จิงเจอรอล

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ที่นิยมใช้ (5 S )-5-ไฮดรอกซี-1-(4-ไฮดรอกซี-3-เมทอกซีฟีนิล)เดแคน-3-โอน
ชื่ออื่นๆ [6]-จิงเจอรอล; 6-จิงเจอรอล
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	23513-14-6 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:10136 เอ็น
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล402978 วาย
เคมสไปเดอร์	391126 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100.131.126
เคกก์	ซี10462 วาย
PubChem CID	442793
มหาวิทยาลัย	925QK2Z900 วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID3041035
อินชิ นิ้ว=1S/C17H26O4/c1-3-4-5-6-14(18)12-15(19)9-7-13-8-10-16(20 )17(11-13)21-2/h8,10-11,14,18,20H,3-7,9,12H2,1-2H3/t14-/m0/s1 วาย รหัส: NLDDIKRKFXEWBK-AWEZNQCLSA-N วาย นิ้ว=1/C17H26O4/c1-3-4-5-6-14(18)12-15(19)9-7-13-8-10-16(20 )17(11-13)21-2/h8,10-11,14,18,20H,3-7,9,12H2,1-2H3/t14-/m0/s1 รหัส: NLDDIKRKFXEWBK-AWEZNQCLBF
รอยยิ้ม O=C(C[C@@H](O)CCCCC)CCc1cc(OC)c(O)cc1
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 17 H 26 O 4
มวลโมลาร์	294.38 กรัม/โมล
จุดหลอมเหลว	30 ถึง 32 องศาเซลเซียส (86 ถึง 90 องศาฟาเรนไฮต์; 303 ถึง 305 เคลวิน)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

จิงเจอรอล ( [6]-จิงเจอรอล ) เป็นสารประกอบฟีนอลไฟโตเคมีคอลที่พบในขิงสดซึ่งกระตุ้นตัวรับความร้อนบนลิ้น^{[ 1 ] [ 2 ]}โดยปกติจะพบเป็นน้ำมันสีเหลืองที่มีกลิ่นฉุนในเหง้าขิง แต่ก็สามารถก่อตัวเป็นของแข็งผลึกที่มีจุดหลอมเหลวต่ำได้เช่นกัน สารประกอบทางเคมีนี้พบในสมาชิกทั้งหมดของ วงศ์ Zingiberaceaeและมีความเข้มข้นสูงในเมล็ดพาราไดซ์เช่นเดียวกับขิงสายพันธุ์แอฟริกัน

การปรุงอาหารขิงจะเปลี่ยนจิงเจอรอลผ่าน ปฏิกิริยา อัลดอลย้อนกลับไปเป็นซิงเจอโรนซึ่งมีความเผ็ดน้อยกว่าและมีกลิ่นหอมหวานปนเผ็ด เมื่อขิงแห้งหรือได้รับความร้อนเล็กน้อย จิงเจอรอลจะเกิดปฏิกิริยาการขาดน้ำทำให้เกิดโชกาออลซึ่งมีความเผ็ดประมาณสองเท่าของจิงเจอรอล^{[ 3 ]}นี่คือเหตุผลที่ขิงแห้งมีความเผ็ดมากกว่าขิงสด^{[ 4 ]}

ขิงยังประกอบด้วย [8]-gingerol, [10]-gingerol, ^{[ 5 ]}และ [12]-gingerol, ^{[ 6 ]}ซึ่งรวมเรียกว่า gingerols

ในการวิเคราะห์เชิงเมตาแบบพรีคลินิกของสารประกอบจิงเจอรอล มีการรายงานคุณสมบัติต้านมะเร็ง ต้านการอักเสบ ต้านเชื้อรา^{[ 7 ]}ต้านอนุมูลอิสระ ปกป้องระบบประสาท^{[ 8 ]} และปกป้องกระเพาะอาหาร ซึ่งรวมถึงการศึกษา ในหลอดทดลองและในร่างกาย^{[ 9 ]} การศึกษา ในร่างกายบางส่วนเสนอว่าจิงเจอรอลช่วยให้การควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดมีสุขภาพดีสำหรับผู้ป่วยเบาหวาน^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}มีการศึกษามากมายเกี่ยวกับผลกระทบของจิงเจอรอลต่อมะเร็งหลายชนิด รวมถึงมะเร็งเม็ดเลือด ขาว ^{[ 13 ]}มะเร็งต่อมลูกหมาก^{[ 14 ]} มะเร็ง เต้านม^{[ 15 ]} มะเร็งผิวหนัง^{[ 16 ]}มะเร็งรังไข่^{[ 17 ]} มะเร็งปอด^{[ 18 ]} มะเร็ง ตับอ่อน^{[ 19 ]}และมะเร็งลำไส้ใหญ่^{[ 20 ]}ยังไม่มีการทดสอบทางคลินิกมากนักเพื่อสังเกตผลกระทบทางสรีรวิทยาของจิงเจอรอลในมนุษย์^{[ 21 ] [ 22 ]}

