Citrus polyphenols (flavanones) : extraction of glycosides from orange peel, synthesis of metabolites (glucuronides) found in human and a physico-chemical study to investigate their interaction with human serum albumin
Polyphénols d’agrumes (flavanones) : extraction de glycosides de la peau d’orange, synthèse de métabolites chez l’homme (glucuronides) et étude physico-chimique de leur interaction avec la sérum albumine
Résumé
A bunch of epidemiological studies provides good evidence on the inverse relationship associated with the consumption of fruits and vegetables and the chronic diseases importantly cardiovascular diseases and some types of cancers. After the long years of study on phytomacronutrients, the role of phytomicronutrients such as polyphenols is now highly studied and appreciated in the control of such degenerative diseases. The present study combines the extraction, synthetic and analytical studies on the major polyphenols of citrus fruits, FLAVANONES.Awareness of nutritional and health facts has increased the production of citrus fruits from last few decades. These higher productions generate higher by-products. For their alternative utilisation to have antioxidants rich extracts, the ultrasound-assisted extraction (UAE) of polyphenols especially flavanones from orange (Citrus sinensis L.) peel by using ethanol as afood grade solvent has been proved its efficiency when compared with the conventional method. A central composite design (CCD) approach revealed that the optimized conditions for UAE were a temperature of 40°C, a sonication power of 150W and a 4:1 (v/v) ethanol:water ratio. Furthermore, the antioxidant activity determined by the DPPH and ORAC tests confirmed the suitability of UAE for the preparation of antioxidant-rich plant extracts. Flavanone glucuronides are the major phenolic metabolites detected in human plasma after consumption of citrus fruits. Up to now all cell studies related to cancer or cardiovascular diseases were conducted either on the aglycones or on their glycosides. Hence, there is great need of pure flavanone glucuronides to demonstrate the real potential of flavanones in the prevention of these diseases. In this work, glucuronides of naringenin (4′- and 7-O-β-D-glucuronides) and hesperetin (3′- and 7-O-β-D-glucuronides), the major flavanone aglycones in grapefruit and orange respectively, have been chemically synthesized by selective protection and deprotection of flavanone and glucuronic acid moieties. The complete structural characterisation of purified compounds were realised by nuclear magnetic resonance and mass spectrometry.The affinity of the four glucuronides for human serum albumin (HSA) was tested via their ability to quench the intrinsic fluorescence of HSA (single Trp residue in sub-domain IIA). Their binding constants (K) were estimated in the range of 30 – 60 × 103 M-1 and compared with those of the aglycones (70 – 90 × 103 M-1). Investigations of competitive or noncompetitive binding of the glucuronides in the presence of fluorescent probes (dansyl sarcosine) allowed us to get some insight in the binding sites. The study was also extended to the hesperetin and naringenin chalcones (synthesised using optimized alkaline conditions), which are the biosynthetic precursors of flavanones.
Un groupe d'études épidémiologiques fournit une bonne preuve de la relation inverse associé à la consommation de fruits et légumes et les maladies chroniques important comme maladies cardiovasculaires et certains types de cancers. Après les longues années d'études sur phytomacronutrients, le rôle de phytomicronutrients tels que les polyphénols est désormais très étudiée et appréciée dans le contrôle de ces maladies dégénératives. La présente étude combine les études d'extraction, de synthèse et d'analyse sur les principaux polyphénols des fruits d'agrumes, FLAVANONES. Connaissance de nutritionnels et de santé a augmenté la production d'agrumes en provenance des dernières décennies. Ces productions plus générer des bye-produits. Pour leur utilisation alternative à des antioxydants extraits riches, l'extraction assistée par ultrasons (UAE) des polyphénols en particulier flavanones de l'orange (Citrus sinensis L.) par son peau en utilisant l'éthanol comme solvant de qualité alimentaire a été prouvé son efficacité en comparaison avec la méthode conventionnelle . Un plan composite central (CCD) a révélé que l'approche des conditions optimisées pour UAE ont une température de 40 ° C, une puissance de 150W sonication et un 4:1 (v / v) d'éthanol: ratio de l'eau. En outre, l'activité antioxydante déterminée par les tests DPPH et ORAC a confirmé la pertinence des UAE pour la préparation d'extraits de plantes riches en antioxydants.Les glucuronides de flavanone sont les principaux métabolites phénoliques détectés dans le plasma humain après la consommation d'agrumes. Jusqu'à maintenant, toutes les études sur les cellules liées au cancer ou les maladies cardiovasculaires ont été réalisées soit sur les aglycones ou sur leurs glycosides. Par conséquent, il ya grand besoin de glucuronides flavanone pure pour démontrer le potentiel réel de flavanones dans la prévention de ces maladies. Dans ce travail, glucuronides de naringénine (4'- et 7-O-β-D-glucuronides) et de hespérétine (3'- et 7-O-β-D-glucuronides), les aglycones flavanone majeur dans le pamplemousse et d'orange, respectivement, ont été synthétisés chimiquement par une protection et la déprotection sélective des groupements d'acide glucuronique et de flavanone. La caractérisation structurale complète de composés purifiés a été réalisée par résonance magnétique nucléaire et spectrométrie de masse.L'affinité des quatre glucuronides pour l'albumine sérum d’humaine (HSA) a été testée par leur capacité à éteindre la fluorescence intrinsèque de HSA (Trp, seul résidu de sous-domaine IIA). Leurs constantes de fixation (K) ont été estimées de l'ordre de 30 à 60 × 103 M-1 et comparées à celles de l'aglycones (70 à 90 × 103 M-1). Les enquêtes de la liaison compétitive ou non compétitive de la glucuronides dans la présence de sondes fluorescentes (sarcosine dansyl) nous a permis d'obtenir un aperçu dans les sites de liaison. L'étude a également été étendue aux chalcones hespérétine et naringénine (synthétisés en utilisant des conditions alcalines optimisée), qui sont les précurseurs de biosynthèse des flavanones.