inc. (Tewksbury, MA, VS); en 13C-kaempferol van Isolife (Wageningen, Nederland). CoQ9- en CoQ10-standaarden werden verkregen van Sigma-Aldrich (San Luis, MO, VS). Dipropoxy-CoQ10 werd in wezen gesynthetiseerd zoals beschreven door Edlund [30] voor diethoxy-Q10, behalve dat 1-propanol werd vervangen door ethanol terwijl de andere reagentia en omstandigheden werden gehandhaafd. 13C6-[B-ring]-kaempferol werd bereid uit in vitro kweken van Arabidopsis thaliana flavonoïde-30 -hydroxylase knock-out planten die 48 uur werden gevoed met 250 µM doses 13C6-L-fenylalanine ( Cambridge Isotope Laboratories, Inc., Tewksbury, MA, VS) [18]. Bladeren (~ 1,5 g) werden gehomogeniseerd met behulp van een Pyrex-weefselmolen in 5 x 900 µL methanol en de extracten werden gedurende 10 minuten bij 18, 000 x g gecentrifugeerd. De supernatanten (5 x ~ 800 L) werden samengevoegd en gemengd tot een gelijk volume van 2 M HCl en gedurende 40 minuten bij 70 C geïncubeerd om de glycosyl-kaempferol-conjugaten te hydrolyseren. Hydrolysaathoeveelheden (200 µl) werden gemengd met een gelijk volume van 100 procent methanol en 15 min gecentrifugeerd bij 18 000 x g. Monsters (elk 100 L) werden gechromatografeerd op een Zorbax Eclipse Plus C18-kolom (4,6 x 100 mm, 3,5 m; Agilent Technologies, Santa Clara, CA, VS) die op 30 C werd gehouden met behulp van een lineaire gradiënt van 25-min. van 10 mM ammoniumformiaat pH 3,5 tot 100 procent methanol bij een stroomsnelheid van 0,8 ml/min. Kaempferol (18,7 min) werd verzameld door de absorptie bij 365 nm te volgen, met stikstofgas drooggedampt en vervolgens opnieuw gesuspendeerd in 100 procent methanol voor kwantificering met behulp van een molaire extinctiecoëfficiënt van 21.242 M−1cm−1. MS/MS-analyses gaven aan dat het preparaat was samengesteld uit ~10 procent van 13C-gelabeld kaempferol (M plus 6) en ~90 procent van ongelabeld kaempferol.

4.2. Celkweekcondities en behandelingen

Muisnierproximale tubulus epitheliale (TKPTS) cellen [31], werden geleverd door Dr. Elsa Bello-Reuss (Texas Tech University Health Science Center, Lubbock, TX, VS) en Dr. Judit K. Magyesi (de University of Arkansas for Medical Sciences, Little Rock, AR, VS). TKPTS-cellen werden gekweekt in DMEM/F12 met 4,5 g/l glucose en aangevuld met 10 procent foetaal runderserum (FBS), 2 mM L-glutamine en gentamicine-amfotericine B (125 µg/ml en 5 mg /ml, respectievelijk). Culturen werden op 37 C gehouden in een bevochtigde atmosfeer met 5 procent CO2. Voor CoQ-bepalingen werden cellen gezaaid in 12-putjesplaten met een initiële hoeveelheid van 60,000 cellen/putje en behandeld met 5 µM kaempferol, 13C-kaempferol, 13C6-[B -ring]-kaempferol, of 1 µM 4HB gedurende 48 uur. In de vorige publicatie waarin we kaempferol beschreven als een nieuwe CoQ-precursor, werden experimenten gedaan met 10 µM 13C-kaempferol [17]. De beperkte hoeveelheid 13C6-[B-ring]-kaempferol die beschikbaar was, bracht ons er echter toe de gebruikte concentratie te verlagen, hoewel de omstandigheden nog steeds in het bereik liggen waarin werd gemeld dat kaempferol het CoQ-gehalte verhoogt [17]. Ethanol werd aan de controle toegevoegd terwijl het vehikel onder 0,05 procent van het eindvolume werd gehouden. Cellen werden geïncubeerd onder standaard kweekomstandigheden (37 C, 5 procent CO2). Na de aangegeven tijd werden de cellen tweemaal gewassen met 1X fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS), losgemaakt van de kweekplaten met behulp van trypsine-EDTA (Fisher Scientific, Waltham, MA, VS) en gepelleteerd door centrifugeren op lage snelheid (ongeveer 1000 x g). Het supernatant werd verwijderd en celpellets werden tot gebruik bij -20 graden bewaard.

