CC BY
35
УДК 582.736:577.112(470.13-924.82)
АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ БЕЛКОВ HEDYSARUMALPINUM L. В УСЛОВИЯХ КУЛЬТУРЫ СРЕДНЕТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЫ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
Н. В. Портнягина, М. Г. Фомина, Э. Э. Эчишвили
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Россия, 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28 E-mail: elmira@ib.komisc.ru
Поступила в редакцию 17.09.2019 г. После доработки 30.09.2019 г.
Принята к публикации 29.10.2019 г.
В статье представлены результаты многолетнего исследования аминокислотного состава белков лекарственного растения Hedysarum alpinum L. из семейства Fabaceae. Выявлено, что надземная сырьевая фитомасса многолетних растений копеечника альпийского, культивируемых в условиях средне-таежной подзоны Республики Коми, в разные годы характеризовалась высокими и стабильными показателями сырого белка (18.1 - 23.8%) и суммарного содержания аминокислот (13.6 - 17.8%) независимо от репродукции семян, возраста растений и метеорологических условий вегетационных сезонов. Впервые исследовано распределение общего азота и аминокислот в надземных органах копеечника альпийского. Высокие показатели сырого белка (16.9 - 26.9%) и суммы аминокислот (12.4 - 16.8%) обнаружены в незрелых плодах, цветках и листьях, средние - в стеблях диаметром менее 3 мм, 10.6 - 15.0% сырого белка и 7.2 - 9.5% суммы аминокислот, низкие - в стеблях диаметром более 3 мм, 4.1 - 4.8% и 1.9 - 2.2% соответственно. В сырьевой надземной фитомассе, а также в различных органах растений копеечника альпийского обнаружены и количественно определены 17 аминокислот, в том числе семь незаменимых (треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фени-лаланин, лизин). Доля незаменимых аминокислот варьировала от 36 до 40%. Наибольшее содержание в сырьевой фитомассе отмечалось для аминокислот: аспарагиновой, глутаминовой, лизина, лейцина, пролина, аланина, валина и тирозина - 15.1, 11.6, 8.6, 8.1, 6.6, 6.3, 6.0 и 5.5% соответственно. Ключевые слова: Hedysarum alpinum, интродукция, общий азот, аминокислоты, аминокислотный анализатор.
DOI: 10.18500/1682-1637-2019-4-199-211 © Портнягина Н. В., Фомина М. Г., Эчишвили Э. Э., 2019
С целью сохранения природных растительных ресурсов и расширения сырьевой базы лечебных препаратов в ботанических садах проводят изучение полезных растений для дальнейшего их выращивания в условиях культуры. В этом плане актуально разностороннее изучение одного из представителей семейства РаЪаееае - многолетнего травянистого растения копеечника альпийского (Hedysarum арпиш Ь.), в надземной части которого обнаружен ксантоновый гликозид - ман-гиферин, обладающий широким спектром фармакологического действия: противовирусным, кардиотоническим, диуретическим, желчегонным и др. (Атлас..., 2006; Кукушкина и др., 2011; Мшга и др., 2011).
Этот евразиатский вид произрастает от юга Кольского полуострова до Урала, Сибири и Дальнего Востока. Его ареал охватывает лесную и лесостепную зоны Восточной и Западной Сибири, Урала. Заросли копеечника приурочены к хорошо дренированным участкам пойм рек и ручьев. Растет во влажно-луговых сообществах, в ерниках и ивняках. Основные промысловые массивы растения выявлены в Читинской области (Растения..., 1996). В Республике Коми копеечник альпийский также произрастает, но включен в Красную книгу Республики Коми (2009) как редкий вид сестественно низкой численностью (статус 3). Данный вид отнесен к группе лекарственных растений, не обеспеченных естественной сырьевой базой, и его рекомендуют к введению в культуру в разных регионах России (Майсурадзе, Угнивенко, 1985).
