Lestage, S.Goldstei European Journal of Medicinal Chemistry (2003); 38: 1-11.

Capitolo II Acido lipoico e acido ferulico: Proprietà e applicazioni

- 57 -

I composti così ottenuti sono stati valutati in vitro per la loro capacità di inibire la nNOS attraverso la misura del loro effetto sulla conversione dell’[3H] L-arginina in [3H]L-citrullina[42]. I derivati dell’acido lipoico mantengono l’attività dell’inibitore nNOS ed hanno simili valori di IC50 allo stesso mentre l’acido

lipoico da solo è inattivo[43].

2.2.6.3 Nuovo derivato dell’acido lipoico: PNLP

È stato sintetizzato un nuovo antiossidante anfifilico chiamato PNBLP, un ibrido di acido lipoico e di α-fenil-N-terbutil-nitrone (PNB) (figura 2.7).

S S O N H N H O O N+ O N H O OH OH O OH O H OH OH OH OH (50)

Figura 2.7 – Derivato anfifilico dell’acido lipoico

Floyd e altri[44], furono i primi a dimostrare che il PNB presenta un’attività neuroprotettiva.

In questo caso la funzione nitronilica è inserita nel cuore di un tensioattivo tra la coda lipofila e la testa polare. Mentre la porzione idrofobica è rappresentata dal gruppo lipoico, la testa polare è formata da una lactobionammide legata in posizione para del nucleo benzenico del PBN.

L’attività antiossidante del PNBLP è stata valutata e comparata a quella dei due precursori mediante il test biologico basato sull’emolisi[45] indotta da radicali liberi formati dalla decomposizione termica di una soluzione del 2,2’-azobis(2-

42 _{D.S.Bredt, S.H.Snyder, Proc. Natl. Acad. SCi. USA (1990); 87: 682.}

43 _{J. J. Harnett, M.Auguet, I.Viossat, C.Dolo, D.Bigg and P.E.Chabrier, Bioorganic & Medicinal} Chemistry Letters (2002); 12: 1439-1442.

44 _{R.A.Floy, K.Hensley, M.J. Forster, J.A.Kelleher-Andersson, P.L.Wood. Mech. Aging De.}

(2002); 123: 1021.

45 _{J.Kumagai,T.Kawura, T.Miyazaki, M.Prost, E.Prost, M.Watanabe, J.Quetin-Leclere. Radiat.} Phys. Chem. (2002); 66: 17.

amidinopropano)diidrocloruro (AAPH). In un grande range di concentrazioni, il nuovo composto esibisce una più alta attività protettiva contro l’aggressione da radicali liberi rispetto ai precursori immodificati.

2.3 Acido ferulico

L’acido ferulico è un composto fenolico ubiquitario in natura, che deriva dal metabolismo della fenilalanina e della tirosina, presente, sotto forma esterea, soprattutto nella crusca del riso[46]. Nelle piante abbonda nelle foglie e nei semi sia sottoforma libera che legato covalentemente alla lignina e ad altri biopolimeri. Anche molti microrganismi sono in grado di metabolizzare l’acido ferulico, in particolar modo alcuni possono utilizzarlo come unica fonte di carbonio e di energia. Il suo nucleo fenolico e la sua catena laterale coniugata gli permettono di formare rapidamente un radicale stabilizzato per risonanza, che spiega il suo elevato potere antiossidante e le sue capacità fotoprotettive. Il composto, oltre a trovare largo impiego come additivo alimentare, per la sua capacità di inibire l’autossidazione degli oli [47,48], costituisce un ingrediente attivo in molte lozioni della pelle e viene frequentemente utilizzato come schermo solare per i suoi effetti fotoprotettivi[49,50]. Studi epidemiologici, inoltre, hanno fornito prova che un alto consumo di alimenti che ne sono particolarmente ricchi, come grano, riso e mais, può ridurre il rischio di malattie croniche, quali patologie cardiovascolari e alcune forme di cancro[51]. Recentemente è stato riportato che l’acido ferulico e i composti ad esso correlati quali l’acido p-cumarico, l’acido caffeico e l’acido sinappico, sono in grado di inibire l’autossidazione del metil linoleato e dell’acido linoleico così come l’ossidazione di liposomi indotta dall’iniziatore idrosolubile 1,1 difenil-2-picrilidazile (DPPH). Ai composti fenolici naturali viene anche attribuita la capacità di aumentare l’efficienza antiossidante della lattoferrina nell’inibire l’ossidazione dei liposomi e delle emulsioni olio in acqua; inoltre

46 _{E.Graf, Free Radical Bilology Medicin (1992); 13: 435-448.} 47 _{S.C.Dziedizic, B.J.F.Hudson, Food Chemistry (1984); 14: 45-51.}

48 _{M.ZCho,T.B.Kwon, S.K.Oh, Antioxidant effect of some phenolics on sotbean oils. Han’guk}

Nonghwa Hakhoechi, (1989); 32 :37-43

49 _{M.Egawa, K.Ishida, M,Maekawa, Y.Sato, Skin preparation containing antioxidants and ellagic}

acids. (1990); 89: 50-118.