4.3. Lipidenextractie

Celpellets werden opnieuw gesuspendeerd in 100 µl 1X PBS. Voorafgaand aan lipide-extractie werden aliquots van 10 L bewaard om de eiwitconcentratie te kwantificeren met behulp van de Bradford-assay [32]. Vervolgens werd dipropoxy-CoQ10 toegevoegd aan de resterende 90 µL als interne standaard. Om de extractie te starten werd twee ml methanol toegevoegd. De celsuspensie werd gevortext en twee ml petroleumether werd toegevoegd. De bovenste petroleumetherlaag (die alle niet-verzeepbare lipiden bevat, inclusief CoQ) werd overgebracht naar een schone buis. Er werd nog eens twee ml petroleumether aan de oorspronkelijke methanollaag toegevoegd en de monsters werden opnieuw gevortext. De toplaag werd verwijderd, gecombineerd met de vorige, en de gecombineerde organische fase werd gedroogd onder een stroom stikstofgas. Een reeks CoQ9- en CoQ10-standaarden die isopropoxy-CoQ10 bevatten, werden bereid en gelijktijdig met de celmonsters geëxtraheerd met lipiden om CoQ9- en CoQ10-standaardcurven te construeren.

4.4. CoQ-analyse

Gelabelde en niet-gelabelde CoQ9- en CoQ10-inhoud van lipide-extracten werden geanalyseerd met behulp van HPLC-MS/MS zoals eerder beschreven [17]. In het kort werden de monsters opnieuw gesuspendeerd in 200 µL ethanol die 1 mg/ml benzochinon bevatte om alle lipiden voorafgaand aan de analyse te oxideren. Een 4000 QTRAP lineaire MS / MS-spectrometer van Applied Biosystems (Foster City, CA, VS) werd gebruikt. Applied Biosystem-software, Analyst-versie 1.4.2, werd gebruikt voor het verzamelen en verwerken van gegevens. Chromatografische scheiding werd uitgevoerd op een Luna 5 µm PFP (2) 100A-kolom (100 x 4,6 mm, 5 µm; Phenomenex, Torrance, CA, VS) met behulp van een mobiele fase bestaande uit 90 procent oplosmiddel A (95:5 mengsel van methanol: isopropanol met 2,5 mM ammoniumformiaat) en 10% oplosmiddel B (isopropanol met 2,5 mM ammoniumformiaat) bij een constante stroomsnelheid van 1 ml/min. Alle monsters werden geanalyseerd in meerdere reactiebewakingsmodi. Gebruikte overgangen waren: m/z 795,6/197,08 (CoQ9 plus H), m/z 812,6/197,08 (CoQ9 plus NH3), m/z 801,6/203,08 (13C-CoQ9 plus H), m/z 818,6/203,08 (13C -CoQ9 plus NH3), m/z 863,6/197,08 (CoQ10 plus H), m/z 880,6/197,08 (CoQ10 plus NH3), m/z 869,6/203,08 (13C -CoQ10 plus H), m/z 886,6/203,08 (13C-CoQ10 plus NH3), m/z 919,7/253.1 (dipropoxy-CoQ10 plus H), m/z 936,7/253.1 (dipropoxy-CoQ10 plus NH3). Het gebied van elke piek, genormaliseerd met de corresponderende standaardcurve en de interne standaard, werd de initiële hoeveelheid eiwit genoemd.