Интродукционное изучение копеечника альпийского ведется в Ботаническом саду Института биологии Коми НЦ УрО РАН (Северо-Восток Европейской части России, 62° с.ш., 50° в.д.) достаточно давно, с 1994 г. В результате первичной интродукционной оценки он признан перспективным для выращивания в подзоне средней тайги Республики Коми в качестве лекарственного растения (Мишуров и др., 1999, 2003). В настоящее время подведены итоги многолетнего изучения Н. арпиш в условиях культуры. Исследованы онтогенез, рост и развитие, морфологические особенности генеративного побега растений разного возраста и определены сырьевая надземная фитомасса и содержание в ней мангиферина (Портнягина и др., 2014, 2015; Пунегов и др., 2015).
Цель нашей работы - изучение аминокислотного состава белков многолетних растений Hedysarum арпиш в зависимости от репродукции семян, возраста растений и метеорологических условий вегетационного сезона.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Объектом исследования служила надземная сырьевая фитомасса растений Hedysarum а1ртиш 4 - 11 годов жизни московской репродукции (2002 - 2009 гг.) и растений 2 - 5 годов жизни сыктывкарской репродукции (2010 - 2013 гг.). Исходные семена копеечника альпийского были получены в 1994 г. из Всероссийского института лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР, г. Москва).
Заготовку лекарственного сырья проводили в фазу массового цветения, в которую растения вступали, в разные по метеоусловиям годы, в первую - третью декады июля. Облиственные побеги срезали секатором на высоте 10 - 20 см от поверхности почвы, взвешивали, определяли структуру урожая и удаляли из растительного сырья грубые стебли диаметром более 3 мм ^ > 3 мм), затем сырье высушивали естественным путем до воздушно-сухого состояния.
Определение массовой доли азота и аминокислотного состава в надземной сырьевой фитомассе многолетних растений копеечника альпийского разного возраста выполнено в аккредитованной экоанали-тической лаборатории Института биологии Коми НЦ УрО РАН. Массовая доля азота в сухой надземной фитомассе растений определялась методом газовой хроматографии на элементном анализаторе ЕА1110 (СНШ-О). Пересчет общего азота на сырой белок в процентах проведен по формуле (№6.25). Количественное измерение содержания аминокислот, входящих в состав белков растений, проводили методом жидкостной хроматографии на ионообменных смолах с использованием автоматического аминокислотного анализатора ААА339 (Чехия). Распределение осадков и ход среднесуточной температуры воздуха в период роста и развития растений от начала отрастания до фазы массового цветения приведены по данным Коми центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследований аминокислотного состава растений копеечника альпийского в течение 11 лет и метеорологические условия соответствующих вегетационных сезонов представлены в табл. 1. Следует отметить, что метеорологические условия в годы проведения исследований были неодинаковыми. В период роста и развития многолетних растений копеечника альпийского до вступления их в фазу
массового цветения наблюдались значительные различия по влаго-обеспеченности и температурному режиму. Более теплыми с достаточным количеством осадков, превышающих средние многолетние показатели на 11 - 28%, были 2004, 2006 и 2010 годы. Дождливым этот период оказался в 2007, 2009 и 2012 годах, когда осадков выпало на 54 - 67% выше нормы, а наиболее засушливым (77 - 92% от нормы) - в 2005, 2011 и 2013 годах. Среднесуточная температура воздуха в этот период варьировала по годам от 11.5 до 14.5°С и была близка к средней многолетней в 2002, 2007, 2008 и 2009 годах, а в остальные годы превышала средние показатели на 1.4 - 3.0°С. Особенно теплыми были последние четыре года (2010 - 2013).
Анализ на содержание общего азота и пересчет его на сырой белок (2.89 - 3.80%) показал, что культивируемые растения копеечника в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми в разные по метеоусловиям годы накапливали в надземной фитомассе большое количество азотистых веществ. Суммарное содержание аминокислот (13.57 - 17.77%) в сырьевой надземной фитомассе характеризовалось также высокими и стабильными показателями по годам исследований и не зависело от репродукции семян, возраста растений и метеорологических условий сезонов. В белках из надземной фитомассы копеечника альпийского выявлены и количественно определены 17 аминокислот, в том числе семь незаменимых (треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин и лизин). Доля незаменимых аминокислот составляла в среднем 37% от общего количества, из них на долю лизина, лейцина и валина приходилось 23%. Триптофан при гидролизе полностью разрушается, поэтому определение его этим методом не проводили. Серусодержащие аминокислоты (метионин и цистин) отличались низким содержанием, так как при кислотном гидролизе белков они разлагаются. Наибольшее содержание в сырьевой фито-массе отмечалось для аминокислот: аспарагиновой, глутаминовой, лизина, лейцина, пролина, аланина, валина и тирозина - 15.1, 11.6, 8.6, 8.1, 6.6, 6.3, 6.0 и 5.5% соответственно. Помимо определения на протяжении ряда лет массовой доли азота и аминокислотного состава белков в средней пробе из надземной фитомассы копеечника альпийского, в 2013 г. впервые было исследовано на растениях четвертого и восьмого годов жизни распределение аминокислот в надземных органах: лист, цветок, незрелый плод, стебель d < 3 мм и стебель d > 3 мм.