แม้ว่ากลไกทางเคมีหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของจิงเจอรอลต่อเซลล์จะได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนแล้ว แต่มีเพียงไม่กี่อย่างที่ได้รับการศึกษาในบริบททางคลินิก เนื่องจากความแปรปรวนสูงในสารเคมีจากพืช ตามธรรมชาติ และการขาดประสิทธิภาพในการวิจัย^{[ 21 ] [ 23 ]}ยาสมุนไพรส่วนใหญ่ ซึ่งรวมถึงจิงเจอรอล อยู่ภายใต้ข้อจำกัดของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาในสหรัฐอเมริกา และวิธีการทดลองไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มงวด ซึ่งทำให้คุณค่าของการวิจัยสารเคมีจากพืชลดลง^{[ 23 ] [ 21 ]}ยาสมุนไพรยังไม่ได้รับการทดสอบเพื่อการประกันคุณภาพ ความแรง และประสิทธิภาพในบริบททางคลินิก เนื่องจากขาดเงินทุนในการวิจัยทางการแพทย์ตะวันออก^{[ 21 ]}การวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับ [6]-จิงเจอรอล ได้ทำกับหนูทดลอง ( in-vivo ) หรือเนื้อเยื่อมนุษย์ที่เพาะเลี้ยง ( in-vitro ) และอาจนำมาใช้ในอนาคตเพื่อหารือเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้สำหรับการควบคุมโรคแบบหลายเป้าหมาย

การตรวจสอบความสามารถในการต้านเชื้อราของจิงเจอรอลพบว่าขิงสายพันธุ์แอฟริกันมีปริมาณสารประกอบจิงเจอรอลและโชกาออลสูงกว่าขิงสายพันธุ์อินโดนีเซียที่ปลูกกันทั่วไป^{[ 7 ]}เมื่อทดสอบคุณสมบัติในการต้านเชื้อรา ขิงแอฟริกันสามารถต่อต้านเชื้อก่อโรค ในมนุษย์ได้ 13 ชนิด และมีประสิทธิภาพมากกว่าขิงอินโดนีเซียที่ปลูกกันทั่วไปถึงสามเท่า^{[ 7 ]}เชื่อกันว่าสารประกอบจิงเจอรอลทำงานร่วมกับสารเคมีพืชอื่นๆ ที่มีอยู่ ได้แก่โชกาออลพาราโดลและซิงเกอโรน^{[ 7 ]}