4.5. Statistische analyse

Gegevens in dit werk vertegenwoordigen gemiddelde ± standaarddeviatie (SD). Statistische analyses en grafieken werden uitgevoerd met Graphpad Prism 8 (Graphpad Software Inc., San Diego, CA, VS). Verschillen in CoQ-gehalte in vergelijking met de controle werden geanalyseerd met behulp van parametrische eenrichtings-ANOVA, waarbij werd gecorrigeerd voor meerdere vergelijkingen met Dunnett's post-test. Significante verschillen werden aangeduid als * p < 0.05,="" **="" p="">< 0.01,="" ***="" p="">< 0.001="" en="" ****="" p=""><>

5. Conclusies

Onze resultaten laten zien datniercellenkan de B-ring van het voedingsflavonol kaempferol splitsen om potentiële ringprecursoren van CoQ-biosynthese te produceren, hoogstwaarschijnlijk 4HB. Dit metabolisme van kaempferol verhoogt de CoQ-biosynthese en verhoogt het CoQ-gehalte. Dit vermogen van kaempferol zou mogelijk kunnen worden gebruikt bij het ontwerpen van efficiëntere supplementen om de symptomen van CoQ-tekorten bij veroudering en ziekte te verlichten. Aanvullende fysiologische studies zullen nodig zijn om de effectiviteit van suppletie met kaempferol te bevestigen om de biosynthese van ubiquinon op het niveau van het hele organisme te versterken.

Auteursbijdragen:Conceptualisatie, LF-d.-R., ES, GJB en CFC; methodologie, LF-d.-R., ES, GJB en CFC; software, LF-d.-R.; validatie, LF-d.-R., ES, GJB en CFC; formele analyse, LF-d.-R.; onderzoek, LF-d.-R., en ES; middelen, LF-d.-R., ES, GJB en CFC; gegevensbeheer, LF-d.-R., ES, GJB en CFC; schrijven - originele ontwerpvoorbereiding, LF-d.-R.; schrijven - recensie en redactie, LF-d.-R., GJB en CFC; visualisatie, LF-d.-R., ES, GJB en CFC; toezicht, GJB en CFC; projectadministratie, GJB en CFC; financieringsverwerving, GJB en CFC Alle auteurs hebben de gepubliceerde versie van het manuscript gelezen en ermee ingestemd.

Financiering:Dit werk werd ondersteund door de National Science Foundation Grant MCB-1330803 (CFC) en MCB-1712608 (GJB).

Dankbetuigingen:We danken Anish Nag voor de synthese van dipropoxy-CoQ10. Elsa Bello-Reuss (Texas Tech University Health Science Center, Lubbock, TX, VS) en Judit K. Magyesi (de University of Arkansas for Medical Sciences, Little Rock, AR, VS) waren zo vriendelijk om de muis te leverennierproximale tubulus epitheliale (TKPTS) cellen. Wij danken Jorge Torres voor het beschikbaar stellen van celkweekfaciliteiten. Wij danken de UCLA Molecular Instrumentation Core proteomics-faciliteit; Yu Chen, voor het gebruik van de QTRAP4000 voor lipidenanalyse; en Anna Block bij USDA-ARS-CMAVE voor MS/MS-analyses.

Belangenverstrengeling: De auteurs verklaren geen belangenverstrengeling.

---Journal Molecules (Basel, Zwitserland), 25(13) ISSN 1420-3049 Auteurs: Fernández-Del-Río et al.
DOI 10.3390/molecules25132955

Referenties

1. Wang, Y.; Hekimi, S. De complexiteit van het maken van ubiquinon. Trends Endocrinol. Metab. 2019, 30, 923-943.[CrossRef] [PubMed]

2. Awad, AM; Bradley, MC; Fernandez-del-Rio, L.; Nag, A.; Tsui, H.; Clarke, CF Co-enzym Q10-tekortkomingen: paden in gist en mensen. Essays Biochem. 2018, 62, 361-376. [CrossRef] [PubMed]

3. Gutiérrez-Mariscal, FM; Yubero-Serrano, EM; Villalba, JM; Lopez-Miranda, J. Co-enzym Q10: van bank tot kliniek bij verouderingsziekten, een translationele review. Kritiek. Rev. Voedselwetenschap. Nutr. 2018, 59, 2240–2257. [CrossRef] [PubMed]

4. Bentinger, M.; Tekle, M.; Dallner, G. Co-enzym Q-biosynthese en functies. Biochem. Biofysica. Onderzoek gemeenschappelijk. 2010, 396, 74-79. [Kruisref]

