Научная статья на тему 'Изучение антиоксидантной активности апорфинового алкалоида глауцина и полученного в субкритической воде фенантренового алкалоида дес-глауцина'

Изучение антиоксидантной активности апорфинового алкалоида глауцина и полученного в субкритической воде фенантренового алкалоида дес-глауцина Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
424
54
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Химия растительного сырья
Scopus
ВАК
AGRIS
CAS
RSCI
Ключевые слова
АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ / АПОРФИНОВЫЕ АЛКАЛОИДЫ / ГЛАУЦИН / ФЕНАНТРЕНОВЫЕ АЛКАЛОИДЫ / ДЕС-ГЛАУЦИН / СУБКРИТИЧЕСКАЯ ВОДА / БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ / ДФПГ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Ветрова Елена Владимировна, Борисенко Николай Иванович, Хизриева Салима Салимовна, Бугаева Анастасия Федоровна

Антиоксидантную активность апорфинового алкалоида глауцина 1,2,9,10-тетраметокси-6-α-апорфин (ГЛ), выделяемого из мачка желтого Glaucinum flavum, и фенантренового алкалоида дес-глауцина 1-[2-(N-метиламиноэтил)]-3,4,6,7-тетраметоксифенантрен (д-ГЛ), синтезированного в среде субкритической воды, изучали in vivo биолюминесцентным методом и в антирадикальной реакции с ДФПГ. In vivo антиоксидантную активность алкалоидов оценивали по снижению индукции биолюминесценции штамма E. coli MG1655 (pKatG-lux), вызванной обработкой бактерий Н2О2. При добавлении в тест систему как ГЛ, так и д-ГЛ регистрировали уменьшение фактора индукции биолюминесценции, что указывает на снижении токсического действия Н2О2 на бактериальные клетки за счет антиоксидантной активности алкалоидов. Показатели антиоксидантной активности, определенные в биолюминесцентном тесте, в случае д-ГЛ были значительно выше, чем для изомера ГЛ. Так, при концентрации д-ГЛ 0,2 мМ величина протекторной активности составила 86%, в то время как для ГЛ при этой же концентрации в 9,5 раз ниже 9,3 %. Поведение ГЛ и его фенантренового алкалоида д-ГЛ также сильно различается в реакции с ДФПГ. Дес-глауцин реагирует с ДФПГ намного быстрее и приводит к существенным изменениями в спектре поглощения ДФПГ. Величины EC50, полученные в тесте с ДФПГ, для д-ГЛ составила 0,3 мМ, тогда как для ГЛ EC50= 5,3 мМ. Таким образом, показано, что трансформация модельного алкалоида глауцина в его изомер с использованием среды субкритической воды позволяет получить фенантреновый алкалоид дес-глауцин, антиоксидантная активность которого многократно превышают активность исходного природного глауцина.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Ветрова Елена Владимировна, Борисенко Николай Иванович, Хизриева Салима Салимовна, Бугаева Анастасия Федоровна

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

Текст научной работы на тему «Изучение антиоксидантной активности апорфинового алкалоида глауцина и полученного в субкритической воде фенантренового алкалоида дес-глауцина»

DOI: 10.14258/jcprm.2017011383

УДК 542.06:542.46:543.64:542.9

ИЗУЧЕНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ АПОРФИНОВОГО АЛКАЛОИДА ГЛАУЦИНА И ПОЛУЧЕННОГО В СУБКРИТИЧЕСКОЙ ВОДЕ ФЕНАНТРЕНОВОГО АЛКАЛОИДА ДЕС-ГЛАУЦИНА

© Е.В. Ветрова, Н.И. Борисенко , С.С. Хизриева, А.Ф. Бугаева

НИИ физической и органической химии Южного федерального университета, пр. Стачки, 194/2, Ростов-на-Дону, 344090 (Россия), e-mail: boni@ipoc.rsu.ru

Антиоксидантную активность апорфинового алкалоида глауцина - 1,2,9,10-тетраметокси-6-а-апорфин (ГЛ), выделяемого из мачка желтого Glaucinum flavum, и фенантренового алкалоида дес-глауцина - 1-[2-(Ы-метил-аминоэтил)]-3,4,6,7-тетраметоксифенантрен (д-ГЛ), синтезированного в среде субкритической воды, изучали in vivo биолюминесцентным методом и в антирадикальной реакции с ДФПГ.