ในการวิเคราะห์แบบเมตาที่พิจารณาผลกระทบของไฟโตเคมีคอลหลายชนิดต่อมะเร็งต่อมลูกหมาก การศึกษาเฉพาะสองชิ้นที่ใช้หนูพบว่าสารประกอบ [6]-gingerol กระตุ้นให้เกิดอะพอพโทซิสในเซลล์มะเร็งโดยการรบกวนเยื่อหุ้มไมโทคอนเดรีย [ ^{14 ] นอกจาก}นี้ยังพบกลไกที่เกี่ยวข้องกับการรบกวนโปรตีนในระยะ G1 เพื่อหยุดการสืบพันธุ์ของเซลล์มะเร็ง ซึ่งเป็นประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาต้านมะเร็งอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องด้วย^{[ 14 ] [ 20 ] [ 17 ] [ 19 ]}กลไกหลักที่ไฟโตเคมีคอล gingerol ออกฤทธิ์ต่อเซลล์มะเร็งดูเหมือนจะเป็นการรบกวนโปรตีน กิจกรรม ต้านมะเร็งของ [6]-gingerol และ [6]-paradol ได้รับการวิเคราะห์ในการศึกษาที่สังเกตกลไกของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งผิวหนังของหนูซึ่งกำหนดเป้าหมายโปรตีนตัวกระตุ้นที่เกี่ยวข้องกับการเริ่มต้นของเนื้องอก สารประกอบจิงเจอรอลยับยั้งการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ปกติไปเป็นเซลล์มะเร็งโดยการปิดกั้นโปรตีน AP-1 และเมื่อมะเร็งพัฒนาขึ้น พาราโดลจะกระตุ้นให้เกิดอะพอพโทซิสเนื่องจากมีฤทธิ์เป็นพิษต่อเซลล์^{[ 16 ] [ 13 ]} [6] จิงเจอรอลแสดงความสามารถในการหยุดวงจรเซลล์ การกระทำของอะพอพโทซิส และการย่อยสลายตัวรับสัญญาณเซลล์ที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์ในเซลล์มะเร็ง พบว่าจิงเจอรอลสามารถหยุดการแพร่กระจายโดยการยับยั้งการแปลโปรตีนไซคลินที่จำเป็นสำหรับการจำลองแบบในช่วงระยะ G1 และ G2 ของการแบ่งเซลล์^{[ 24 ]}เพื่อส่งเสริมอะพอพโทซิสในเซลล์มะเร็งไซโตโครม Cจะถูกขับออกจากไมโทคอนเดรียซึ่งจะหยุดการผลิต ATP ทำให้ไมโทคอนเดรียทำงานผิดปกติ ไซโตโครม C จะประกอบเป็นอะพอพโทโซมซึ่งกระตุ้นแคสเปส-9และเริ่มต้นแคสเปสแคสเคดที่ทำหน้าที่ประหารชีวิต โดยจะสลาย DNA เป็นฮิสโตนและส่งเสริมอะพอพโทซิส [6]-จิงเจอรอลยังยับยั้งโปรตีน Bcl-2 ที่ต้านการตายของเซลล์บนพื้นผิวของไมโตคอนเดรีย ซึ่งจะเพิ่มความสามารถของโปรตีน Bcl-2 ที่ส่งเสริมการตายของเซลล์ในการเริ่มต้นการตายของเซลล์ เซลล์มะเร็งแสดงโปรตีนกระตุ้นฮอร์โมนการเจริญเติบโตในปริมาณสูงซึ่งแสดงออกผ่านทางเส้นทางการส่งสัญญาณที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์ การหยุดการฟอสโฟรีเลชันของ PI-3-Kinase ทำให้โปรตีน Akt ไม่สามารถจับกับโดเมน PH ของมันได้ ซึ่งเป็นการปิดใช้งานสัญญาณปลายทางอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้โปรตีน Bad จับกับโปรตีนต้านการตายของเซลล์ ทำให้พวกมันไม่สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ได้ ดังนั้นจึงเกิดเส้นทางการส่งสัญญาณของเซลล์แบบลบสองเท่าเพื่อส่งเสริมการตายของเซลล์

เซลล์มะเร็งเต้านมของมนุษย์ที่เพาะเลี้ยงถูกนำไปทดสอบด้วยความเข้มข้นต่างๆ ของ [6]-gingerol เพื่อตรวจสอบผลกระทบต่อเซลล์ที่มีชีวิต ผลลัพธ์ที่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นเหล่านี้สรุปได้ว่าไม่มีผลกระทบที่ 5 μM แต่มีการลดลง 16% ที่ 10 μM ^{[ 15 ]} [6]-gingerol มุ่งเป้าไปที่โปรตีนเฉพาะ 3 ชนิดในเซลล์มะเร็งเต้านมที่ส่งเสริมการแพร่กระจายและในขณะที่การยึดเกาะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง [6]-gingerol ยับยั้งการบุกรุกและการเพิ่มขนาดของเซลล์มะเร็ง^{[ 15 ]}การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่ากลไกที่ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งนั้นเกิดจากการลดลงของ mRNA เฉพาะที่ถอดรหัสสำหรับเอนไซม์ย่อยสลายภายนอกเซลล์ที่เรียกว่าเมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเนส (MMP) ^{[ 15 ]}การตรวจสอบโดยใช้เซลล์มนุษย์ในหลอดทดลองแสดงให้เห็นถึงความสามารถของ gingerol ในการต่อสู้กับความเครียดออกซิเดชัน ผลลัพธ์สรุปได้ว่า gingerol มีฤทธิ์ต้านการอักเสบ แม้ว่า shogaol จะแสดงผลที่น่าสนใจที่สุดในการต่อต้านอนุมูลอิสระ^{[ 22 ]}มีการตอบสนองแบบผกผันระหว่างขนาดยาและความเข้มข้น และเมื่อความเข้มข้นของขนาดยาเพิ่มขึ้น ปริมาณอนุมูลอิสระในเซลล์ก็ลดลง^{[ 22 ]}