и S H
и о H
-g » »
о •ë s
к
H
о
Таблица 1. Аминокислотный состав белков интродуцированных растений Hedysanim alpimmi Table 1. Amino acid composition of proteins of introduced plants Hedysanim alpimmi
Аминокислоты (AK) Дата сбора растительного сырья/ Date of collection of plant materials
Amino acids (AA) 23.(17. 2002 27.07. 2004 27.07. 2005 13.07. 2006 12.07. 2007 12.07. 2008 23.07. 2009 6.07. 2010 19.07. 2011 20.07. 2012 15.07. 2013 Доля AK от общего содержания, % The share of AA from (he total content.%
lim M±m
Ac i.Ti.n i:m iF'.'in / Aspnrtic 2 IS 1.58 2,47 2,47 2 88 2,59 2.58 3,57 2,46 1.79 1.74 11.2-21,9 15 1±0.97
Треонин* / Threonine 0.79 0.75 0.83 0.96 0.82 0.85 0.84 0.82 0.86 0.71 0.71 4.9-5.4 5.2*0.04
Серии / Serine 0.S1 0.70 0.78 0.87 [1.88 (1.84 0.8t> 0.90 0.86 0.68 0.73 4.9-5.5 5.1*0.05
Глутаминовая.' Glutamic 2.10 1.61 1.67 1.91 1.91 1.94 1,84 1,55 1,98 1.71 1.77 9.5-13.0 11.6±0.32
1 Ipr.irini / Proline 0-99 0.78 0.89 1 20 1 18 1.19 0,99 1,18 1.03 0.92 0.87 5,5-7.2 6.4*0.15
Глицин / Glycine 0.86 0.78 0.78 0.88 0.82 0.85 0.83 0.69 0.90 0.69 0.81 4.2-5.9 5.0±0.15
Алании / Alanine 1.04 0.91 0» 1 00 093 095 1.03 0.87 1.08 0.96 1,00 5,3-7,3 6,3*0,18
Цистин / Cystine 0.01 0.01 0.01 0 00 0 00 0 00 0.00 0 01 0.01 0.01 0.00 0-0.1 0,2*0.01
Вашш* / Valine 1.10 0.90 0.96 1.07 0.98 1.07 0.98 0.90 0.90 0.72 0.79 5.3-6.8 6.0*0.14
Метионин* / Methionine 0,02 0.01 0.02 0 06 0 00 0.01 0,00 0,09 0.06 0.02 0.01 0-0.1 0.2*0.01
Иаолейции* / Isoleueine 0.60 0.70 1.09 0.83 0.73 0.81 0.69 0.53 0.61 0.46 0.52 3 2-7.0 4.4±0.34
Лейцин* / Leucine 1.47 1.35 0.89 1.45 1.32 1.35 1.32 0.99 1.42 LOS 1.27 5.7-9.6 8.1*0.35
Tnp.r-1' к / Tyrosine 0.88 0.70 0.82 1.13 0.86 0.94 0,82 0,93 1,01 0.80 0.66 4,8-6.4 5.5*0.14
Фенил ала нии* / Phenylalanine 0.78 0.80 0.81 0.78 0.81 0.90 0 73 0.73 0.92 0.66 0.62 4.4-5.7 4.8*0.12
Гистдин / Histidine 0.38 0.36 0.43 0.46 0.39 0.39 0.33 0.37 0.37 0.30 0.26 1.9-2.8 2.3*0.08
Лизин* / Lysine 1.21 1.29 1.45 1.56 1.54 1.43 1.0S 1.31 1.32 1.25 1.24 6.9-9.3 8.6*0.22
Аргинин / Aiginine 0.90 0 87 0.78 1.14 0.74 0 93 0 73 0.79 0.76 0.75 0.69 4.6-6.4 5.2*0.16
Сумма, % / Amount. % 16.12 14.10 15.61 17.77 16.79 17.04 15.65 16.33 16.63 13.57 13.71 100
Доля незаменимых AK, % Share essential AA, % 37 41 39 38 37 38 36 33 37 36 38 37=1
Массовая доля азота, % Mass fraction of nitrogen, % 3.10 2.89 3.10 3.60 3.60 3.50 3.41 3.80 3.30 3.53 2.95 3.34=0.1
Содержание сырого белка, % Cnjde protein contend % 19.4 18.1 19.4 22.5 22.5 21.9 21.3 23.8 20.6 22.1 18.4 20.9±0.5
