อัลฟา-โทมาทีน

ชื่อ
ชื่อ IUPAC (22 S ,25 S )-5α-spirosolan-3β-yl β- D -glucopyranosyl-(1→2)-[β- D -xylopyranosyl-(1→3)]-β- D -glucopyranosyl-(1→4)-β- D -galactopyranoside [ 1 ]
ชื่ออื่นๆ โทมาทีน, โทมาติน, ไลโคเพอร์ซิน
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	17406-45-0 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:9630 วาย
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล525778 วาย
เคมสไปเดอร์	26536 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100.037.647
PubChem CID	28523
มหาวิทยาลัย	31U6547O08 วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID5040413
อินชิ นิ้ว=1S/C50H83NO21/c1-20-7-12-50(51-15-20)21(2)32-28(72-50)14-26-24-6-5-22-13-23(8-10-48(22,3)25(24)9- 11-49(26,32)4)65-45-40(63)37(60)41(31(18-54)68-45)69-47-43(71-46-39(62)36(59)34(57)29(16-52)66-46)42(35( 58)30(17-53)67-47)70-44-38(61)33(56)27(55)19-64-44/h20-47,51-63H,5-19H2,1-4H3/t20-,21-,22-,23-,24+,25-,26-,27+,28-,29+,30+,31+,32-,33-,34+,35+,36-,37+,38+,39+,40+,41-,42-,43+,44-,45+,46-,47-,48-,49-,50-/m0/s1 วาย รหัส: REJLGAUYTKNVJM-SGXCCWNXSA-N วาย
รอยยิ้ม C[C@H]1CC[C@]2([C@H]([C@H]3[C@@H](O2)C[C@@H]4[C@@]3(CC[C@H]5[C@H]4CC[C@@H]6[C@@]5(CC[C@@H](C6)O[C@H]7[C@@H]([C@H]([C@H]([C@H](O7)CO)O[ C@H]8[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O8)CO)O)O[C@H]9[C@@H]([C@H]([C@@H](C O9)O)O)O)O[C@H]2[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O2)CO)O)O)O)O)O)C)C)C)NC1
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 50 H 83 NO 21 [ 2 ]
มวลโมลาร์	1034.18816 [ 3 ]
รูปร่าง	ของแข็งผลึก
จุดหลอมเหลว	263–268 °C [ 4 ]
ความสามารถในการละลายในน้ำ	ไม่ละลายแต่ละลายได้ในเมทานอล เอทานอล ไดออกเซน และโพรพิลีนไกลคอล[ 4 ]
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โทมาทีน (บางครั้งเรียกว่าโทมาตินหรือไลโคเพอร์ซิน ) เป็นไกลโคอัลคาลอยด์พบในลำต้นและใบของ ต้น มะเขือเทศและในผลมะเขือเทศในความเข้มข้นที่ต่ำกว่ามาก โทมาทีนบริสุทธิ์ทางเคมีเป็นของแข็งผลึกสีขาวที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน^{[ 1 ] [ 5 ]}

บางครั้งโทมาทีนก็ถูกเข้าใจผิดว่าเป็นไกลโคอัลคาลอยด์โซลานีน^{[ 6 ]}

มะเขือเทศถูกนำเข้ามาในยุโรปในช่วงต้นทศวรรษ 1500 นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษจอห์น เจอราร์ดเป็นหนึ่งในผู้เพาะปลูกมะเขือเทศรายแรกๆ ในหนังสือGrete Herball ของเขา เขาถือว่ามะเขือเทศเป็นพิษเนื่องจากมีสารที่ต่อมาเรียกว่าโทมาทีนในปริมาณสูง รวมทั้งมีปริมาณกรดสูงด้วย ส่งผลให้โดยทั่วไปแล้วชาวอังกฤษไม่นิยมรับประทานมะเขือเทศจนกระทั่งกลางศตวรรษที่ 18 ^{[ 7 ]}

ในปี ค.ศ. 1837 ยาเม็ดมะเขือเทศชนิดแรกได้รับการโฆษณาในสหรัฐอเมริกาเนื่องจากมีผลดีต่อ อวัยวะ น้ำดีผลิตภัณฑ์ "ยาเม็ดมะเขือเทศผสมของเฟลป์" สกัดจากต้นมะเขือเทศและมีโทมาทีนเป็นส่วนประกอบ ยาเม็ดเหล่านี้ผลิตโดยแพทย์ชื่อกาย อาร์. เฟลป์ส ซึ่งระบุว่าอัลคาลอยด์โทมาทีนเป็นหนึ่งในการค้นพบที่มีประโยชน์ที่สุดเท่าที่เคยมีมา โทมาทีนในสมัยนั้นถูกกล่าวว่าเป็นยาแก้พิษปรอท^{[ 8 ]}