ซิสพลาตินเป็นยาเคมีบำบัดที่หากใช้ในปริมาณสูงจะทำให้เกิดภาวะไตวาย ซึ่งถือเป็นปัจจัยจำกัดสำหรับยาช่วยชีวิตนี้ การใช้ [6]-จิงเจอรอลช่วยป้องกันการเกิดภาวะไตวายในหนูทดลอง^{[ 25 ]} [6]-จิงเจอรอลช่วยเพิ่ม การผลิต กลูตาไธโอนโดยมีผลขึ้นอยู่กับปริมาณยา ซึ่งแสดงให้เห็นว่ายิ่งปริมาณยาสูง [6]-จิงเจอรอลก็จะยิ่งมีผลมากขึ้น^{[ 25 ]}

เชื่อกันว่าสารประกอบจิงเจอรอลช่วย ผู้ป่วย เบาหวาน ได้ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของกลูตาไธโอน ซึ่งเป็นปัจจัยควบคุมสารพิษในเซลล์^{[ 11 ]} มีการศึกษาผล ต้านภาวะน้ำตาลในเลือดสูงในหนูที่เป็นเบาหวานและอ้วนมาก สารประกอบจิงเจอรอลช่วยเพิ่มการดูดซึมกลูโคสในเซลล์โดยไม่จำเป็นต้องใช้ตัวกระตุ้นอินซูลินสังเคราะห์ ในขณะเดียวกันก็ลดระดับน้ำตาลในเลือดขณะอดอาหารและเพิ่มความทนทานต่อกลูโคส^{[ 10 ]}ในการศึกษาอื่น กลไกการเผาผลาญที่เกี่ยวข้องกับประโยชน์ทางสรีรวิทยาของสารเคมีพืชจิงเจอรอลสรุปได้ว่ามีการเพิ่ม กิจกรรม ของเอนไซม์ (CAT) และการผลิตกลูตาไธโอนในขณะที่ลดคอเลสเตอรอลไลโปโปรตีนและปรับปรุงความทนทานต่อกลูโคสในหนู^{[ 11 ]}ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะเป็นผลข้างเคียงที่พบบ่อยในผู้ป่วยเบาหวาน และผลต้านการอักเสบของจิงเจอรอลช่วยลดความเสี่ยงโดยการลดระดับน้ำตาลในเลือดในร่างกาย^{[ 12 ]}

คุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระของ [6]-จิงเจอรอลได้รับการพิจารณาว่าเป็นกลไกป้องกันโรคอัลไซเมอร์การศึกษาหนึ่งได้สังเกตกลไกโมเลกุลที่รับผิดชอบต่อการป้องกันการแตกตัวของ DNAและการเสื่อมสภาพของศักยภาพเยื่อหุ้มไมโทคอนเดรียของเซลล์ ซึ่งชี้ให้เห็นถึงการสนับสนุนการปกป้องระบบประสาทของจิงเจอรอล^{[ 8 ]}การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าขิงช่วยเพิ่มการผลิตกลูตาไธโอนในเซลล์ รวมถึงเซลล์ประสาท ผ่านคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของโรคอัลไซเมอร์ใน เซลล์ เนื้องอกประสาท ของมนุษย์ และเซลล์ฮิปโปแคมปัส ของหนู ^{[ 8 ]}

แม้ว่าการศึกษาหลายชิ้นจะชี้ให้เห็นถึงความเสี่ยงต่ำของการใช้สารเคมีจากขิงเพื่อต่อต้านความเสียหายจากการออกซิเดชันของเซลล์ แต่ก็มีการศึกษาบางชิ้นที่ชี้ให้เห็นถึงผลกระทบที่อาจ ก่อให้เกิด การกลาย พันธุ์ทางพันธุกรรม ในการศึกษาหนึ่งพบว่า การให้ยาในปริมาณที่สูงเกินไปแก่เซลล์มะเร็งตับของมนุษย์ส่งผลให้เกิดการแตกตัวของ DNA ความเสียหาย ของโครโมโซมและ ความไม่เสถียรของเยื่อหุ้ม ออร์แกเนลล์ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดพฤติกรรมอะพอพโทซิสได้^{[ 26 ]}สารประกอบจิงเจอรอลบางชนิดแสดงพฤติกรรมที่ก่อให้เกิดอนุมูลอิสระเมื่อความเข้มข้นสูงขึ้น แม้ว่าจะพิจารณาแล้วว่าในสภาวะปกติ สารเคมีเหล่านี้มีคุณสมบัติต้านการอักเสบและต้านอนุมูลอิสระ^{[ 26 ]}ในการศึกษาอีกชิ้นหนึ่ง [6] จิงเจอรอลยับยั้งอัตราการเผาผลาญของหนูอย่างเห็นได้ชัดเมื่อได้รับยาฉีดเข้าทางช่องท้องซึ่งทำให้เกิด ปฏิกิริยา อุณหภูมิร่างกายต่ำลง แต่เมื่อรับประทานทางปากในปริมาณมากเกินไป อุณหภูมิร่างกายก็ไม่มีการเปลี่ยนแปลง^{[ 27 ]}