Среднесуточная температура, "С Average daily temperature, °C 11.5 13.9 13.8 13.9 12.2 118 12,5 14.1 14.5 14.4 14.3 13,4±0,3
Сумма осадков, мм / % к норме 158 192 135 144 212 136 237 144 134 233 134 169
Precipitation amount, mm / % to normal 102 117 82 III 167 107 154 128 92 158 77 118
О «
S
о g
н
S »
n о
о $
td
Примечание: * - здесь и далее незаменимые аминокислоты. Note: * - hereinafter irreplaceable amino acids.
с
Таблица 2. Аминокислотный состав белков надземных органов многолетних растений Hedysarum alpimim, % (2013 г.) Table 2. Amino acid composition of proteins of aerial organs of perennial plants Hedysarum alpimim, % (year 2013)
Аминокислоты (AK) Amino acids !ЛА) Лист Leaf 1 (веток Flower Незрелый плод Unripe fruit Стебельd■ 3 мм Stem à < 3 мм Стебель d 3 мм Stem d > 3 мм
4* 8* 4* 8* 4* 8* 4* 8* 4" 8*
Аспарагиновая / Aypartic 1.54 1.74 2.06 2.20 2.64 2.53 1.24 1.32 0.30 0.27
Треонин* / Threonine 0.65 0.71 0.67 0,62 0.83 0.80 0.34 0,47 0.12 0,10
Серии / Serine 0.65 0.73 0.80 0.71 0.91 0.88 0.39 0.50 0.14 0.12
Глутаминопая / Glutamic 1.49 1.77 1.44 1.37 1.85 1.92 0.67 0.97 0.23 0.18
Пролик/ Proline 0.80 0.87 0.86 0.76 0.85 0.91 0.39 0.67 0.11 0.15
Глицин / Glycine 0.73 0 81 0.65 0.61 0.75 0.77 0.32 0.42 0.11 o.io
Алании / Alanine 0.91 1.00 0.86 0.78 0.99 1.02 0.42 0.56 0.15 0,13
11.MCIHH / Cystine 0.01 o.o: 0.04 0.03 0.06 0.03 0.02 0.04 0.00 o.uo
Валин* / Valine 0.72 0.79 0.71! 0.63 0.82 0.83 0.36 11.50 0.13 0,10
Метионин* / Methionine 0.03 0.01 0.05 0.03 0.06 0.01 0.03 0.03 0.01 0.01
Изолейиин* / Isoleucine 0.52 0.52 0.49 0.43 0.57 0.62 0.27 (1.36 0.09 0.07
Лейцин* / Leucine 1.19 1.27 0.98 0.93 1.26 1.24 0.52 0.69 0.18 0.14
Тирозин / Tyrosine 0.76 0.66 0.84 0.75 1.14 0.93 0.75 0.88 0.14 0,12
Фенилаланин* / Phenylalanine 0.70 0.62 0.51 0.50 0.69 0.67 0.29 0.36 0.09 0.08
Гистидин / Histidine 0.27 0.26 0.31 0.24 0.41 0.46 0.15 0.23 0.04 0,03
Лизнн* / Lysine 1.16 1.24 1.54 1.23 2.24 2.20 0.77 1,05 0.25 0.27
Аргииин / Arginine 0.69 0.69 0.57 0.53 0.78 0.77 0.25 0.42 0.08 0.117
Сумма. % / Amount. % 12.82 13.71 13,37 12.35 16.85 16,59 7.18 9.47 2.17 1.94
Доля незаменимых AK. % Share essential AA, % 39 38 37 36 38 38 36 36 40 40
Массовая доля азо! a. % Mass fraction of nitrogen. % 2.87 2.95 3.38 2.70 3.78 4.30 1.7 2.4 0.65 0.76
Содержание сырого белка, % Crude protein contcnl. % 17.9 1 8-4 21.1 16.9 23.6 26.9 10.6 15.0 4.1 4.8
о H
Примечание: 4* - растения четвертого года жизни, 8* - растения восьмого года > Note: 4* - plants of the fourth year of life, 8* - plants of the eighth year of life.
