Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
Sovelluksen T&K-keskus
Johdanto
Taxus (Taxus chinensis tai kiinalainen marjakuusi) on maan suojelema luonnonvarainen kasvi.Se on harvinainen ja uhanalainen kasvi, jonka Kvaternaarin jäätiköt ovat jättäneet taakseen.Se on myös maailman ainoa luonnollinen lääkekasvi.Taxus on levinnyt pohjoisen pallonpuoliskon lauhkealta vyöhykkeeltä subtrooppisen alueen keskialueelle, ja maailmassa on noin 11 lajia.Kiinassa on 4 lajia ja 1 lajike, nimittäin Northeast Taxus, Yunnan Taxus, Taxus, Tiibetin Taxus ja Southern Taxus.Nämä viisi lajia ovat levinneet Lounais-Kiinassa, Etelä-Kiinassa, Keski-Kiinassa, Itä-Kiinassa, Luoteis-Kiinassa, Koillis-Kiinassa ja Taiwanissa.Taxus-kasvit sisältävät laajan valikoiman kemiallisia komponentteja, mukaan lukien taksaaneja, flavonoideja, lignaaneja, steroideja, fenolihappoja, seskviterpeenejä ja glykosideja.Kuuluisa kasvainten vastainen lääke Taxol (tai Paclitaxel) on eräänlainen taksaani.Taxolilla on ainutlaatuiset syövänvastaiset mekanismit.Taksoli voi "jäädyttää" mikrotubuluksia kampaamalla niiden kanssa ja estää mikrotubuluksia erottamasta kromosomeja solun jakautumisen aikana, mikä johtaa jakautuvien solujen, erityisesti nopeasti lisääntyvien syöpäsolujen, kuolemaan[1].Lisäksi aktivoimalla makrofageja taksoli vähentää TNF-α (tuumorinekroositekijä) -reseptoreja ja vapauttaa TNF-α:ta, mikä tappaa tai estää kasvainsoluja[2].Lisäksi Taxol voi indusoida apoptoosia vaikuttamalla Fas/FasL:n välittämään apoptoottiseen reseptoriin tai aktivoimalla kysteiiniproteaasijärjestelmää [3].Usein kohdistettavan syövänvastaisen vaikutuksensa ansiosta Taxolia käytetään laajalti munasarjasyövän, rintasyövän, ei-pienisoluisen keuhkosyövän (NSCLC), mahasyövän, ruokatorvisyövän, virtsarakon syövän, eturauhassyövän, pahanlaatuisen melanooman, pään ja kaulan syövän hoidossa. syöpä jne[4].Erityisesti edenneen rintasyövän ja edenneen munasarjasyövän hoidossa Taxolilla on erinomainen parantava vaikutus, joten se tunnetaan "viimeisenä puolustuslinjana syövän hoidossa".
Taxol on viime vuosien suosituin syöpälääke kansainvälisillä markkinoilla, ja sitä pidetään yhtenä tehokkaimmista ihmisille suunnatuista syöpälääkkeistä seuraavan 20 vuoden aikana.Viime vuosina väestön ja syöpätapausten räjähdysmäisen kasvun myötä Taxolin kysyntä on myös lisääntynyt merkittävästi.Tällä hetkellä kliiniseen tai tieteelliseen tutkimukseen tarvittava Taxol uutetaan pääasiassa suoraan Taxuksesta.Valitettavasti Taxol-pitoisuus kasveissa on melko alhainen.Esimerkiksi Taxus brevifolian kuoressa taksolipitoisuus on vain 0,069 %, jonka pitoisuuden yleensä katsotaan olevan korkein.1 g Taxolia uuttamiseen tarvitaan noin 13,6 kg Taxus-kuorta.Tämän arvion perusteella munasarjasyöpäpotilaan hoitoon tarvitaan 3–12 yli 100 vuotta vanhaa Taxus-puuta.Tämän seurauksena suuri määrä Taxus-puita on kaadettu, mikä on johtanut tämän arvokkaan lajin lähes sukupuuttoon.Lisäksi Taxus on resurssiltaan erittäin heikko ja kasvuvauhti hidas, mikä vaikeuttaa Taxolin jatkokehitystä ja hyödyntämistä.
Tällä hetkellä Taxolin kokonaissynteesi on saatu onnistuneesti päätökseen.Sen synteettinen reitti on kuitenkin erittäin monimutkainen ja kallis, joten sillä ei ole teollista merkitystä.Taxolin puolisynteettinen menetelmä on nyt suhteellisen kypsä ja sen katsotaan olevan tehokas tapa laajentaa Taxol-lähdettä keinotekoisen istutuksen lisäksi.Lyhyesti sanottuna taksolin puolisynteesissä taksolin esiasteyhdiste, jota on suhteellisen runsaasti Taxus-kasveissa, uutetaan ja muunnetaan sitten taksoliksi kemiallisella synteesillä.10-deasetyylibakkatiini Ⅲ:n pitoisuus Taxus baccatan neuloissa voi olla jopa 0,1 %.Ja neulat on helppo uudistaa kuoriin verrattuna.Siksi 10-deasetyylibakkatiini Ⅲ:iin perustuva taksolin puolisynteesi herättää yhä enemmän tutkijoiden huomiota[5] (kuten kuvassa 1).
Kuva 1. Taxolin puolisynteettinen reitti, joka perustuu 10-deasetyylibakkatiiniin Ⅲ.