5. Stefely, JA; Pagliarini, DJ Biochemie van mitochondriale co-enzym Q-biosynthese. Trends Biochem. Wetenschap. 2017, 42, 824-843. [Kruisref]

6. Diaz-Casado, ME; Quiles, JL; Barriocanal-Casado, E.; Gonzalez-Garcia, P.; Battino, M.; Lopez, LC; Varela-Lopez, A. De paradox van co-enzym Q10 bij veroudering. Voedingsstoffen 2019, 11, 2221. [CrossRef]

7. Bentinger, M.; Brismar, K.; Dallner, G. De antioxiderende rol van co-enzym q. Mitochondrion 2007, 7, S41-S50. [CrossRef]

8. Barcelos, IP; Haas, RH CoQ10 en veroudering. Biologie (Bazel) 2019, 8, 28. [CrossRef]

9. Hernández-Camacho, JD; Bernier, M.; López-Lluch, G.; Navas, P. Co-enzym Q10-suppletie bij veroudering en ziekte. Voorkant. Fysiol. 2018, 9, 1-11. [Kruisref]

10. Kalen, A.; Appelkvist, EL; Dallner, G. Leeftijdsgerelateerde veranderingen in de lipidesamenstellingen van ratten- en menselijke weefsels. Lipiden 1989, 24, 579-584. [Kruisref]

11. Varela-López, A.; Giampieri, F.; Battino, M.; Quiles, J. Co-enzym Q en zijn rol in de voedingstherapie tegen veroudering. Moleculen 2016, 21, 373. [CrossRef] [PubMed]

12. Ventilator, L.; Feng, Y.; Chen, GC; Qin, LQ; Fu, CL; Chen, LH Effecten van co-enzym Q10-suppletie op inflammatoire markers: een systematische review en meta-analyse van gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken. Pharmacol. Onderzoek 2017, 119, 128-136. [CrossRef] [PubMed]

13. Zhai, J.; Jongen.; Lu, Y.; Liu, C.; Zhang, L. Effecten van co-enzym Q10 op markers van ontsteking: een systematische review en meta-analyse. PLoS ONE 2017, 12, e0170172. [CrossRef] [PubMed]

14. Sharma, A.; Fonarow, GC; Butler, J.; Ezekowitz, JA; Felker, GM Co-enzym Q10 en hartfalen: een state-of-the-art review. Circa. Hartfalen. 2016, 9, e002639. [Kruisref]

15. Lee, JS; Zo, JW; Kim, ES; Lee, HG Voorbereiding en karakterisering van mucoadhesieve nanodeeltjes voor het verbeteren van de cellulaire opname van co-enzym Q10. J. Agric. Voedsel Chem. 2017, 65, 8930-8937. [Kruisref]

16. Lopez-Lluch, G.; Del Pozo-Cruz, J.; Sanchez-Cuesta, A.; Cortes-Rodriguez, AB; Navas, P. De biologische beschikbaarheid van co-enzym Q10-supplementen hangt af van dragerlipiden en solubilisatie. Voeding 2018, 57, 133-140.[CrossRef]

17. Fernandez-Del-Rio, L.; Nag, A.; Gutiérrez Casado, E.; Ariza, J.; Awad, AM; Joseph, AI; Kwon, O.; Verdin, E.; de Cabo, R.; Schneider, C.; et al. Kaempferol verhoogt de niveaus van co-enzym Q in niercellen en dient als een biosynthetische ringvoorloper. Vrije Radicaal. Biol. Med. 2017, 110, 176-187. [Kruisref]

18. Soubeyrand, E.; Johnson, TS; Latimer, S.; Blok, A.; Kim, J.; Colquhoun, TA; Butelli, E.; Martin, C.; Wilson, MA; Basset, G. De peroxidatieve splitsing van kaempferol draagt ​​bij aan de biosynthese van het benzenoïde deel van ubiquinon in planten. Plant. Cel 2018, 30, 2910-2921. [Kruisref]

19. Kreuzaler, F.; Hahlbrock, K. Enzymatische synthese van aromatische verbindingen in hogere planten: vorming van naringenine (5,7, 4- trihydroxyflavanon) uit p-coumaroyl-co-enzym a en malonyl-co-enzym a. FEBS Lett. 1972, 28, 69-72. [Kruisref]

