淺談單寧酸

生活科學趣談

中國醫藥大學抗武肺新發現!蔬果單寧酸能抑制病毒 – 民視新聞網發布於2021年1月26日

單寧酸的結構式如下:

中央是一個環狀的吡喃葡萄糖,周圍連接5個二沒食子酸(digallic acid);作為 製備抗流感藥物用途 的PentaGalloylGlucose (5GG)則是由5個沒食子酸接在一個葡萄糖上所組成。Galloylglucose 是一種普遍存在於植物體內的丹寧,其結構是由一個到數個 沒食子酸 (gallic acid)及葡萄糖所組成,分子中具有酯鍵,是葡萄糖的沒食子酸酯。

至於單寧(Tannin)則泛指有足够的-OH羥基和其他適當官能基的 多酚 化合物。比如茶多酚,由於其骨架結構為黄烷(flavane),並不是沒食子酸接在葡萄醣上,因此在這則新聞 → “單寧酸可抑制癌細胞增生轉移 可抗發炎” 提及茶葉也具有單寧酸則說得不夠精準,只能說它是屬於單寧家族之一。以茶黃素衍生物茶黃素-3’-没食子酸酯(TF2b)而言,這種帶有黃烷骨架的單寧稱為縮合單寧(condensed tannin),是由表沒食子兒茶素(Epigallocatechin,EGC)和表兒茶素沒食子酸酯(Epicatechin gallate,ECG)氧化聚合而成。這種不能水解的縮合單寧幾乎存在於每一種植物,葉子中的佔比更高,是單寧中含量最多的種類。

沒食子單寧(galle-tannin)則是屬於以沒食子酸為組合成分的可水解單寧(hydrolyzable tannin),其中的沒食子酸和糖基以縮酚酸形式結合。

圖片來源:高瞻自然科學教學平台 由左至右分別為:沒食子酸、芥子酸、沒食子單寧

可水解單寧包含上圖每分子含3個沒食子酸的沒食子單寧、5個沒食子酸的5GG、5個二沒食子酸的單寧酸等。就像其他多酚化合物一樣,其具有抗氧化活性的細胞保護作用。當酚羥基與自由基相遇時,自由基從其羥基上奪取一個氫原子而形成一個穩定的分子。由於共振作用的存在,抽氫反應後的苯酚自由基與半醌自由基可互相轉換而具有一定的穩定性,從而中斷鏈鎖反應以完成抗氧化作用。並且還可再與其他自由基結合,進一步被氧化成苯醌結構,從而發揮清除自由基的功效。簡而言之,就是作為自由基吸收劑而產生抗氧化作用。


單寧酸又稱為鞣酸,由於單寧酸能與蛋白質結合生成不溶於水的鞣酸蛋白(albumin tannate)而造成可溶性蛋白質凝固,因此本來放上幾天就會腐爛的生皮就會變成經久耐用的皮革,這種製革工序叫做皮革鞣製

這也是果實在未成熟前避免被昆蟲叮咬的機制,因為單寧酸會與昆蟲口器內的蛋白質結合產生沉澱,即可閉鎖住其口器以防止其進一步的攻擊。同樣的,當我們吃進未成熟的柿子或香蕉時,單寧酸與舌頭上的蛋白質結合,也會形成不溶於水的沉澱從而造成口腔滑潤感的消失,這種產生粗糙的感覺就是澀味。

回來看這則新聞提及的研究論文 → Tannic acid suppresses SARS-CoV-2 as a dual inhibitor of the viral main protease and the cellular TMPRSS2 protease

論文中提及的3CLpro(3-chymotrypsin like protease)是對SARS-CoV-2病毒複製至關重要的主要蛋白酶,單寧酸具有針對3CLpro的抑制活性,其 IC50 = 13.4 mM。IC 50half maximal inhibitory concentration)是指被測量的拮抗劑之半抑制濃度,它能指示某一種物質在抑制蛋白酶活性的半量,稱為50%抑制濃度,可用來衡量藥物誘導的能力,誘導能力越強則該數值越低。

另外,病毒的生命週期始於病毒S蛋白與其宿主細胞ACE2受體的結合。結合之後,病毒包膜與宿主細胞膜融合,病毒基因組釋放到細胞質中跨膜絲胺酸蛋白酶2Transmembrane protease serine 2,TMPRSS2)則是新冠病毒進入細胞的關鍵參與者。由於新冠病毒能被跨膜絲胺酸蛋白酶2活化,使用TMPRSS2抑制劑即可阻斷SARS-CoV-2進入細胞中。單寧酸同時也具有對TMPRSS2抑制活性,其 IC50 = 2.31 mM。

結論:
單寧酸抑制3CLpro活性的 IC50 = 13.4 mM有點高,若要從富含單寧酸的水果中獲得足夠濃度來抑制新冠病毒似乎不太可能。但是單寧酸分子中眾多的酚羥基使其具有很強的自由基清除能力,其抗氧化性還表現在抑制肝臟粒線體的脂質過氧化作用、降低由於肝損傷引起的肝和血清脂質過氧化物的濃度、降低多種致突變劑的誘變性以及抗病毒活性等功效,因此適量的食用水果仍是有益健康。

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