Flavonoid

Flavon omurgasının moleküler yapısı (2-fenil-1,4-benzopiron)

İzoflavan yapısı

Neoflavonoidlerin yapısı

Flavonoidler (veya biyoflavonoidler) (Latince flavus kelimesinden gelen sarı) bitki ve mantar sekonder metabolitlerinin bir sınıfıdır.

Kimyasal olarak, flavonoidler, iki fenil halkası (A ve B) ve bir heterosiklik halkadan (C) oluşan 15 karbonlu bir iskeletin genel yapısına sahiptir. Bu karbon yapısı C6-C3-C6 olarak kısaltılabilir. IUPAC terminolojisine göre şu şekilde sınıflandırılabilirler:

• flavonoidler veya biyoflavonoidler
• 3-fenilkromen-4-on (3-fenil-1,4- benzopirron) yapısından türetilmiş izoflavonoidler
• 4-fenilkumarin (4-fenil-1,2- benzopirron) yapısından türetilen neoflavonoidler

Yukarıdaki üç flavonoid sınıfının hepsi keton içeren bileşiklerdir ve bu nedenle antoksantinlerdir (flavonlar ve flavonoller). Bu sınıf ilk olarak biyoflavonoid olarak adlandırıldı. Flavonoid ve bioflavonoid terimleri, keton olmayan polihidroksi polifenol bileşiklerini tanımlamak için daha geniş bir anlamda kullanılmıştır.Flavonoid omurgasındaki üç halkaya genellikle A, B ve C halkası denir. A halkası genellikle bir floroglusinol grubu içerir.

Biyosentez

Flavonoidler, bir amino asit olan fenilalaninin, 4-kumaroil-CoA üretmek için kullanıldığı, fenilpropanoid metabolik yolu ile sentezlenebilir.

Bitkilerde flavonoidlerin fonksiyonları

Flavonoidler, birçok işlevi yerine getirmek için bitkilerde yaygın olarak bulunur. Flavonoidler, çiçeklenme için en önemli bitki pigmentleridir ve tozlanmaya yardımcı hayvanları çekmek için tasarlanmış yapraklarda sarı veya kırmızı-mavi pigmentleri üretir. Daha gelişmiş bitkilerde flavonoidler, UV filtrasyonu, simbiyotik azot fiksasyonu ve çiçek pigmentasyonunda rol oynar. Ayrıca kimyasal uyarıcı, fizyolojik düzenleyici ve hücre döngüsü inhibitörü olarak da işlev görebilirler. Konak bitkinin kökü tarafından salgılanan flavonoidler, bezelye, fasulye, yonca ve soya gibi baklagillerle simbiyotik ilişki kuran Rhizobia'ya yardımcı olur. Toprakta yaşayan Rhizobia, flavonoidleri algılayabilir ve bu da konak bitki tarafından, kök kıllarının deformasyonu, iyon akıları ve kök nodülünün oluşması gibi çeşitli hücresel tepkilere yol açabilen nod faktörlerinin salgılanmasını tetikler. Ek olarak, bazı flavonoidler, bitki hastalıklarına neden olan organizmalara karşı inhibitör aktiviteye sahiptir, örn. Fusarium oxysporum.

Alt gruplar

Çeşitli bitkilerden 5000'den fazla doğal olarak oluşan flavonoid karakterize edilmiştir. Kimyasal yapılarına göre sınıflandırılmışlardır ve genellikle aşağıdaki alt gruplara ayrılırlar:

Antosiyanidinler

Antosiyanidinlerin flavilyum yapısı

Antosiyanidinler antosiyaninlerin aglikonlarıdır; flavilyum(2-fenilkromenilyum) iyon yapısını kullanırlar

• Örnekler: Siyanidin, Delfinidin, Malvidin, Pelargonidin, Peonidin, Petunidin

Antoksantinler

Antoksantinler iki gruba ayrılır:

Grup	İskelet Yapısı				Örnekler
	Açıklama	Fonksiyonel gruplar		Yapısal formül
		3-hydroksil	2,3-dihidro
Flav on	2-fenilkromen -4-on	✗	✗		Luteolin, Apigenin, Tangeritin
Flav onol or 3-hydroksiflav on	3-hydroksi-2-fenilkromen -4-on	✓	✗		Kuersetin, Kemferol, Mirisetin, Fisetin, Galangin, İzorhamnetin, Pachypodol, Rhamnazin, Piranoflavonoller, Furanoflavonoller