Tässä viestissä Taxus-kasviuute puhdistettiin flash-preparatiivisella nestekromatografiajärjestelmällä SepaBean™-koneella yhdessä Santai Technologiesin valmistamien SepaFlash C18 käänteisfaasi (RP) flash-patruunoiden kanssa.Puhtausvaatimukset täyttävä kohdetuote saatiin ja sitä voidaan käyttää myöhemmässä tieteellisessä tutkimuksessa tarjoten kustannustehokkaan ratkaisun tällaisten luonnontuotteiden nopeaan puhdistukseen.
| Instrumentti | SepaBean™ kone | |
| Kasetti | 12 g SepaFlash C18 RP -salamapatruuna (pallomainen piidioksidi, 20 - 45 μm, 100 Å, tilausnumero: SW-5222-012-SP) | |
| Aallonpituus | 254 nm (tunnistus), 280 nm (seuranta) | |
| Liikkuva vaihe | Liuotin A: Vesi | |
| Liuotin B: Metanoli | ||
| Virtausnopeus | 15 ml/min | |
| Näytteen lataus | 20 mg raakanäytettä liuotettuna 1 ml:aan DMSO:ta | |
| Kaltevuus | Aika (min) | Liuotin B (%) |
| 0 | 10 | |
| 5 | 10 | |
| 7 | 28 | |
| 14 | 28 | |
| 16 | 40 | |
| 20 | 60 | |
| 27 | 60 | |
| 30 | 72 | |
| 40 | 72 | |
| 43 | 100 | |
| 45 | 100 | |
Tulokset ja keskustelu
Taxuksen raakauutteen flash-kromatogrammi esitettiin kuvassa 2. Analysoimalla kromatogrammi kohdetuote ja epäpuhtaudet saavuttivat perusviivan erotuksen.Lisäksi hyvä toistettavuus saavutettiin myös useilla näyteinjektioilla (tietoja ei ole esitetty).Erottamisen loppuun saattaminen manuaalisella kromatografiamenetelmällä lasipylväillä kestää noin 4 tuntia.Verrattuna perinteiseen manuaaliseen kromatografiamenetelmään, automaattinen puhdistusmenetelmä tässä viestissä vaatii vain 44 minuuttia koko puhdistustehtävän suorittamiseen (kuten kuvassa 3).Yli 80 % ajasta ja suuri määrä liuotinta voidaan säästää käyttämällä automaattista menetelmää, joka voi tehokkaasti vähentää kustannuksia ja parantaa huomattavasti työn tehokkuutta.
Kuva 2. Taxuksen raakauutteen flash-kromatogrammi.
Kuva 3. Manuaalisen kromatografiamenetelmän vertailu automaattiseen puhdistusmenetelmään.
Yhteenvetona voidaan todeta, että SepaFlash C18 RP -salamapatruunoiden kampaus SepaBean™-koneella voi tarjota nopean ja tehokkaan ratkaisun luonnontuotteiden, kuten Taxus-uutteen, nopeaan puhdistamiseen.
Viitteet
1. Alushin GM, Lander GC, Kellogg EH, Zhang R, Baker D ja Nogales E. Korkean resoluution mikrotubulusrakenteet paljastavat rakenteelliset siirtymät αβ-tubuliinissa GTP-hydrolyysin jälkeen.Cell, 2014, 157 (5), 1117-1129.
2. Burkhart CA, Berman JW, Swindell CS ja Horwitz SB.Taksolin ja muiden taksaanien rakenteen välinen suhde tuumorinekroositekijä-α-geenin ilmentymiseen ja sytotoksisuuteen.Cancer Research, 1994, 54 (22), 5779-5782.
3. Park SJ, Wu CH, Gordon JD, Zhong X, Emami A ja Safa AR.Taxol Induces Caspase-10-dependent Apoptosis, J. Biol.Chem., 2004, 279, 51057-51067.
4. Paklitakseli.American Society of Health-System Pharmacists.[2. tammikuuta 2015]
5. Bruce Ganem ja Roland R. Franke.Primary Taxanes -yhtiön paklitakseli: Luovan keksinnön näkökulma organozirkoniumkemian alalla.J. Org.Chem., 2007, 72 (11), 3981-3987.
Santai Technologylta on saatavilla useita SepaFlash C18 RP -salamakasetteja, joilla on erilaiset tekniset tiedot (ks. taulukko 2).
| Tuotenumero | Sarakkeen koko | Virtausnopeus (ml/min) | Max.paine (psi/bar) |
| SW-5222-004-SP | 5,4 g | 5-15 | 400/27,5 |
| SW-5222-012-SP | 20 g | 10-25 | 400/27,5 |
| SW-5222-025-SP | 33 g | 10-25 | 400/27,5 |
| SW-5222-040-SP | 48 g | 15-30 | 400/27,5 |
| SW-5222-080-SP | 105 g | 25-50 | 350/24,0 |
| SW-5222-120-SP | 155 g | 30-60 | 300/20,7 |
| SW-5222-220-SP | 300 g | 40-80 | 300/20,7 |
| SW-5222-330-SP | 420 g | 40-80 | 250/17,2 |
Taulukko 2. SepaFlash C18 RP -salamakasetit.
Pakkausmateriaalit: Tehokas pallomainen C18-sidottu piidioksidi, 20 - 45 μm, 100 Å
Lisätietoja SepaBean™-koneen yksityiskohtaisista teknisistä tiedoista tai SepaFlash-sarjan salamapatruunoiden tilaustietoja on verkkosivuillamme.
Postitusaika: 20.9.2018