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์จากกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกาเป็นกลุ่มแรกที่แยกโทมาทีนออกจากมะเขือเทศป่าสายพันธุ์Lycopersicon pimpinellifoliumและสายพันธุ์ที่ปลูกเลี้ยงLycopersicon esculentum ^{[ 9 ] [ 10 ]}

อัลฟา-โทมาทีน (α-โทมาทีนจัดอยู่ในกลุ่มสารประกอบสเตียรอยด์ ไกลโค อัลคาลอยด์สารประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยอะไกลคอนซึ่งเป็น อนุพันธ์ของ คอเลสเตอรอลและโซ่คาร์โบไฮเดรต ซึ่งในกรณีของ α-โทมาทีนประกอบด้วยหน่วย d-กลูโคส 2 หน่วย หน่วย d-กาแลคโตส 1 หน่วย และหน่วย d-ไซโลส 1 หน่วย ^{[ 12 ]}ใน α-โทมาทีน เตตระแซคคาไรด์ที่เรียกว่าไลโคเตตระโอสจะติดอยู่กับ O-3 ของสเตียรอยด์อะไกลโคน ^{[ 13 ]}ในตอนแรกคิดว่าการสังเคราะห์สเตียรอยด์อัลคาลอยด์เกี่ยวข้องกับขั้นตอนไฮดรอกซิเลชัน ออกซิเดชัน และอะมิเนชันของคอเลสเตอรอลหลายขั้นตอนโดยใช้อาร์จินีนเป็นแหล่งของไนโตรเจนที่รวมอยู่ ต่อมามีการค้นพบยีนเมตาบอลิซึมของไกลโคอัลคาลอยด์ ^{[ 12 ]}ยีนเหล่านี้สร้างเอนไซม์ เมตาบอลิซึมของไกลโคอัลคาลอยด์ ซึ่งรับผิดชอบในการสังเคราะห์สเตียรอยด์อะไกลโคนในพืชมันฝรั่งและมะเขือเทศ ^{[ 12 ]}ปฏิกิริยาที่เอนไซม์เหล่านี้ดำเนินการแสดงอยู่ในรูปที่ 1

โทมาทีนอาจมีบทบาทสำคัญในการเสริมสร้างความต้านทานของต้นมะเขือเทศต่อการโจมตีของเชื้อรา จุลินทรีย์ แมลง และสัตว์กินพืช

ผลของไกลโคอัลคาลอยด์ (ซึ่งโทมาทีนเป็นส่วนหนึ่ง) สามารถแบ่งออกได้เป็นสองส่วนหลัก ได้แก่ การทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ และการยับยั้งเอนไซม์ อะเซทิลโคลี นเอสเทอเรส โทมาทีนมีส่วนทำให้ต้นมะเขือเทศต้านทานต่อสัตว์ต่างๆ เช่นหอยทากและด้วงโคโลราโด^{[ 14 ]}นอกจากนี้ยังเป็นกลไกป้องกันเชื้อราอีกด้วย^{[ 15 ] [ 16 ]}

คุณสมบัติการทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของโทมาทีนเกิดจากความสามารถในการสร้างสารเชิงซ้อนแบบ 1:1 กับคอเลสเตอรอลกลไกที่เป็นไปได้ของการทำลายเยื่อหุ้มเซลล์โดยไกลโคอัลคาลอยด์แสดงไว้ในรูปที่ 2 ก่อนอื่น ส่วน อะไกลคอนของโทมาทีนจะจับกับสเตอรอลในเยื่อหุ้มเซลล์แบบย้อนกลับได้ (รูปที่ 2 ส่วนที่ 2) เมื่อถึงความหนาแน่นระดับหนึ่ง หมู่ไกลโคไซด์ของไกลโคอัลคาลอยด์จะทำปฏิกิริยากันด้วยแรงไฟฟ้าสถิต ปฏิกิริยานี้จะเร่งการพัฒนาของเมทริกซ์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ของสารเชิงซ้อนไกลโคอัลคาลอยด์-สเตอรอล (รูปที่ 2 ส่วนที่ 4) ด้วยวิธีนี้สเตอรอลจากเยื่อหุ้มเซลล์ภายนอกจะถูกตรึงไว้ และจะเกิดการแตกหน่อของเยื่อหุ้มเซลล์ โครงสร้างแบบท่อจะเกิดขึ้นเนื่องจากโครงสร้างของโทมาทีน (รูปที่ 2 ส่วนที่ 6) ^{[ 14 ] [ 17 ]} การทำลายเยื่อหุ้มเซลล์นี้ทำให้เซลล์ตายเนื่องจากการรั่วไหลของเซลล์^{[ 14 ]}นอกจากนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ที่ถูกทำลายยังมีผลต่อการขนส่งโซเดียม โดยการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์และลดการขนส่งโซเดียมแบบแอคทีฟ เมื่อรับประทานโทมาทีนเข้าไป เยื่อบุผิวลำไส้จะถูกทำลายเนื่องจากคุณสมบัติการทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของโทมาทีน ส่งผลให้การดูดซึมโมเลกุลขนาดใหญ่เพิ่มขึ้น ความเสียหายต่อเยื่อบุผิวนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณ^{[ 14 ] [ 17 ]}