■3-o
Согласно результатам аналитических исследований высокие показатели массовой доли азота и суммарного содержания аминокислот обнаружены в незрелых плодах, цветках и листьях, низкие - в стеблях диаметром более 3 мм (табл. 2). Установлено, что стебли диаметром более 3 мм практически не представляют ценности для использования в качестве растительного сырья: содержание азота в сухом веществе составляло 0.65 - 0.76%, а суммарное содержание аминокислот в них - 1.94 - 2.17%, что в 7.8 - 8.6 раза ниже, чем в незрелых плодах, в 6.2 - 6.4 раза ниже, чем в цветках, в 5.9 - 7.1 раза ниже, чем в листьях и в 3.3 - 4.9 раза ниже, чем в стеблях диаметром менее 3 мм (табл. 2). Такая же закономерность по снижению содержания манги-ферина у растений копеечника альпийского в стеблях диаметром более 3 мм по сравнению с другими органами отмечалась нами ранее (Пунегов и др., 2015).
Доля незаменимых аминокислот от общего количества аминокислот в различных органах растения копеечника альпийского варьировала от 36 до 40%. Долевое участие каждой аминокислоты в общем содержании по органам растения представлено в табл. 3. Наибольшее количество отмечено для аминокислот: аспарагиновой (12 - 17.8%), глутаминовой (8.9 - 12.9%), лизина (9 - 13.9%), лейцина (6.3 - 8.3%), аланина (5.2 - 7.3%), пролина (5.0 - 7.7%), валина (4.6 - 6.0%) и тирозина (4.8 - 10.4%). Выявлено, что количество разных аминокислот в надземных органах, а также общее содержание аминокислот в них, в том числе незаменимых, не зависели от возраста растений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, на основе анализа результатов многолетних исследований аминокислотного состава белков лекарственного растения Н. а1ртиш установлено, что в условиях культуры среднетаежной подзоны Республики Коми многолетние растения копеечника альпийского характеризовались высокими и стабильными показателями массовой доли азота (с пересчетом на сырой белок) и суммарного содержания аминокислот.
В белках из надземной сырьевой фитомассы растений выявлены и количественно определены 17 аминокислот, в том числе 7 незаменимых (треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, лизин).
Таблица 3. Доля аминокислот от общего содержания в надземных органах Hedysarum alpinum, % (2013 г.)