In vivo антиоксидантную активность алкалоидов оценивали по снижению индукции биолюминесценции штамма Е. coli MG1655 (pKatG-lux), вызванной обработкой бактерий Н202. При добавлении в тест систему как ГЛ, так и д-ГЛ регистрировали уменьшение фактора индукции биолюминесценции, что указывает на снижении токсического действия Н202 на бактериальные клетки за счет антиоксидантной активности алкалоидов. Показатели антиоксидантной активности, определенные в биолюминесцентном тесте, в случае д-ГЛ были значительно выше, чем для изомера - ГЛ. Так, при концентрации д-ГЛ 0,2 мМ величина протекторной активности составила 86%, в то время как для ГЛ при этой же концентрации в 9,5 раз ниже - 9,3 %.

Поведение ГЛ и его фенантренового алкалоида д-ГЛ также сильно различается в реакции с ДФПГ. Дес-глауцин реагирует с ДФПГ намного быстрее и приводит к существенным изменениями в спектре поглощения ДФПГ. Величины ЕС50, полученные в тесте с ДФПГ, для д-ГЛ составила 0,3 мМ, тогда как для ГЛ ЕС50= 5,3 мМ.

Таким образом, показано, что трансформация модельного алкалоида глауцина в его изомер с использованием среды субкритической воды позволяет получить фенантреновый алкалоид дес-глауцин, антиоксидантная активность которого многократно превышают активность исходного природного глауцина.

Ключевые слова: антиоксидантная активность, апорфиновые алкалоиды, глауцин, фенантреновые алкалоиды, дес-глауцин, субкритическая вода, биолюминесценция, ДФПГ.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках государственного задания по проекту №1895.

Введение

В настоящее время растет число исследований физико-химических и фармацевтических свойств вторичных растительных метаболитов высших растений, которые уже в течение длительного времени используются как в народной, так и в традиционной медицине. Из-за их многочисленных фармакологических преимуществ, продемонстрированных временем, такие соединения представляют собой перспективный источник синтеза новых терапевтических соединений для лечения различных заболеваний, кроме того,

могут быть использованы как нутрицевтики - ком-

Ветрова Елена Владимировна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, e-mail: vetrova-ev@yandex.ru

Борисенко Николай Иванович - доктор химических наук,

главный научный сотрудник, e-mail: boni@ipoc.rsu.ru

Хизриева Салима Салимовна - магистрант,

e-mail: hizrieva@sfedu.ru

Бугаева Анастасия Федоровна - магистрант,

e-mail: as.bugaewa@yandex.ru

поненты биологически активных добавок.

Одной такой перспективной группой соединений растительного происхождения является семейство апорфиновых алкалоидов, включающее такие соединения, как болдин, глауцин и т.д. 11 -41. Строение молекул и химические свойства апорфи-

Автор, с которым следует вести переписку.

новых алкалоидов обусловливают широкий спектр их биологической активности, в том числе мощные ан-тиоксидантные свойства [3, 4].

Вещества, обладающие антирадикальной активностью, традиционно используются в лечении и профилактике так называемых свободнорадикальных патологий. Известно, что свободные радикалы (СР), в том числе и активные формы кислорода (АФК), непрерывно генерирующиеся в онтогенезе всех живых организмов и вследствие своей высокой реакционной способности являются потенциально опасными. В здоровой клетке их концентрация поддерживается на определенном уровне благодаря генерации и разрушению свободных радикалов внутриклеточными ферментами и низкомолекулярными антиоксидантами. Повышение концентрации СР (АФК) в клетке, так называемый окислительный стресс, приводит к широкому спектру заболеваний [5-9], среди которых воспаления, дисфункции нервной деятельности, старение организма, онкология, диабет, инфаркт и др. В результате этого регулирование окислительно-восстановительного статуса остается перспективным терапевтическим подходом. В связи с этим существенное значение для разработки новых эффективных лекарственных препаратов приобретает поиск перспективных природных и синтетических соединений, обладающих высокой антиоксидантной активностью [10-13], и разработка эффективных методов оценки их биологической активности.