Flavanonlar

Flavanonlar

Grup	İskelet Yapısı				Örnekler
	Açıklama	Fonksiyonel gruplar		Yapısal formül
		3-hydroksil	2,3-dihidro
Flav anonlar	2,3-dihidro-2-fenilkromen -4-on	✗	✓		Hesperetin, Naringenin, Eriodictyol, Homoeriodictyol

Flavanonoller

Flavanonoller

Grup	İskelet Yapısı				Örnekler
	Açıklama	Fonksiyonel gruplar		Yapısal formül
		3-hidroksil	2,3-dihidro
Flav anonoller veya 3-Hidroksiflav anon veya 2,3-dihidroflav onol	3-hidroksi-2,3-dihidro-2-fenilkromen -4-on	✓	✓		Taksifolin (veya Dihidrokuersetin), Dihidrokemferol

Flavanlar

Flavan yapısı

Flavan-3-oller (flavanoller), flavan-4-oller ve flavan-3,4-diolleri içerir.

İskelet yapısı	Ad
	Flavan-3-ol (flavanol)
	Flavan-4-ol
	Flavan-3,4-diol (lökosantosiyanidin)

• Flavan-3-oller (flavanoller)
  • Flavan-3-ols

  Örnek: Kateşin (C), Gallokatekol (GC), Epigallokateşin Gallat (Cg), Gallokateşin 3-gallat (GCg), Epikateşinler (EC), Epigallokateşin (EGC), Epikateşin 3-gallat (ECg), Epigallokateşin 3-gallat (EGCg)

  • Teaflavin

  Örnek: Teaflavin-3-gallat, Teaflavin-3'-gallat, Teaflavin-3,3'-digallat

  • Thearubigin
  • Proantosiyanidinler, flavanollerin dimerleri, trimerleri, oligomerleri veya polimerleridir.

İzoflavonoidler

• İzoflavonoidler
  • İzoflavonlar -fenilkromen-4-one iskelet yapısındanır (2. karbon üzerinde hidroksil grubu olmadan).

  Örnek: Genistein, Daidzein, Glycitein

  • İzoflavanlar
  • İzoflavandioller
  • İzoflavenler
  • Coumestanlar
  • Pterocarpanlar

Diyet kaynakları

Maydanoz bir flavon kaynağıdır.

Yaban mersini diyet antosiyanidin kaynağıdır.

Turunçgillerde çeşitli flavonoidler bulunur.

Flavonoidler (özellikle kateşinler gibi flavonoidler) insan diyetinde en yaygın bulunan polifenolik bileşikler grubudur ve her bitkide bulunurlar.Kuersetin gibi biyoflavonoidler olan flavonoller de her yerde bulunur, ancak daha az miktarlarda bulunurlar. Yüksek flavonoid içerikli yiyecekler arasında maydanoz, soğan, yaban mersini ve diğer yemişler, siyah çay, yeşil çay ve oolong çayı, muz, bütün narenciyeler, Ginkgo biloba, kırmızı şarap, karabuğday ve bitter çikolata (kakao içeriği %70 veya daha fazla).

Maydanoz

Maydanoz, taze ve kurutulmuş maydanoz, flavon içerir.

Yaban Mersini

Yaban Mersini Yaban mersini, antosiyanidinlerin diyet kaynağıdır.

Siyah çay

Siyah çay zengin bir diyet flavan-3-ol kaynağıdır.

Narenciye

Narenciye flavonoidleri hesperidin (flavanon hesperetin glikozidi), kuersitrin, rutin (flavonol kuersetin'in iki glikozidi) ve flavon tangeritini içerir.

Kakao

Flavonoidler doğal olarak kakaoda bulunur, ancak acı olabildikleri için genellikle çikolatadan, hatta bitter çikolatadan çıkarılırlar.

Fıstık

Fıstık kabuğu, flavonoidler dahil olmak üzere önemli polifenol içerir.

Limon suyu: mg/100g

Araştırmalar

Her ne kadar flavonoidlerin potansiyel sağlık yararları üzerine devam eden araştırmalar olsa da, ne Amerika Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) ne de Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) flavonoidler için herhangi bir sağlık iddiasını onaylamadı veya herhangi bir flavonoidi farmasötik ilaç olarak onaylamadı.