Table 3. Share of amino acids from the total content in the above-ground organs Hedysarum alpinum, % (2013)
Аминокислоты Лист Цветок Незрелый Стебель Стебель X
Amino acids Leaf Flower плод d < 3 мм d > 3 мм
Unripe Stem Stem
fruit d < 3 мм d > 3 мм
4* 8* 4* 8* 4* 8* 4* 8* 4* 8*
Аспарагиновая/ 12.0 12.7 15.4 17.8 15.7 15.2 17.3 13.9 13.8 13.9 15.1±0.97
Aspartic
Треонин*/ 5.1 5.2 5.0 5.0 4.9 4.8 4.7 4.3 5.5 5.2 5.2±0.04
Threonine
Серин / Serine 5.1 5.3 6.0 5.7 5.4 5.3 5.4 5.3 6.4 6.2 5.1±0.05
Глутаминовая / 11.6 12.9 10.8 11.1 11.0 11.6 9.3 8.9 10.6 9.3 11.6±0.32
Glutamic
Пролин / Proline 6.2 6.3 6.4 6.2 5.0 5.5 5.4 6.2 5.1 7.7 6.6±0.15
Глицин / Glycine 5.7 5.9 4.9 4.9 4.4 4.6 4.4 4.4 5.1 5.2 5.1±0.15
Аланин / Alanine 7.1 7.3 6.4 6.3 5.9 6.2 5.9 5.2 6.9 6.7 6.3±0.18
Цистин / Cystine 0.1 0.1 0.3 0.2 0.4 0.2 0.3 0.4 0 0 0.20±0.0
Валин* / Valine 5.6 5.8 5.2 5.1 4.8 5.0 5.0 4.6 6.0 5.1 6.0±0.14
Метионин* / 0.2 0.1 0.4 0.2 0.4 0.1 0.4 0.3 0.5 0.5 0.3±0.0
Methionine
Изолейцин* / 4.1 3.8 3.7 3.5 3.4 3.7 3.9 3.3 4.2 3.6 4.4±0.34
Isoleucine
Лейцин*/ 9.3 9.3 7.3 7.5 7.5 7.5 7.2 6.3 7.1 8.3 8.1±0.35
Leucine
Тирозин/ 5.9 4.8 6.3 6.1 6.8 5.6 6.4 6.2 10.4 8.1 5.8±0.14
Tyrosine
Фенилаланин* / 5.5 4.5 3.8 4.0 4.1 4.0 4.0 3.3 4.1 4.1 4.9±0.12
Phenylalanine
Гистидин / 2.1 1.9 2.3 1.9 2.4 2.8 2.1 2.4 1.8 1.5 2.3±0.08
Histidine
Лизин* / Lysine 9.0 9.0 11.5 10.0 13.3 13.3 10.7 9.7 11.5 13.9 8.6±0.22
Аргинин / 5.4 5.0 4.3 4.3 4.6 4.6 3.5 4.4 3.7 3.6 5.2±0.16
Arginine
Примечание: 4* - растения четвертого года жизни, 8* - растения восьмого года жизни. X - Средний показатель надземной сырьевой фитомассы, %.
Note: 4* - plants of the fourth year of life, 8* - plants of the eighth year of life. X - The average aboveground phytomass raw %.
Доля незаменимых аминокислот составляла в среднем 37% от общего количества аминокислот. Наибольшее содержание в сырьевой фитомассе копеечника альпийского отмечалось для аминокислот: ас-парагиновой, глутаминовой, лизина, лейцина, пролина, аланина, вали-на и тирозина - 15.1, 11.6, 8.6, 8.1, 6.6, 6.3, 6.0 и 5.5% соответственно.
Впервые исследовано распределение аминокислот в надземных органах растения. Наибольшие показатели общего азота и суммы аминокислот обнаружены в незрелых плодах, цветках и листьях, наименьшие - в стеблях диаметром более 3 мм. Доля незаменимых аминокислот по органам растения варьировала от 36 до 40%. Долевое участие каждой аминокислоты в общем содержании в различных органах копеечника альпийского аналогично средним показателям общей надземной сырьевой фитомассы растения. Выявлено, что количество разных аминокислот и их соотношение, а также содержание общего азота, сумма аминокислот и доля участия в них незаменимых аминокислот в надземной сырьевой фитомассе не зависели от возраста многолетних растений, репродукции семян, а также метеорологических условий вегетационных сезонов.
БЛАГОДАРНОСТИ
Работа выполнена на базе УНУ «Научная коллекция живых растений Ботанического сада Института биологии Коми НЦ УрО РАН», регистрационный номер 507428, и в рамках государственного задания № 0414-2018-0006 (РК: АААА-А17-117122090004-9).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Атлас лекарственных растений России / под общей ред. акад. РАМН и РАСХН, проф. В. А. Быкова. М.: ВИЛАР, 2006. С. 122 - 123.
Красная книга Республики Коми. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2009. 472 с.
Кукушкина Т. А., Зиннер Н. С., Высочина Г. И., Свиридова Т. П. Содержание ксантонов в надземной части растений Hedysarum Метит Krasnov и Hedysarum а1ртит Ь. (ЕаЪасеае) при выращивании в Сибирском ботаническом саду (г. Томск) // Химия растительного сырья. 2011. № 3. С. 113 - 116.
