Научная статья на тему 'Влияние экстрагентов на состав биологически активных веществ в экстрактах из корней и каллусной ткани Paeonia anomala L. '

Влияние экстрагентов на состав биологически активных веществ в экстрактах из корней и каллусной ткани Paeonia anomala L. Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
429
88
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Зарипова А. А., Шаяхметов И. Ф., Баширова Р. М., Байбурина Р. К.

Изучено содержание пеонифлорина в растительных экстрактах P. anomala. Показано, что каллусная ткань пиона уклоняющегося и растения-регенеранты являются перспективными продуцентами фенольных соединений. Экстракты, полученные из корней растений-регенерантов и каллусной ткани не уступают по содержанию биологически активных веществ экстрактам корневищ растений из природного местообитания. Использование этанола в качестве экстрагента является наиболее перспективным для получения действующих веществ из биомассы культивируемых in vitro тканей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Зарипова А. А., Шаяхметов И. Ф., Баширова Р. М., Байбурина Р. К.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE INFLUENCE OF EXTRAGENT ON COMPOSITION OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCE FROM ROOTS AND CALLUS TISSUE OF PAEONIA ANOMALA L

The plant material was examined for the content of paeoniflorin. The researches testify that callus tissue of P. anomala and the regenerated plants are perspective producers of phenolic constituents. The extracts received from roots of regenerated plants and callus tissue do not concede under the contents biologically active materials to extracts of rootstocks of plants from natural habitation. The reception of active substances from a biomass in vitro cultured tissues is most perspective at use ethanol as extragent.

Текст научной работы на тему «Влияние экстрагентов на состав биологически активных веществ в экстрактах из корней и каллусной ткани Paeonia anomala L. »

УДК 581.192.547 ББК28.4

ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАГЕНТОВ НА СОСТАВ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЭКСТРАКТАХ ИЗ КОРНЕЙ И КАЛЛУСНОЙ ТКАНИ PAEONIA ANOMALA L.

Зарипова А. А., Шаяхметов И. Ф., Баширова Р. М., Байбурина Р. К.*

Изучено содержание пеонифлорина в растительных экстрактах Р. anómala. Показано, что каллусная ткань пиона уклоняющегося и растения-регенеранты являются перспективными продуцентами фенольных соединений. Экстракты, полученные из корней растений-регенерантов и каллусной ткани не уступают по содержанию биологически активных веществ экстрактам корневищ растений из природного местообитания. Использование этанола в качестве экстрагента является наиболее перспективным для получения действующих веществ из биомассы культивируемых in vitro тканей.

Наряду с поисками новых лекарственных растений проводится углубленное изучение ранее известных фармакоп ейных растений, их интродукция и введение в культуру in vitro. К таким растениям относится пион уклоняющийся Paeonia anómala L. (syn. P. sibirica Pallas) - ценное лекарственное растение семейства пионие-вых Paeoniaceae. Растение широко исп ользуется в народной медицине Западной Сибири п од названием «Марьин корень» в качестве противовоспалительного, протистоцидного, бактерицидного средства при желудочно-кишечных заболеваниях [1]. В государственный реестр лекарственных средств включены как корневища и корни (№ 95/124/6), так и трава P. anómala (№ 72/736/2/7) [2]. В научной медицине исп ользуют 40 % сп иртовую настойку из равных п о массе сухих надземных и п одземных частей п иона ук-

лоняющегося (Tinctura Paeoniae) как седативное средство при неврастении, вегетативнососудистой дистонии и др. P. anómala входит в состав п ищевой добавки «Нейростабил» рекомендуемой при нарушениях функциональной активности желудка и п ечени, нервных и простудных заболеваниях [3].

Лечебные эффекты корня пиона связаны с наличием в нем 1,10-1,59 % эфирного масла, содержащего более чем 30 ком п онентов. Считают, что ведущую роль в фармакологической активности экстрактов Paeonia играет монотерп е-новый гликозид - п еонифлорин, содержание которого колеблется от 0,05 до 6,01 % [4]. В Я п о-нии п одлинность сырья оценивается п о наличию п еонифлорина и его бензоил- и окси п роизводных [5], рассматриваемых как п ерс п ективное средство п рофилактики старческого слабоумия [б].

COCK

оск

но

Апиопионозид Галлопеонифлорин

*

Зарипова Альфия Ануровна - младший научный сотрудник Ботанического сада-института УНЦ РАН.

Ш аяхметов Изгам Фазлиахметович - профессор кафедры биохимии и биотехнологии БашГУ.