В представленной работе в качестве модельного объекта исследования выбран природный апорфи-новый алкалоид глауцин (ГЛ). Глауцин - 1,2,9,10-тетраметокси-6-а-апорфин, выделяемый из мачка желтого С1аиат<т (¡а\шт. обладает широким спектром биологической активности [1, 4]. В последнее время активно развиваются исследования по оптимизации методов получения производных апорфина с целью получения новых фармакологически активных препаратов и снижения их токсичности. Известно, что фенан-треновые производные, получаемые полусинтетическим путем из упомянутых выше апорфиновых растительных алкалоидов, обладают, как правило, более высокими показателями биологической активности, чем исходные апорфины, и могут демонстрировать новые, отличные от исходных субстанций, применения [3]. При этом фенантреновые растительные алкалоиды в природе представлены значительно слабее, чем их апорфиновые аналоги. Как следствие, это ограничивает использование фенантреновых растительных алкалоидов в лечебной практике. С другой стороны, их использование сдерживается отсутствием недорогих и экологически чистых методов синтеза фенантреновых алкалоидов из их апорфиновых растительных аналогов, представленных в природе достаточно широко.

ОМе I

ОМс

Апорфиновый алкалоид глауцин - Фенантреновый алкалоид дес-глауцин - 1-|2-(1М-

1,2,9,10-тетраметокси-6-а-апорфин (ГЛ) метиламиноэтил)]-3,4,6,7-тетраметоксифенантрен (д-ГЛ)

В этой связи весьма актуальным представляется поиск полусинтетических методов для получения новых субстанций на основе апорфиновых алкалоидов и изучение их антиоксидантных свойств. В качестве альтернативного метода синтетической трансформации природного глауцина в Южном федеральном университете (ЮФУ) разработан метод получения его фенантренового изомера - дес-глауцина (д-ГЛ) (весо-glaucine) с использованием субкритической воды (СБВ) [2]. Фенантреновый изомер глауцина - дес-глауцин (1 -|2-(Ы-мстиламиноэтил)|-3.4.6.7-тстрамстокси(|)снантрсн) обладает высокой фармакологической активностью и меньшим токсическим эффектом по сравнению с глауцином.

Цель данной работы - изучение антиоксидантной активности апорфинового алкалоида глауцина (ГЛ) и полученного в субкритической воде фенантренового алкалоида - дес-глауцина (д-ГЛ).

Экспериментальная часть

Получение фенантренового алкалоида дес-глауцина. Глауцин был произведен Чимкентским хим-фармацевтическим заводом (Казахстан) и представляет собой рацемическую смесь. ДФПГ фирмы Aldrich. Дес-глауцин (96%) получен по методике, описанной авторами в работе [2]: путем химической модификации глауцина в среде субкритической воды при температуре 250 °С.

Эксперимент состоял в следующем. Раствор 0,3 г (0,001 моля) гидрохлорида глауцина в 6 мл (0,33 моля) воды нагревали в реакторе объемом 10 см3 в течение 2 ч при температуре 250 °С. Теплый раствор отфильтровывали от механических примесей. Образовавшийся после осаждения кристаллический осадок зеленого цвета отфильтровывали и промывали.

In vivo антиоксидантная активность алкалоидов в условиях окислительного стресса индуцированного перекисью водорода (биолюминесцентный анализ). In vivo антиоксидантная активность алкалоидов ГЛ и д-ГЛ изучена в условиях окислительного стресса индуцированного Н2Ог для модельного биолюминесцентного штамма Escherichia coli MG1655 (pKatG-lux), разработанного в Государственном НИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов (Москва) [14], предоставленного лабораторией экспериментального мутагенеза НИИ биологии ЮФУ. Принцип метода и процедура анализа подробно описаны в работах [14-15]. Измерения выполнены на микропланшетном люминометре ЛМ-01А («Immunotech», Чехия).

Эффективность действия алкалоидов характеризовали протекторной (антиоксидантной) активностью алкалоидов (А, %), которую рассчитывали как процент (%) уменьшения in vivo токсической активности Н2Огв присутствии алкалоида [15]:

А = (1-—)100%, 1р

где 1а и 1р - факторы индукции биолюминесценции в условиях окислительного стресса, индуцированного перекисью водорода в присутствии протектора (антиоксиданта) и без него соответственно.