Майсурадзе Н. И., Угнивенко В. В. Задачи интродукции лекарственных растений и пути их решения // Результаты и перспективы научных исследований в области создания лекарственных средств из растительного сырья. М.: ВИЛР, 1985. С. 294 - 251.
Мишуров В. П., Волкова Г. А., Портнягина Н. В. Интродукция полезных растений в подзоне средней тайги Республики Коми: итоги работы Ботанического сада за 50 лет. Т. 1. СПб.: Наука, 1999. 216 с.
Мишуров В. П., Портнягина Н. В., Зайнуллина К. С., Шалаева О. В., Ше-лаева Н. Ю. Опыт интродукции лекарственных растений в среднетаежной подзоне Республики Коми. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2003. 243 с.
Портнягина Н. В., Фомина М. Г., Пунегов В. В., Зайнуллина К. С., Эчишвили Э. Э. Итоги интродукции Hedysarum alpinum L. в условиях среднетаежной подзоны в Республике Коми // Известия Самарского Научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16, № 1 (3). С. 796 - 799.
Портнягина Н. В., Фомина М. Г., Эчишвили Э. Э. Копеечник альпийский (Hedysarum alpinum L.) в культуре средней подзоны тайги Республики Коми // Вестник Института биологии Коми Научного центра Уральского отделения Российской академии наук. 2015. № 6 (194). C. 6 - 9.
Пунегов В. В., Фомина М. Г., Чуча К. В. Содержание мангиферина в сырьевой фитомассе и органах растения Hedysarum alpinum L. в культуре в средней подзоне тайги Республики Коми // Вестник Института биологии Коми Научного центра Уральского отделения Российской академии наук. 2015. № 6 (194). C. 13 - 16.
Растения для нас: справочное издание. СПб. : Учебная книга, 1996. 654 с.
Miura T., Ichiki H., Hashimoto I., Kao M., Kubo M., Ishihara E., Komatsu Y., Okada M., Ishida T., Tanigawa K. Antidiabetic activity of a xanthone Compound, mangiferin // Phytomedicine. 2001. Vol. 8, № 2. P. 85 - 87.
Образец для цитирования:
Портнягина Н. В., Фомина М. Г., Эчишвили Э. Э. Аминокислотный состав белков Hedysarum alpinum Ь. в условиях культуры среднетаежной подзоны республики Коми // Бюл. Бот. сада Сарат. гос. ун-та. 2019. Т. 17, вып. 4. С. 199 - 211. БО!: 10.18500/1682-1637-2019-4-199-211.
AMINO ACID COMPOSITION OF PROTEINS HEDYSARUMALPINUM L. UNDER CONDITIONS OF CULTURE OF THE MID-TAIGA SUBZONE OF THE REPUBLIC OF KOMI
N. V. Portnyagina, M.G. Fomina, E. E. Echishvili
Institute of Biology of Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences 28 Kommunisticheskaya Str., Syktyvkar 167920, Russia E-mail: elmira@ib.komisc.ru
Received September 17, 2019 Revised September 30, 2019; Accepted October 29, 2019
The article presents the results of a long-term study of the amino acid composition of the proteins of the medicinal plant Hedysarum alpinum L. from the Fabaceae family. It was revealed that the above-ground raw phytomass of perennial alpine penny plants cultivated in the mid-taiga subzone of the Komi Republic in different years was characterized by high and stable crude protein (18.1 - 23.8%) and total amino acid content (13.6 - 17.8%) in them, regardless of reproduction seeds, plant age and meteorological conditions of the growing season. For the first time, the distribution of total nitrogen and amino acids in the aerial organs of Alpine penny worm was studied. High levels of crude protein (16.9 - 26.9%) and the amount of amino acids (12.4 - 16.8%) were found in unripe fruits, flowers, and leaves, medium in stems with a diameter of less than 3 mm, 10.6 - 15.0% of crude protein, and 7.2 - 9.5% of the amount of amino acids low - in stems with a diameter of more than 3 mm, 4.1 - 4.8% and 1.9 - 2.2%, respectively. In the raw above-ground phytomass, as well as in various organs of alpine cepa plants, 17 amino acids were found and quantified, including seven essential amino acids (threonine, valine, methionine, isoleucine, leucine, phenylalanine, lysine). The proportion of essential amino acids ranged from 36 to 40%. The highest content in the raw phytomass was noted for amino acids: aspartic, glutamine, lysine, leucine, proline, alanine, valine and tyrosine - 15.1, 11.6, 8.6, 8.1, 6.6, 6.3, 6.0 and 5.5%, respectively. Key words: Hedysarum alpinum, introduction, total nitrogen, amino acids, amino acid analyzer.
