DSC00 (8)

136    5. Kwas askorbinowy — witamina C

5.10. Zależność aktywności biologicznej

lny

od budowy. Analogi, pochodne i antywitam

Kwas L-askorbinowy wykazuje dużą specyficzność aktywności

^wi‘amir

wej i dla zachowania jej w największym stopniu konieczne jest spełnienie kryteriów dotyczących budowy cząsteczki. Są to następujące warunki***

—    obecność wiązania podwójnego między 2 i 3 atomem węgla;

-    obecność pierścienia furanowego, przy czym pierścień ten musi k utworzony poprzez grupę hydroksylową w pozycji C-4, a ta grupa hyd^ ksylowa musi mieć położenie odpowiadające konfiguracji D, tj. takie

w samym kwasie L-askorbinowym;

-    położenie grupy hydroksylowej przy C-5 musi odpowiadać i.i

figuracji;    °ⁿ'

°wytB

-    grupy hydroksylowe przy C-2 i C-3, tzn. w ugrupowaniu endiolo muszą być wolne;

—    obecność grupy hydroksylowej w pozycji C-6;

iZHy

I

—    związek powinien zawierać sześć atomów węgla, tzn. łańcuch boc-przyłączony do pierścienia furanowego musi być zbudowany z co najninJ dwóch atomów węgla

Aby lepiej wyeksponować wpływ określonych zmian struktury na aktyw ność związku zbliżonego do witaminy C, przytoczyć można szereg interesują, cych przykładów.

Analogi kwasu askorbinowego, w których y-lakton został utworzony poprzez grupę hydroksylową w pozycji C-4, ale zajmującą położenie odpowiadające konfiguracji L, nie wykazują żadnej aktywności witaminy ę czego dobitnym potwierdzeniem jest kwas L-izoaskorbinowy (L-araboaskor-binowy).

Analogi z grupą hydroksylową przy C-5 w położeniu odpowiadającym konfiguracji D, np. kwas D-izoaskorbinowy (D-araboaskorbinowy), wykazują tylko szczątkową aktywność (ok. 5% aktywności witaminy C) lub są takiej aktywności zupełnie pozbawione, np. kwas D-askorbinowy (D-ksyloaskor-binowy).

Szczegóły różnic strukturalnych między czterema izomerami optycznymi witaminy C ilustrują ich wzory, przedstawione na rysunku 5.2.

Sole kwasu askorbinowego, tzw. enolany lub ściślej — askorbiniany, łatwo przekształcają się w wolny kwas askorbinowy i z tego to właśnie względu askorbinian sodowy, wapniowy lub żelazowy (II) itd. wykazują równoważną aktywność witaminową. W przypadku zablokowania tych grup, jak to ma miejsce w takich pochodnych kwasu askorbinowego, jak np. etery metylowe czy izopropylidenowe pochodne i inne tego typu związki, aktywność witaminowa zupełnie zamka lub jest wyraźnie obniżona Dla przykładu można podać, że 3-inctylowy eter kwasu askorbinowego wykazuje tylko 2-4% aktywności wolnej witaminy C.

To samo obserwuje się w wyniku uwodornienia podwójnego wiązania między 2 i 3 atomem węgla.

Zastąpienie grupy hydroksylowej w pozycji C-2 grupą aminową (w wyniku _cZego powstaje kwas skorbaminowy), a także zastąpienie obydwu grup hydroksylowych w ugrupowaniu endiolowym (tzn. w pozycjach C-2 i C-3) grupami aminowymi, co prowadzi do powstania kwasu diamino-L-askor-binowego, powoduje znaczne obniżenie aktywności witaminowej mimo zachowania silnych właściwości redukujących.

Eliminacja grupy hydroksylowej w pozycji C-6 i utworzenie kwasu 6-de-oksy-L-askorbinowego zmniejsza aktywność witaminową trzykrotnie. Zestryfi-gowanie tej grupy, np. za pomocą kwasu palmitynowego, nie powoduje zmiany aktywności, albowiem 6-palmitynian askorbinylu może łatwo ulegać hydrolizie do wolnego kwasu L-askorbinowego.

Wydłużenie łańcucha węglowego np. do siedmiu atomów prowadzi do otrzymania różnych kwasów heptano-L-askorbinowych, które wykazują czterdziesto-, a nawet stukrotnie mniejszą aktywność niż kwas L-askorbinowy. Można tu przytoczyć nazwy takich kwasów jak: L-ramnoaskorbinowy, L-glukoaskorbinowy czy też L-galaktoaskorbinowy. Przy ośmiowęglowym łańcuchu węglowym obniżenie aktywności jest jeszcze wyraźniejsze.

Skrócenie łańcucha węglowego całkowicie pozbawia cząsteczkę aktywności witaminowej.

Zachowanie się pochodnych kwasu L-askorbinowego, w których zestryfi-kowana została grupa hydroksylowa w pozycji C-2, jest uzależnione zarówno od rodzaju zwierząt doświadczalnych, jak też od reszty acylowej. Na przykład kwas 2-sułfo-L-askorbinowy nie wykazuje żadnej aktywności witaminowej w odniesieniu do ludzi i nie jest wchłaniany z ich przewodu pokarmowego. Znaleziono go jednakże w moczu ludzi, co świadczy o tym, że tworzy się on w organizmie (tzn. in vivó) i jest wydalany przez układ moczowy jako produkt metabolizmu witaminy C. Warto zaznaczyć, że w przypadku niektórych zwierząt, np. tęczowego pstrąga, kwas 2-sulfo-L-askorbinowy ulega hydrolizie do wolnej witaminy C pod działaniem specyficznego enzymu o nazwie: sulfohydrolaza kwasu 2-sulfo-L-askorbinowego (EC 3.1.6.1) i w ten sposób przejawia aktywność przeciwszkorbutową. Brak tego enzymu u ludzi czyni tę pochodną nieprzydatną do zapobiegania i leczenia szkorbutu. W przeciwieństwie do tego analogiczny ester z kwasem fosforowym, a mianowicie kwas 2-fosfo-L-askorbinowy ma równoważną z kwasem L-askorbinowym aktywność przeciwszkorbutową, zwłaszcza w odniesieniu do małp z rodzaju rezus.

W zakończeniu tego rozdziału należy wspomnieć, że kwas D-izoaskor-binowy jest stosowany w przemyśle spożywczym jako przeciw utleniacz oraz jako czynnik ochronny przeciwdziałający powstawaniu kancerogennych