50 _{OCourtin, Moistrurizing cosmetic comprising liquid crystals, (1990); 88: 8880.}

51 _{E.Niki, H.Ohigashi, T.Osawa, J.Terao, S.Watanabe, T.Yioshikawa, In Food factors for Cancer} prevention (1997); 55-57.

Capitolo II Acido lipoico e acido ferulico: Proprietà e applicazioni

- 59 -

l’acido ferulico incrementa l’attività antiossidante del plasma e la resistenza delle proteine a bassa densità LDL ad ossidarsi.

2.3.1 Struttura e proprietà [28]

L’acido ferulico è il nome comune dell’acido 3-4-(idrossi-3-metossifenil)-2- propenico. Altri nomi includono l’acido 3-metossi-4-idrossicinnamico, l’acido caffeico 3-metil etere e l’acido coniferico. Le piante producono l’acido isoferulico o acido 3-idrossi-4-metossi cinnamico. L’acido ferulico isolato nelle piante esiste anche come isomero trans. La risoluzione della struttura è stata suggerita mediante

spettroscopia NMR C13 successivamente confermata anche mediante

cristallografia ai raggi X. Durante la conservazione in acqua dell’acido ferulico trans o cis a temperatura ambiente è risultata una lenta isomerizzazione intorno alle due settimane fino ad una situazione di equilibrio del 23% della forma cis e del 77% della forma trans.

OH COOH OMe OH OMe COOH COOH OH OMe

Acido ferulico (trans) Acido ferulico (cis) Acido isoferulico

(51) (52) (53)

Figura 2.8 – Isomeri strutturali e configurazionali dell’acido ferulico

L’acido cis-ferulico non è in forma di cristalli, ma è un olio giallo che in etanolo assorbe all’UV alla lunghezza d’onda di 316 nm, mentre i cristalli dell’acido trans-ferulico si possono ottenere per cristallizzazione da acqua calda. Il suo peso molecolare è di 194 e il suo punto di ebollizione è a 174°C. E’ solubile in etanolo, acetato di etile, acqua calda, moderatamente in etere etilico e scarsamente solubile in benzene e in etere di petrolio.

L’acido ferulico è un forte acido dibasico. La prima dissociazione protonica produce l’anione carbossilato; la seconda dissociazione genera un anione fenolato.

L’alto grado di stabilizzazione di risonanza dell’anione fenolato attraverso l’intera molecola coniugata aumenta notevolmente la sua acidità relativa, rispetto agli altri acidi fenolici simili. L’acido ferulico assorbe fortemente nel range UV con assorbimento massimo 284 nm a 370 nm in soluzione acquosa a pH 6, e mostra anche una forte fluorescenza[52].

È pressocchè stabile quando è disciolto in solventi organici, tuttavia in alcune condizioni può subire modificazioni chimiche, per esempio in acqua può formare il 4-vinil guaiacolo per lenta decarbossilazione termica, mentre il ferro catalizza la sua ossidazione a dilattone.

2.3.2 Biosintesi

In natura l’acido ferulico è sintetizzato a partire dall’acido scikimico (schema 2.6). La via dello scikimato[53] prevede innanzitutto la formazione dell’acido corismico dal quale si ottengono sia la tirosina che la fenilalanina. Dai due amminoacidi si ottiene la formazione dell’acido 4-cumarico per vie diverse; la tirosina ad opera dell’enzima tirosina ammoniaca liasi (TAL) è convertita ad acido 4-cumarico, mentre la fenilalanina è convertita dapprima ad acido cinnamico dall’enzima fenilalanina ammoniaca liasi (PAL) e successivamente ad acido 4- cumarico attraverso un’ossidrilazione. Una successiva ossidrilazione dell’acido 4-cumarico produce l’acido caffeico, un composto con proprietà chimiche ed antiossidanti simili all’acido ferulico, nonché suo precursore; infatti la metilazione dell’ossidrile in meta converte l’acido caffeico in acido ferulico (schema 2.6). Negli organismi l’acido ferulico può non essere completamente libero, ma legarsi attraverso un legame estereo ad altre molecole, principalmente zuccheri come il galattosio e l’arabinosio. L’acido ferulico è successivamente liberato per scissione del legame estereo da specifici enzimi, le esterasi feruliche (FAE-A)[54].

52 _{F.Wolf, Advan Front. Plant (1968) 169-172.}

53 _{T.W.Fenton, M.M. Mueller, J. Chromat. (1978) 152: 517-522.}

54 _{A.Andersen, J.Svendsen, J.Vind, S.F..Lassen, C.Hjort, K.Borch, Colloids and Surfaces B:}

Capitolo II Acido lipoico e acido ferulico: Proprietà e applicazioni