皮膚アレルギーの誘発を担当するプロポリス成分の調査：カフェ酸の空気酸化とそのエステルは、ハプテン層に寄与する

プロポリスは、ポプラと円錐形の木の芽からミツバチが生産する樹脂のような材料であり、蜂の巣建設に使用されています。プロポリスは、接触アレルギーのよく知られている原因であるという事実にもかかわらず、さまざまな生物圏および健康関連製品の一般的な添加物です。カフェ酸とそのエステルは、プロポリス誘発性接触アレルギーの感作効力の背後にある主要な容疑者でした。しかし、皮膚感作の過程でこれらのハプテンと皮膚タンパク質の間に形成されたタンパク質付加物の化学構造は不明のままです。この研究では、プロポリスで見つかった3つの主要な接触アレルゲン、すなわちカフェ酸（CA）、カフェ酸1,1-ジメチルアリルエステル（CAAE）、およびカフェ酸フェネチルエステル（CAPE）の反応性を調査しました。これらの化合物は、最初はCa、Caae、およびCapeの感作効力を分類するために運動直接ペプチド反応性アッセイにかけられましたが、得られたデータは、このアッセイのみに基づいて皮膚感作の可能性を自信を持って分類するには信頼できないとみなされました。皮膚アレルギーを誘発する可能性のあるタンパク質付加物の生成に関与する化学をさらに調査するために、Ca、Caae、およびCAPEによるモデルペプチド反応を実施し、液体クロマトグラフィー高解像度質量分析を介して分析しました。閉じたシステムと開いたシステムの両方で、酸素の存在下でのCa、Caae、およびCape、およびA酸素の存在下でのシステイン含有ペプチドの間の反応は、特定の時点で監視されました。これらの研究により、2つの異なる付加物の形成が明らかになりました。1つは、カフェ酸構造のα、β-未飽和カルボニル領域へのチオール添加に対応し、オキノンへの空気酸化後のカテコールへのチオール添加に対応する2番目に対応しました。これらのペプチド付加物の観察は、これらの化合物をプレハプトンとして分類します。興味深いことに、酸素を含まない条件下で同じ反応が行われた場合、付加物形成は観察されず、CA、CAAE、およびCAPE付加物形成の空気酸化プロセスの重要性を強調しました。さらに、NMR分析により、Ca誘導体の芳香環のC-2位置でチオール添加が発生することがわかりました。我々の結果は、プロポリスの感作効力における空気酸化の重要性を強調し、生体内のアレルギー反応を引き起こす可能性のある結果として生じるハプテンの化学構造に光を当てています。

Propolis is a resin-like material produced by bees from the buds of poplar and cone-bearing trees and is used in beehive construction. Propolis is a common additive in various biocosmetics and health-related products, despite the fact that it is a well-known cause of contact allergy. Caffeic acid and its esters have been the primary suspects behind the sensitization potency of propolis-induced contact allergy. However, the chemical structures of the protein adducts formed between these haptens and skin proteins during the process of skin sensitization remain unknown. In this study, the reactivity of three main contact allergens found in propolis, namely, caffeic acid (CA), caffeic acid 1,1-dimethylallyl ester (CAAE), and caffeic acid phenethyl ester (CAPE), was investigated. These compounds were initially subjected to the kinetic direct peptide reactivity assay to categorize the sensitization potency of CA, CAAE, and CAPE, but the data obtained was deemed too unreliable to confidently classify their skin sensitization potential based on this assay alone. To further investigate the chemistry involved in generating possible skin allergy-inducing protein adducts, model peptide reactions with CA, CAAE, and CAPE were conducted and analyzed via liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry. Reactions between CA, CAAE, and CAPE and a cysteine-containing peptide in the presence of oxygen, both in closed and open systems, were monitored at specific time points. These studies revealed the formation of two different adducts, one corresponding to thiol addition to the α,β-unsaturated carbonyl region of the caffeic structure and the second corresponding to thiol addition to the catechol, after air oxidation to o-quinone. Observation of these peptide adducts classifies these compounds as prehaptens. Interestingly, no adduct formation was observed when the same reactions were performed under oxygen-free conditions, highlighting the importance of air oxidation processes in CA, CAAE, and CAPE adduct formation. Additionally, through NMR analysis, we found that thiol addition occurs at the C-2 position in the aromatic ring of the CA derivatives. Our results emphasize the importance of air oxidation in the sensitization potency of propolis and shed light on the chemical structures of the resultant haptens which could trigger allergic reactions in vivo.