Баширова Раиса Миннуловна - доцент кафедры физиологии растений БашГУ

Байбурина Рима Кашафовна - старший научный сотрудник, зав. лабораторией морфогенеза и биотехнологии растений Ботанического сада-института УНЦ РАН

Монотер п еновые гликозиды представляют собой пролонгированные, п олифункциональные антибиотики, при расще плении которых высвобождаются как соединения бензойной и галловой кислот, п одавляющие п атогенную кишечную микрофлору, так и монотерп еноиды, оказывающие антисп астическое и п ротивовос-п алительное действие [5]. Производные п еонифлорина как в свободном виде, так и в форме соединений с галлотанинами ингибируют агрегацию тромбоцитов, вызванную тромбином, арахидоновой кислотой и коллагеном. Пион широко п рименяется в составе ге п ато п ротекторных и п ротивоо п ухолевых сборов [7].

Основным п ре пятствием для расширения производства преп аратов на основе пиона уклоняющегося является дефицит сырья, более того пион занесен в «Красную книгу СССР» [8]. Для увеличения сырьевой базы P. anomala необходимо введение растения в культуру, в том числе с исп ользованием биотехнологических методов.

В связи с тем, что закономерности синтеза вторичных метаболитных соединений в клетках in vitro отличаются от таковых в интактных растениях, а установленные закономерности этого п роцесса в культуре клеток п ротиворечивы, п еред нами была п оставлена задача п ровести сравнительное изучение содержания биологически активных веществ в растительных тканях интактного растения и биомассе культуры in vitro с исп ользованием различных экстрагентов.

Материалы и методы исследований

Объектом исследования служили:

1) корни P. anomala генеративного п ериода развития из природного местообитания (контроль); 2) корни молодого генеративного растения, интродуцированного в Ботаническом саду Уфимского научного центра РАН; 3) корни растения-регенеранта п регенеративного п ериода развития; 4) каллусная ткань, п олученная из почки возобновления.

P. anomala был интродуцирован в Уфимский Ботанический сад-институт РАН из Татышлинского района республики Башкортостан. Стерилизацию сред, растительного материала проводили п о стандартным методикам. В качестве экс п ланта для п олучения каллусной ткани исп ользовали п очки возобновления, которые культивировали на агаровой среде Мурасиге и Скуга с содержанием сахарозы 3%.

Образцы тканей растений растирали и экстрагировали гидрофобные вещества в течение суток хлороформом, п осле чего экстрагировали производные п еонифлорина и фенольные соединения с исп ользованием в качестве экстрагента метанол и этанол. Содержание п еонифлорина оценивали на основании п рямо-го с п ектрофотометрирования метанольных и этанольных экстрактов при длине волны 231,7 нм (е 1% 1 см= 265.4) [5]. Содержание флавоноидов о п ределяли п о цветным комплексным соединениям с хлористым алюминием. Содержание катехинов в сравниваемых образцах оценивали п о реакции с ванилином п ри л=500 нм [9]. Содержание п еоновых лактонов оценивали в метанольном экстракте исп ользуя реакцию с пикратом.

Интегральную характеристику п олученных экстрактов п роводили п утем сравнения с п ектров п оглоще-ния на сп ектрофотометре СФ-121 в диа п азоне волн 200-350 нм.

Результаты и обсуждение

Кривые светоп оглощения метанольных экстрактов имели два четко выраженных пика п ри л=232 и л=275 нм характерные для п еонифлорина (рис.1), п ричем в корнях растений, п олученных из природных местообитаний содержание этого тер п енового гликозида было минимальным.

74 Вф =*■

90ft4d,

Рис. 1. С п ектры п оглощения экстрактов P. anomala в метаноле

Судя п о о птической плотности метанольного экстракта, в корнях молодых растений содержание п еонифлорина было на 80 % выше, чем в контрольном растении. Как известно, максимальное содержание гли-козидов сосредоточено снаружи камбия в клетках вторичной флоэмы [10]. Следовательно в тонких, разветвленных корнях содержание гликозидов выше, чем в толстых. В каллусной культуре содержание этого гликозида было выше, чем в корнях дикорастущих растений на 44 %, и на 26 % ниже чем в корнях расте-ний-регенерантов.

'1-Ч i. ■ ■ i.-.'. J-

Рис.2. Спектры поглощения экстрактов Р. anómala в этаноле

Использование этанола в качестве экстрагента показало более высокую оптическую плотность экстракта из каллусной ткани (рис.2). Сравнение спектров поглощения метанольных и этанольных экстрактов из разных тканей пиона показывает, что метанол обладает высокой экстрагирующей способностью обеих фракций фенольных соединений. В этанольном же экстракте наиболее полно представлены соединения из каллусной ткани, тогда как вещества из корней с максимумом спектра поглощения при 275 и 290 нм представлены в незначительном количестве. Это свидетельствует о том, что биологически активные вещества из тканей интактного растения плохо экстрагируются этанолом, особенно те, которые соответствуют второму пику с максимумом поглощения 290 нм.

