Theoretical study of biophysicochemical properties of resveratrol and its derivatives

Wydział Chemii: Zakład Chemii TeoretycznejTrans-resweratrol to związek będący hydroksylową pochodną trans-stilbenu. Dowiedziono, że jest on silnym antyoksydantem, substancją antynowotworową, przeciwzapalną, antywirusową oraz antylipemiczną. Spośród wielu substancji aktywnych zawartych w czerwonym winie to właśnie trans-resweratrol uważany jest za jeden z najważniejszych. Substancja ta jest odpowiedzialna między innymi za paradoks francuski, który polega na tym, że Francuzi rzadziej zapadają na chorobę wieńcową w porównaniu z Anglikami w sytuacji, gdy obie nacje stosują dietę o porównywalnej zawartości kwasów tłuszczowych. Przeprowadzone obliczenia kwantowo-mechanicznych wskazują, że występujące w czerwonym winie oligomery oraz glukozydy TR są silniejszymi antyoksydantami niż macierzysty komponent. Lecznicza i prewencyjna aktywność tego napoju zdeterminowana jest obecnością zawartych w nim pochodnych trans-resweratrolu. Obliczenia pokazały, że wszystkie zbadane związki w mediach niepolarnych zmiatają wolne rodniki zgodnie z mechanizmem opartym na transferze wodoru z antyoksydanta na rodnik. Natomiast w wodzie bardziej preferowany jest mechanizm oparty na transferze elektronu do rodnika. Ponadto, na podstawie badania oddziaływania trans-resweratrolu z fosfolipidem oraz deoksyrybonukleotydem pokazano, że jest on substancją antynowotworową oraz antylipemiczną. Teoretyczne wyjaśnienie rodnikowej inhibicji reduktazy rybonukleotydowej stanowi przyczynek do zrozumienia antyproliferacyjnej aktywności trans-resweratrolu oraz jego najważniejszego metabolitu piceatannolu. Wyniki obliczeń pokazują, że równowagowa geometria trans-resweratrolu jest płaska.Trans-resveratrol is a hydroxyl derivative of trans-stilbene. TR is a powerful antioxidant, a substance with anti-cancer, anti-inflammatory, antiviral and antihyperlipidemic properties. Trans-resveratrol is regarded as one of the key substances among a great variety of active compounds contained in red wine. In addition to other effects, the substance is responsible for the so-called French Paradox, i.e. the observation that the French suffer a lower incidence of coronary heart disease compared to the British despite the fact that both nations follow a diet containing comparable amounts of saturated fatty acids. Quantum-mechanical calculations demonstrate that TR oligomers and glucosides are more potent antioxidants than the parent compound. Therapeutic and prophylactic activity of red wine is determined by the presence of trans-resveratrol derivatives. Calculations showed that all compounds tested in non-polar media scavenge free radicals according to a mechanism based on the donation of hydrogen from the antioxidant to the radical. However, the mechanism preferred in water involves the transfer of an electron to the radical. Furthermore, based on tests of TR interactions with a phospholipid and deoxyribonucleotide, trans-resveratrol was shown to possess anti-cancer and antihyperlipidemic properties. A theoretical explanation of the free radical inhibition of ribonucleotide reductase is a starting point for understanding the anti-proliferative activity of trans-resveratrol and its most important metabolite piceatannol. The results obtained have shown that the equilibrium geometry of trans-resveratrol is planar