In vitro

Flavonoidlerin in vitro çalışmalarda çok çeşitli biyolojik ve farmakolojik aktivitelere sahip olduğu gösterilmiştir. Örnekler arasında; anti-alerjik,anti-enflamatuar,antioksidan,anti-mikrobiyal (antibakteriyel,antifungal, ve antiviral), antikanser, ve anti-diyabet aktiviteleri. Flavonoidlerin ayrıca topoizomeraz enzimlerini inhibe ettiği ve in vitro çalışmalardaAkut lenfoblastik lösemi 1(MLL) genindeki DNA mutasyonlarını indüklediği gösterilmiştir. Bununla birlikte, yukarıdaki vakaların çoğunda in vivo veya klinik araştırma yapılmamıştır ve bu aktivitelerin insan sağlığı üzerinde herhangi bir yararlı veya zararlı etkisi olup olmadığını söylemek mümkün değildir. Daha derinlemesine araştırılan biyolojik ve farmakolojik aktiviteler aşağıda açıklanmaktadır.

Antioksidan

Linus Pauling Enstitüsü ve Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi'nde yapılan araştırmalar, flavonoidlerin insan vücudunda (% 5'ten az) zayıf bir şekilde emildiğini, emilenlerin çoğunun hızlı bir şekilde metabolize edildiğini ve atıldığını göstermektedir. Bu bulgular flavonoidlerin ihmal edilebilir sistemik antioksidan aktiviteye sahip olduğunu ve flavonoid açısından zengin gıdaların tüketiminden sonra görülen kanın antioksidan kapasitesindeki artışın doğrudan flavonoidlerden kaynaklanmadığını, ancak flavonoid depolimerizasyonu ve atılımından kaynaklanan ürik asit üretiminden kaynaklandığını göstermektedir.

Enflamasyon

Enflamasyon, kanser, kardiyovasküler bozukluklar, diabetes mellitus, ve çölyak hastalığı gibi sayısız lokal ve sistemik hastalığın olası bir kaynağı olarak gösterilmektedir.

Ön çalışmalar flavonoidlerin anti-inflamatuar mekanizmaları reaktif oksijen veya azot bileşiklerini inhibe etme yetenekleri ile etkileyebileceğini göstermektedir. Flavonoidlerin ayrıca siklooksijenaz, lipooksijenaz veya indüklenebilir nitrik oksit sentaz gibi serbest radikal üretimine katılan enzimlerin proenflamatuar aktivitesini inhibe ettiği veya bir inme sonrasında bağışıklık hücrelerinde veya beyin hücrelerinde hücre içi sinyal yollarını modifiye ettiği görüşü önerilmiştir.

Bir flavonoid sınıfı olan prosiyanidinlerin, ön araştırmada, araşidonik asit yolunun modülasyonu, gen transkripsiyonunun inhibisyonu, enflamatuar enzimlerin ekspresyonu ve aktivitesinin yanı sıra anti-enflamatuar aracıların salgılanmasını içeren anti-enflamatuar mekanizmalara sahip olduğu gösterilmiştir.

Kanser

Flavonoid tüketimi ile kanserin önlenmesi/gelişmesi arasındaki ilişkiyi araştıran klinik çalışmalar, çoğu kanser türü için çelişkilidir, çünkü çoğu çalışma retrospektiftir ve küçük bir örnek boyutu kullanılmıştır. İki belirgin istisna gastrik karsinom ve sigara ile ilişkili kanserlerdir. Diyetlerle flavonoid alımı, kadınlarda mide karsinomu riskinin azalmasıyla, ve sigara içenlerde solunum yolu kanseri riskinin azalmasıyla ilişkilendirilmiştir.

Kardiyovasküler hastalıklar

Diyetle alınan flavonoidlerden etkilenmesi muhtemel olan genel insan hastalıkları üzerinde en yoğun çalışılan, kardiyovasküler hastalık araştırmaları, hastalar veya hasta olmayan kişilerde incelenen aşağıdaki mekanizmaları ortaya koymuştur:

• pıhtılaşmayı, trombüs oluşumunu veya trombosit agregasyonunu inhibe eder
• ateroskleroz riskini azaltır
• arteriyel kan basıncını ve hipertansiyon riskini azaltır
• kan damarı hücrelerinde oksidatif stresi azaltır
• vasküler inflamatuar mekanizmaları onarır
• endotel ve kılcal fonksiyonların iyileştirilmesi
• kan lipit seviyelerini düzenler
• karbonhidrat ve glikoz metabolizmasını düzenler
• yaşlanma mekanizmalarını düzenler