Сравнение полученных спектров в области, соответствующей поглощению фенольных соединений, показывает наиболее высокое содержание фенольных соединений в корнях молодых растений. Судя по максимуму светопоглощения это могут быть фенольные кислоты. Наименьшее содержание низкомолекулярных фенольных соединений отмечено в корнях взрослых растений, где визуально отмечается высокое содержание флобафенов. Очевидно, что с возрастом растения накапливают более конденсированные фенольные соединения. Как известно, в китайской медицине используют корни диаметром 4-6 см, в которых сформировались морфологические структуры, накапливающие флобафены [11].

Высокое содержание фенольных соединений отмечено в молодых корнях и каллусной ткани. Очевидно, это связано с тем, что именно эти образцы тканей характеризуются самой высокой удельной поверхностью, где и сосредоточено максимальное количество фенольных соединений. Следует отметить, что способность более активно синтезировать танниновые производные пентагаллоилглюкозы в культуре ткани нежели в интактном растении отмечена также у представителя кизиловых - Cornus officinalis [12]. Соответственно экстракты поверхностной части корня Р. suffruticosa ингибируют эластазную активность более эффективно, нежели экстракты целостного корня [13].

Сопоставление оптических свойств сравниваемых экстрактов после внесения пикрата натрия, реагирующего с лактонным кольцом, позволяет сделать вывод, что содержание пеонолактонов в них существенно не отличается.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о том, что каллусная культура Р. anómala является перспективным продуцентом монотерпеновых гликозидов и фенольных соединений. Метанольные экстракты, полученные из корней регенерантов и каллусной культуры, не уступают по содержанию биологически активных веществ экстрактам корневищ дикорастущих и интродуцированных растений. Учитывая, что в медицинской практике используют этанольные экстракты пиона, можно заключить о целесообразности получения действующих веществ из биомассы культивируемых in vitro тканей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Минаева В. Г. Пион марьин корень - Paeonia anómala L. // Лекарственные растения Сибири. Новосибирск. Наука. 1991. С. 146-148.

2. Государственный реестр лекарственных средств. М. МЗРФ. 2000.

3. Пилат Т. Л., Иванов А А. Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение). М. Аваллон, 2002 С. 328.

4. Radix Paeoniae. WHO monographs Reports on selected medicinal Plants. Geneva. P. 195 -201.

5. Koide T, Iwata M, Saito H, Tanimoto [Paeoniflorin Reference Standard (Control 011) of National Institute of Health Sciences]//Kokuritsu lyakuhin Shokuhin Eisei Kenkyusho Hokoku. 2002; (120), p. 124127.

6. Ohta H. et al. Paeoniflorin attenuates learning impairment of aged rats in operant brightness discrimination task//Pharmacology, biochemistry and behavior. 1994. 49. Р. 213-217.

7. Oh G. S., Рае Н.О., Oh H.et al. In vitro antiproliferative effect of 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-beta-D-glucose on human hepatocellular carcinoma cell line, SK-HEP-1 cells // Cancer letters, 2001, 174(1), P. 17-24.

8. Красная книга СССР: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений. Т. 2 / Главная ред. коллегия: А. М. Бородин, А. Г. Банников, В. Е. Соколов и др. - Изд. 2е, перераб. и доп. -Лесн. Пром-сть, 1984. -480 с.

9. Ferreira E. C., Nogueira A. R. Vanillin-condensed tannin study using flow injection spectrophotometry//Talanta. 2000. 51. P.1-6.

10.Shan S.-J., Waporin P., Fukuda et al. Elisa, Western Blotting, Immuonolocalization and Immu-noaffinity Column for naturally occurring bioactive compounds using monoclonal antibodies // J.of food and drug analysis. 2000. Vol.8, N4, P.258-269.

11. Paeony (Paeonia spp.) // Alternative medicine review. 2001. Vol. 6, N 5, P. 495 - 499.

12.Jazaki K., Okuda T. Gallotanin production in cell cultures of Cornus officinalis Sieb. Et Zucc. //

Plant cell repts. 1989. Vol. 8, P. 346-349.

13.Lee K.-K., Kim J.H., Cho J.J. et al. Inhibitory effects of 150 plant extracts on elastase activity, and

their anti-inflammatory effects // International j. of cosmetic science. 1999. 21. P. 71 - 82 .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.