Антирадикальная активность алкалоидов в тесте с ДФПГ. Антирадикальная активность глауцина и дес-глауцина изучена в реакции с ДФПГ (1,1-дифенил-2-пикрилгидразил) [16]. Спектры поглощения глауцина и дес-глауцина имеют нулевое поглощение в области свыше 400 нм и позволяют анализировать изменения в спектре поглощения ДФПГ без дополнительной корректировки.

Для приготовления растворов использовали этанол. Для анализа к 2 мл ДФПГ (0,1 мМ) добавляли 1 мл ГЛ или д- ГЛ в различных концентрациях и измеряли величину оптической плотности на длине волны X = 517 нм на спектрофотометре СПЕКС ССП 705 (производитель ЗАО «Спектроскопические системы», РФ). Антирадикальную активность (Radical Scavenging Activity (RSA)) рассчитывали по формуле [16]

RSA = Dt=0-Dt=30 А=о

где Dt=0 и Dt=3o - величина оптической плотности ДФПГ в начальный момент реакции и через 30 мин после начала реакции с алкалоидом.

Обсуждение результатов

Антиоксидантная активность алкалоидов in vivo. На первом этапе изучено влияние алкалоидов на кинетику биолюминесценции штамма Е. coli MG1655 (pKatG-lux) в отсутствии окислительного стресса (без добавления Н2Ог). Какого-либо токсического действия ГЛ и д-ГЛ в отношении биолюминесценции не зарегистрировано.

В условиях окислительного стресса как ГЛ, так и д-ГЛ приводили к уменьшению индукции биолюминесценции, следовательно, снижению токсического действия Н2Ог на бактериальные клетки. Для ГЛ и д-ГЛ получены высокие значения протекторной активности (А) (рис. 1), величина которой определяется активностью алкалоида в нейтрализации АФК (активных форм кислорода), генерируемых Н2Ог [14]. В случае дес-глауцина протекторная активность in vivo была значительно выше, чем для изомера - глауцина. Так, при концентрации д-ГЛ 0,2 мМ величина А составила 86%, в то время как для ГЛ при этой же концентрации в 9,5 раз ниже - 9,3%.

Для д-ГЛ получены достаточно высокие значения протекторной активности по сравнению с другими ранее изученными антиоксидантами. В частности, по литературным данным [17] для биолюминесцентного теста протекторная активность для аскорбата составляет 49%, для урата - 66%, а известного синтетического антиоксиданта аллантоина - 93% (рис. 2).

Таким образом, результаты анализа биологической активности алкалоидов с использованием биолюминесцентной тест-системы показали отсутствие токсичности ГЛ и д-ГЛ в отношении биолюминесценции генетически модифицированного штамма Е. coli MG1655 (pKatG-lux), а также высокую антиоксидант-ную активность в условиях окислительного стресса, вызванного действием ЕЬСК Значения антиоксидант-ной (протекторной) активности, определенные в тесте in vivo, в случае фенантренового алкалоида дес-глауцина, полученного в субкритической воде, были существенно выше, чем для изомера (глауцина).

Антирадикальная активность алкалоидов в тесте с ДПФГ. Поведение апорфинового алкалоида ГЛ и фенантренового алкалоида д-ГЛ в реакции с ДФПГ сильно отличаются. На рисунке 3 представлена кинетика изменения оптической плотности ДФПГ при добавлении одинаковых концентраций ГЛ и д-ГЛ (1 мМ). Скорость реакции д-ГЛ с ДФПГ значительно выше, снижение оптической плотности ДФПГ составила 83% за 5 мин реакции, в то время как в реакции с ГЛ всего 6%.

Высокая скорость изменения оптической плотности ДФПГ указывает на большую скорость реакции д-ГЛ в реакции нейтрализации свободного радикала ДФПГ по сравнению с изомером ГЛ.

На рисунке 4 представлены величины антиоксидантной активности (RSA), полученные для разных концентраций ГЛ и д-ГЛ. Значения антиоксидантной активности в тесте с ДФПГ для фенантренового алкалоида дес-глауцина, синтезированного в среде субкритической воды в результате трансформации глауцина, значительно выше исходного апорфинового алкалоида.

Из полученной зависимости установлена эффективная концентрация алкалоида (ЕС50), которая необходима для уменьшения количества свободных радикалов ДФПГ в 2 раза (табл.). Величина ЕС50 для д-ГЛ составила 0,3 мМ, для ГЛ - 5,3 мМ соответственно.