Antibakteriyel

Flavonoidlerin doğrudan antibakteriyel aktiviteye, antibiyotiklerle sinerjistik aktiviteye ve çok sayıda in vitro ve sınırlı sayıda in vivo çalışmada bakteriyel virülans faktörlerini baskılama yeteneğine sahip olduğu gösterilmiştir. Dikkate değer in vivo çalışmalar arasında, oral kursetinin kobaylarda, grup 1 kanserojen Helicobacter pylori'ye karşı koruduğu bulgusudur. Flavonoidlerin bakteriyel enfeksiyonun tedavisi için farmasötik ilaçlar olarak kullanılıp kullanılamayacağını veya diyet flavonoid alımının enfeksiyona karşı herhangi bir koruma sağlayıp sağlamadığını belirlemek için ek in vivo ve klinik araştırmalara ihtiyaç vardır.

Sentezi, tespiti, miktar tayini ve yarı sentetik alterasyonu

Renk tayfı

Bitkilerdeki flavonoid sentezi, hem yüksek hem de düşük enerji radyasyonlarında açık renk spektrumları ile indüklenir. Düşük enerjili radyasyonlar fitokrom tarafından soğurulurken, yüksek enerjili radyasyonlar fitokromlara ek olarak karotenoidler, flavinler ve kriptokromlar tarafından soğurulur. Fitokrom aracılı flavonoid biyosentezinin fotomorfojenik süreci amaranthus, arpa, mısır, sorgum ve şalgamda gözlenmiştir. Kırmızı ışık flavonoid sentezini arttırır.

Mikroorganizmalardan eldesi

Son araştırmalar, genetik olarak tasarlanmış mikroorganizmalardan flavonoid moleküllerinin verimli bir şekilde üretilebildiği gösterilmiştir.

Tespit testleri

Shinoda testi

Dört parça magnezyum talaşı etanolik ekstrakta eklenir ve ardından birkaç damla doygun hidroklorik asit eklenir. Pembe veya kırmızı renk, flavonoidin varlığını gösterir. Turuncudan kırmızıya değişen renkler flavonların varlığını, kırmızıdan koyu kırmızıya değişen renkler flavonoidlerin varlığını, koyu kırmızıdan macentaya değişen renkler flavononların varlığını gösterir.

Sodyum hidroksit testi

Yaklaşık 5 mg bileşik su içinde çözülür, ısıtılır ve süzülür. Bu çözeltinin 2 ml'sine %10 sodyum hidroksit eklenir. Sarı bir renk oluşur. Seyreltik hidroklorik asit ilavesiyle sarı rengin kaybolması ve çözeltinin renksizleşmesi, flavonoidlerin varlığının bir göstergesidir.

p-Dimetilaminokinnamaldehit testi

Biradaki flavanoidler için, A-halkalarının kromojen p-dimetilaminosinnamaldehit (DMACA) ile reaksiyonuna dayanan kolorimetrik bir analiz geliştirilmiştir.

Miktar tayini

Lamaison ve Carnet, bir numunenin toplam flavonoid içeriğinin belirlenmesi için bir test tasarlamıştır (AlCI₃ yöntemi). Numunenin ve reaktifin uygun şekilde karıştırılmasından sonra, karışım 10 dakika oda sıcaklığında inkübe edilir ve çözeltinin absorbans değeri 440 nm'de okunur. Flavonoid içeriği, mg/g kuersetin olarak ifade edilir.

Yarı sentetik alterasyonu

İmmobilize Candida antarktika lipazı, flavonoidlerin regioselektif asilasyonunu katalize etmek için kullanılabilir.

Ayrıca bakınız

• Fitokimyasallar
• Fitokimya
• Sekonder metabolitler
• Homoizoflavonoidler

Konuyla ilgili yayınlar

• Andersen, Ø.M. / Markham, K.R. (2006). Flavonoids: Chemistry, Biochemistry and Applications. CRC Press. 978-0-8493-2021-7
• Grotewold, Erich (2007). The Science of Flavonoids. Springer. 978-0-387-74550-3
• Comparative Biochemistry of the Flavonoids, by J.B. Harborne, 1967 (Google Books 1 Ağustos 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.)
• The systematic identification of flavonoids, by T.J. Mabry, K.R. Markham and M.B. Thomas, 1970, DOI:10.1016/0022-2860(71)87109-0

Wikimedia Commons'ta Flavonoid ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.

Veritabanı

• USDA Database for the Flavonoid Content of Selected Foods, Release 3.1 (December 2013); data for 506 foods in the 5 subclasses of flavonoids provided in a separate PDF updated May 2014 27 Ağustos 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.