โทมาทีนถือเป็นสารประกอบที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อรา เนื่องจากสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเส้นใยเชื้อรา C. orbiculare (MC100=2.0 mM), S. linicola (MC100=0.4 mM) และ H. turcicum (MC100=0.13 mM) ได้อย่างสมบูรณ์สำหรับการยับยั้งที่ค่า pH ต่ำจำเป็นต้องใช้โทมาทีนในปริมาณที่มากกว่า ดังนั้นสารประกอบนี้จึงมีฤทธิ์ต้านเชื้อราได้มีประสิทธิภาพมากขึ้นที่ค่า pH สูง เมื่ออัลคาลอยด์อยู่ใน รูป ที่ไม่ถูก โปรตอน โทมาทีนในรูปที่ไม่ถูกจับกับโปรตอนจะสร้างสารเชิงซ้อนกับสเตอรอลเช่น คอเลสเตอรอล ซึ่งอาจทำให้เกิดการรบกวนของเยื่อหุ้มเซลล์และการเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์^{[ 18 ]}

โทมาทีนมีประสิทธิภาพต่อต้านเชื้อราที่ pH 8 แต่ไม่มีประสิทธิภาพที่ pH 4 คำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับเรื่องนี้คือ โทมาทีนในรูปแบบที่ไม่มีโปรตอนจะจับกับคอเลสเตอรอลเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้^{[ 15 ]}โทมาทีนทำลาย เยื่อ หุ้มไลโปโซมที่มี 3-β-ไฮดรอกซีสเตอรอล ในขณะที่ไลโปโซมที่ไม่มี 3-β-ไฮดรอกซีสเตอรอลจะทนต่อการทำลายเยื่อหุ้ม^{[ 16 ]}โทมาทีนยังยับยั้งเชื้อราประเภทPh. infestansและPy. aphanidermatumซึ่งไม่มีสเตอรอลในเยื่อหุ้ม ดังนั้นจึงต้องมีกลไกการออกฤทธิ์อื่น^{[ 15 ]}

การออกฤทธิ์อีกอย่างที่ทราบกันของสารประกอบนี้คือการยับยั้งแบบแข่งขันที่ขึ้นอยู่กับค่า pH ของเอนไซม์อะเซทิลโคลีนเอสเทอเรส [ ^{14 ] [ 15 ] สาร}กำจัดศัตรูพืชสังเคราะห์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในการเกษตรทำงานโดยการยับยั้งอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรสเพื่อฆ่าแมลง^{[ 19 ]}

ข้อมูลเกี่ยวกับการดูดซึม เภสัชจลนศาสตร์ และการเผาผลาญของไกลโคอัลคาลอยด์ในมนุษย์ ยังมีน้อยมาก ^{[ 14 ]}ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งคือการดูดซึมโทมาทีนเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตทั่วไปได้น้อย เมื่อรับประทานโทมาทีนเข้าไป โทมาทีนจำนวนมากอาจสร้างสารเชิงซ้อนกับคอเลสเตอรอลจากอาหารอื่นๆ ที่อยู่ในกระเพาะอาหาร สารเชิงซ้อนของโทมาทีนและคอเลสเตอรอลจะไม่ถูกดูดซึมในลำไส้ แต่จะถูกขับออก^{[ 15 ]}การเกิดสารเชิงซ้อนกับคอเลสเตอรอลนั้นจำเป็นต้องมีสายโซ่คาร์โบไฮเดรตอะไกลคอนโทมาทิดีน ซึ่งเป็นโทมาทีนที่ไม่มีน้ำตาล จะไม่เกิดสารเชิงซ้อน^{[ 14 ] [ 17 ]}การเกิดสารเชิงซ้อนน่าจะเกิดขึ้นในลำไส้เล็กส่วนต้นเนื่องจากสภาวะที่เป็นกรดในกระเพาะอาหารเองทำให้เกิดการโปรตอนของโทมาทีน และโทมาทีนในรูปโปรตอนจะไม่จับกับคอเลสเตอรอล^{[ 15 ]}