20. Schoenbohm, C.; Martens, S.; Eder, C.; Forkmann, G.; Weisshaar, B. Identificatie van het Arabidopsis thaliana flavonoïde 3'-hydroxylase-gen en functionele expressie van het gecodeerde p450-enzym. Biol. Chem. 2000, 381, 749-753. [Kruisref]

21. Xie, LX; Williams, KJ; Hij, CH; Weng, E.; Khong, S.; Roos, TE; Kwon, O.; Bensinger, SJ; Marbois, BN; Clarke, CF Resveratrol en para-coumaraat dienen als ringprecursoren voor co-enzym Q-biosynthese. J. Lipid-onderzoek. 2015, 56, 909-919. [CrossRef] [PubMed]

22. Calderon-Montano, JM; Burgos-Moron, E.; Perez-Guerrero, C.; Lopez-Lazaro, M. Een recensie over de voedingsflavonoïde kaempferol. Mini Rev. Med. Chem. 2011, 11, 298-344. [CrossRef] [PubMed]

23. Devi, KP; Malar, DS; Nabavi, SF; Sureda, A.; Xiao, J.; Nabavi, SM; Dahlia, M. Kaempferol en ontsteking: van chemie tot geneeskunde. Pharmacol Res. 2015, 99, 1-10. [CrossRef] [PubMed]

24. Ren, J.; Lu, Y.; Qian, Y.; Chen, B.; Wu, T.; Ji, G. Recente vooruitgang met betrekking tot kaempferol voor de behandeling van verschillende ziekten. Exp. daar. Med. 2019, 18, 2759-2776. [CrossRef] [PubMed]

25. Imran, M.; Salehi, B.; Sharifi-Rad, J.; Aslam Gondal, T.; Saeed, F.; Imran, A.; Shahbaz, M.; Tsouh Fokou, PV; Umair Arshad, M.; Khan, H.; et al. Kaempferol: een belangrijke nadruk op zijn antikankerpotentieel. Moleculen 2019,24, 2277. [CrossRef]

26. Imran, M.; Rauf, A.; Shah, ZA; Saeed, F.; Imran, A.; Arshad, MU; Ahmed, B.; Bawazeer, S.; Atif, M.; Peters, DG; et al. Chemo-preventief en therapeutisch effect van de voedingsflavonoïde kaempferol: een uitgebreid overzicht. Phytother Res. 2019, 33, 263-275. [Kruisref]

27. Kozlowska, A.; Szostak-Wegierek, D. Flavonoïden - voedselbronnen en gezondheidsvoordelen. Rocz. Panst. Zakl. hoog. 2014, 65, 79-85.

28. Kursvietiene, L.; Staneviciene, I.; Mongirdiene, A.; Bernatoniene, J. Veelheid aan effecten en gezondheidsvoordelen van resveratrol. Geneeskunde (Kaunas) 2016, 52, 148-155. [Kruisref]

29. Zabela, V.; Sampath, C.; Oufir, M.; Moradi-Afrapoli, F.; Butterweck, V.; Hamburger, M. Farmacokinetiek van kaempferol in de voeding en zijn metaboliet 4-hydroxyfenylazijnzuur bij ratten. Fitoterapia 2016, 115, 189-197. [Kruisref]

30. Edlund, PO Bepaling van co-enzym Q10, alfa-tocoferol en cholesterol in biologische monsters door vloeistofchromatografie met gekoppelde kolommen met coulometrische en ultraviolette detectie. J. Chromatogr. B Biomed. Wetenschap. toepassing 1988, 425, 87-97. [Kruisref]

31. Ernest, S.; Bello-Reuss, E. Expressie en functie van p-glycoproteïne in een muizenniercellijn. Ben. J. Fysiol. 1995, 269, C323-C333. [CrossRef] [PubMed]

32. Stoscheck, CM Kwantificering van eiwit. Methoden Enzymol. 1990, 182, 50-68. [CrossRef] [PubMed] Beschikbaarheid voorbeeld: Niet beschikbaar.