ทั้งขิง ( Zingiber officinale ) และขมิ้น ( Curcuma longa ) ต่างก็ถูกสงสัยว่าใช้ เส้นทาง ฟีนิลโพรพาโนอิดและผลิตผลิตภัณฑ์โพลีคีไทด์ซินเทสประเภท III ที่คาดการณ์ไว้ โดยอิงจากการวิจัยการสังเคราะห์ 6-จิงเจอรอลโดยเดนนิฟและไวติงในปี 1976 ^{[ 28 ]}และจากการวิจัยของชโรเดอร์ในปี 1997 ^{[ 29 ]} 6-จิงเจอรอลเป็นจิงเจอรอลหลักในเหง้าขิงและมีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาที่น่าสนใจบางอย่าง เช่น ฤทธิ์ระงับปวด แม้ว่าการสังเคราะห์ 6-จิงเจอรอลจะยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วน แต่เส้นทางที่เป็นไปได้จะถูกนำเสนอไว้ในที่นี้

ในเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่เสนอในแผนภาพที่ 1 นั้น L-Phe (1) ถูกใช้เป็นสารตั้งต้น โดยจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดซินนามิก (2) ผ่านเอนไซม์ฟีนิลอะลานีนแอมโมเนียไลเอส (PAL) จากนั้นจะถูกเปลี่ยนเป็นกรด p-คูมาริก (3) โดยใช้เอนไซม์ซินนาเมต 4-ไฮดรอกซิเลส (C4H) จากนั้นจะใช้เอนไซม์ 4-คูมาเรต:CoA ไลเกส (4CL) เพื่อให้ได้p-คูมารอยล์-CoA (5) เอนไซม์ p-คูมารอยล์ชิกิเมตทรานสเฟอเรส (CST) เป็นเอนไซม์ที่รับผิดชอบในการเชื่อมต่อกรดชิกิมิกและ p-คูมารอยล์-CoA สารประกอบเชิงซ้อน (5) จะถูกออกซิไดซ์อย่างเลือกสรรที่ C3 โดยเอนไซม์ p-คูมารอยล์ 5-O-ชิกิเมต 3'-ไฮดรอกซิเลส (CS3'H) เพื่อให้ได้แอลกอฮอล์ ด้วยการกระทำอีกอย่างหนึ่งของ CST ชิกิเมตจะถูกแยกออกจากสารตัวกลางนี้ ทำให้ได้Caffeoyl -CoA (7) เพื่อให้ได้รูปแบบการแทนที่ที่ต้องการบนวงแหวนอะโรมาติก caffeoyl-CoA O-methyltransferase (CCOMT) จะเปลี่ยนหมู่ไฮดรอกซิลที่ C3 ให้เป็นเมทอกซีดังที่เห็นในFeruloyl -CoA (8) จนถึงขั้นตอนนี้ ตามที่ Ramirez-Ahumada และคณะกล่าวไว้ กิจกรรมของเอนไซม์ยังคงทำงานอย่างมาก^{[ 30 ]}มีการคาดการณ์ว่าโพลีคีไทด์ซินเทส (PKS) และรีดักเทสบางชนิดมีส่วนเกี่ยวข้องในการสังเคราะห์ขั้นสุดท้ายของ 6-Gingerol (10)

เนื่องจากไม่ชัดเจนว่าการเติมหมู่เมทอกซีเกิดขึ้นก่อนหรือหลังขั้นตอนการควบแน่นของโพลีคีไทด์ซินเทส จึงแสดงเส้นทางทางเลือกในแผนภาพที่ 2 โดยที่หมู่เมทอกซีถูกนำเข้ามาหลังจากกิจกรรมของ PKS ในเส้นทางทางเลือกนี้ เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องน่าจะเป็นไซโตโครม p450 ไฮดรอกซิเลส และO-เมทิลทรานสเฟอเรสที่ขึ้นอยู่กับS-adenosyl-L-methionine (OMT) ^{[ 30 ]}มีความเป็นไปได้สามประการสำหรับขั้นตอนการลดโดยรีดักเทส: โดยตรงหลังจากกิจกรรมของ PKS หลังจากกิจกรรมของ PKS และไฮดรอกซิเลส หรือในท้ายที่สุดหลังจากกิจกรรมของ PKS ไฮดรอกซิเลส และ OMT

• เส้นทางการสังเคราะห์สารสติลเบนอยด์ ไดอาริลเฮปทาโนอิด และจิงเจอรอล ที่ genome.jp