DOI: 10.18500/1682-1637-2019-4-199-211
ACKNOWLEDGMENTS
The work was carried out on the basis of the unique scientific setting "Scientific Collection of Living Plants" of the Botanical Garden Institute of Biology of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences № 507428 and as part of a state assignment № AAAA-A17-117122090004-9.
REFERENCES
Atlas of Medicinal Plants of Russia. Moskow: All-Russian Scientific Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants, 2006. pp. 122 - 123. (in Russian).
Kukushkina T. A., Zinner N. S., Vysochina G. I., Sviridova T. P. The content of xanthones in the aerial part of plants Hedysarum theinum Krasnov and Hedysarum alpinum L. (Fabaceae) when grown in the Siberian Botanical Garden (Tomsk). Khimija rastitel'nogo syr'ja (Chemistry of plant raw material), 2011, vol. 3, pp. 113 - 116. (in Russian).
Maysuradze N. I., Ugnivenko V. V. The tasks of introducing medicinal plants and ways to solve them. In: Results and prospects of scientific research in the field of creating medicines from plant materials: abstracts of the All-Union Scientific Conference. Moskow: All-Russian Scientific Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants, 1985. pp. 294 - 251. (in Russian).
Mishurov V. P., Volkova G. A., Portnyagina N. V. Introduction of useful plants in the subzone of the middle taiga of the Komi Republic: Results of the Botanical Garden over 50years. Vol. 1. St. Petersburg: Nauka Publ., 1999. 216 p. (in Russian).
Mishurov V. P., Portnyagina N. V., Zaynullina K. S., Shalaeva O. V., Shela-eva N. Yu. Experience in introducing medicinal plants in the mid-taiga subzone of the Komi Republic. Ekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2003. 243 p. (in Russian).
Miura T., Ichiki H., Hashimoto I., Kao M., Kubo M., Ishihara E., Komatsu Y., Okada M., Ishida T., Tanigawa K. Antidiabetic activity of a xanthone compound, mangiferin. Phytomedicine, 2001, vol. 8, iss. 2, pp. 85 - 87.
Portnyagina N. V., Fomina M. G., Punegov V. V., Zaynullina K. S., Echish-vili E. E. The results of the introduction of Hedysarum alpinum L. under the conditions of the middle taiga subzone in the Komi Republic. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2014, vol. 16, iss. 1 (3), pp. 796 - 799. (in Russian).
Portnyagina N. V., Fomina M. G., Echishvili E. E. Alpine penny (Hedysarum alpinum L.) in the culture of the middle subzone of the taiga of the Komi Republic. Bulletin of the Institute of Biology of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2015, vol. 6 (194), pp. 6 - 9. (in Russian).
Plants for us: reference publication. St. Petersburg: Educational Book, 1996. 654 p. (in Russian).
Punegov V. V., Fomina M. G., Chucha K. V. The content of mangiferin in the raw phytomass and organs of the plant Hedysarum alpinum L. in a culture in the middle subzone of the taiga of the Komi Republic. Bulletin of the Institute ofBiolo-gy of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2015, vol. 6 (194), pp. 13 - 16. (in Russian).
Red Book of the Komi Republic. Rare and endangered species of plants and animals. Moscow: KMK Scientific Press Ltd., 2009. 472 p. (in Russian).
Cite this article as:
Portnyagina N. V., Fomina M. G., Echishvili E. E. Amino acid composition of proteins Hedysarum alpinum L. under conditions of culture of the mid-taiga subzone of the Republic of Komi. Bulletin of Botanic Garden of Saratov State University, 2019, vol. 17, iss. 4, pp. 199 - 211. (in Russian). DOI: 10.18500/1682-1637-2019-4-199-211.