การไฮโดรไลซิสของโทมาทีนน่าจะเกิดขึ้น แต่ ยังไม่ทราบว่าเป็นการเร่งปฏิกิริยาโดยกรดหรือไกลโคซิเดส^{[ 15 ]}การไฮดรอกซิเลชันของโทมาทีนน่าจะนำไปสู่การก่อตัวของโทมาทิดีน ซึ่งเป็นอะไกลคอนของโทมาทีน โทมาทิดีนเป็นเมตาบอไลต์ที่อาจไม่เป็นพิษโดยสมบูรณ์ อาจมีผลต่อร่างกายมนุษย์^{[ 15 ]}

เอนไซม์ โทมาติเนสของเชื้อราสามารถเปลี่ยนโทมาทีนเพื่อทำให้ไม่ทำงานได้ การล้างพิษสามารถเกิดขึ้นได้โดยการกำจัดกลูโคสหนึ่งโมเลกุล เชื้อราชนิดอื่น ๆ จะไฮโดรไลซ์โทมาทีนเป็นโทมาทิดีนซึ่งเป็นอะไกลคอนที่มีความเป็นพิษน้อยกว่า โดยการกำจัดน้ำตาลทั้งหมด โทมาทิดีนยังคงสามารถยับยั้งเชื้อราบางชนิดได้ แต่มีความเป็นพิษน้อยกว่าโทมาทีน เชื้อราใช้เส้นทางที่หลากหลายในการไฮโดรไลซ์โทมาทีน นอกจากนี้ ระดับความเป็นพิษยังขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อราด้วย^{[ 16 ] [ 20 ]}เมตาโบไลต์โทมาทิดีนสามารถถูกไฮโดรไลซ์ต่อไปได้โดยเอนไซม์ CYP-450 ออกซิเจเนสที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์^{[ 15 ]}

โทมาทีนถูกใช้เป็นสารรีเอเจนต์ในเคมีวิเคราะห์เพื่อตกตะกอนคอเลสเตอรอลจากสารละลาย^{[ 21 ] นอกจากนี้ โทมาทีน ยัง} เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นสารเสริมภูมิคุ้มกันที่เกี่ยวข้องกับแอนติเจนโปรตีน บางชนิด [ ^{22 ]}

ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากโทมาทีนต่อมนุษย์ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเป็นทางการ ดังนั้นจึงไม่ สามารถสรุปค่า NOAELได้ ความเป็นพิษของโทมาทีนได้รับการศึกษาเฉพาะในสัตว์ทดลองเท่านั้น อาการของพิษโทมาทีนเฉียบพลันในสัตว์นั้นคล้ายกับอาการของพิษจากโซลานีน ซึ่ง เป็นไกลโคอัลคาลอยด์ในมันฝรั่งอาการเหล่านี้ได้แก่ อาเจียน ท้องเสีย ปวดท้อง ง่วงซึม สับสน อ่อนเพลีย และซึมเศร้า^{[ 23 ]}โดยทั่วไป โทมาทีนถือว่าก่อให้เกิดผลกระทบที่เป็นพิษต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมน้อยกว่าอัลคาลอยด์อื่นๆ เช่น โซลานีน^{[ 24 ]}

การบริโภคโทมาทีนในปริมาณปานกลางของมนุษย์ดูเหมือนจะไม่ก่อให้เกิดผลกระทบที่เป็นพิษที่เห็นได้ชัด สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากการบริโภค "มะเขือเทศเขียวดอง" และ " มะเขือเทศเขียวทอด " อย่างแพร่หลาย รวมถึงการบริโภคมะเขือเทศที่มีโทมาทีนสูง (สายพันธุ์หนึ่งของL. esculentum var. cerasiforme หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ " มะเขือเทศเชอร์รี่ " ซึ่งเป็นพันธุ์พื้นเมืองของเปรู) ที่มีปริมาณโทมาทีนสูงมาก (อยู่ในช่วง 500–5000 ไมโครกรัม/กิโลกรัมของน้ำหนักแห้ง ) ^{[ 25 ]}

Harold McGeeนักเขียนด้านวิทยาศาสตร์อาหารของ New York Timesพบหลักฐานเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับความเป็นพิษของมะเขือเทศในเอกสารทางการแพทย์และสัตวแพทย์ และสังเกตว่าใบมะเขือเทศแห้ง (ซึ่งมีความเข้มข้นของอัลคาลอยด์สูงกว่าผล) ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องปรุงรสหรือตกแต่งอาหารเป็นครั้งคราวโดยไม่มีปัญหา เขายังรายงานด้วยว่ามนุษย์ผู้ใหญ่จะต้องกินใบมะเขือเทศมากกว่าครึ่งกิโลกรัมจึงจะได้รับพิษ (ไม่จำเป็นต้องถึงตาย) ^{[ 6 ]}

• ชาโคนีน
• โซลานีน

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับมะเขือเทศในวิกิมีเดียคอมมอนส์