но

А, %

90 70 50 30 10 -10

Рис. 1. Антиоксидантная активность ГЛ и д-ГЛ, полученная в биолюминесцентном тесте in vivo в условиях окислительного стресса, вызванного действием Н^СЬ

С, КГ4 M

Рис. 2. Сравнение антиоксидантной активности ГЛ и д-ГЛ с известными антиоксидантами [17]

Рис. 3. Кинетика изменения оптической плотности ДФПГ (1-контроль) на длине волны Х=517 нм в присутствии ГЛ 1 мМ (2) и д-ГЛ 1 мМ (3)

Рис. 4. Зависимость антиоксидантной активности (RSA) ГЛ и д-ГЛ в реакции с ДФПГ от концентрации алкалоидов

Эффективные концентрации (ЕС50) антиоксидантной активности для ГЛ и д-ГЛ, полученные в тест-реакции с ДФПГ и биолюминесцентной тест-системе in vivo

Вещество Реакция с ДФПГ Протекторная активность в биолюминесцентном тесте in vivo

ЕС50, мМ ЕС50, мМ

ГЛ д-гл 5,3 0,3 0,9 0,05

Для сравнения в таблице представлены величины ЕС50, полученные для антиоксидантной активности ГЛ и д-ГЛ в биолюминесцентной тест-системе. Величины ЕС50 для ГЛ и д-ГЛ, полученные в тесте in-vivo, были в 6 раз ниже, чем в тесте с ДФПГ, что указывает на более высокую чувствительность биолюминесцентной системы к антиоксидантной активности алкалоидов. Данные таблицы 1 демонстрируют значительный потенциал биолюминесцентного теста для оценки антиоксидантной активности растительных апорфиновых и фенантреновых алкалоидов и их производных.

Заключение

Таким образом, изучена антиоксидантная активность апорфинового алкалоида глауцина, как выделяемого из мачка желтого Glaucinum flavum, так и полученного в среде субкритической воды фенантрено-вого алкалоида дес-глауцина с использованием биолюминесцентного биосенсора на основе штамма Е. coli MG1655 (pKatG-lux) и в тесте с ДФПГ.

Показано, что трансформация модельного апорфинового алкалоида - ГЛ в его фенантреновый изомер с использованием среды субкритической воды позволяет получить дес-глауцин, антиоксидантные свойства которого многократно превышают активность исходного апорфинового глауцина.

В результате сравнения протекторной активности фенантренового алкалоида с изученными ранее анти-оксидантами установлено, что активность дес-глауцина в реакциях нейтрализации АФК, генерируемых ЕЬСЬ, значительно выше, чем для известных антиоксидантов аскорбата и урата, и сопоставима с аллантоином.

Полученные результаты открывают перспективы использования представленных алкалоидов в качестве дополнительной неферментативной антиоксидантной системы для защиты живых организмов в условиях окислительного стресса.

Предлагаемый подход может быть с успехом использован для получения редко встречающихся в природе растительных фенантреновых алкалоидов и их производных из широко представленных в растительном мире алкалоидов апорфинового ряда, а также изучению их антиоксидантных свойств и биологической активности. Результаты исследований открывают перспективы создания новых фармацевтических субстанций посредством недорогого и экологически чистого синтеза фенантреновых алкалоидов и их производных в среде субкритической воды.

Список литературы

1. Турмухамбетов А.Ж., Мукушева Г.К., Сейдахметова Р.Б., Шульц Э.Э., Шакиров М.М., Багрянская И.Ю., Га-тилов Ю.В., Адекенов С.М. Синтез и антимикробная активность четвертичных солей алкалоида глауцина // Химико-фармацевтический журнал. 2009. Т. 43. №5. С. 24-27.

2. Borisenko S.N., Bicherov A.V., Pavlyuk O.V., Rudnev M.I., Borisenko N.I., Vetrova E.V., Minkin V.I., Borisenko R.N., Lekar A.V. Development of a method for des-glaucine production in a subcritical water medium // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2009. Vol. 3. N8. Pp. 1131-1133.

3. O'Brien P., Carrasco-Pozo C., Speisky H. Boldine and its antioxidant or health-promoting properties // Chemico-Biological Interactions. 2006. Vol. 159. Pp. 1-17.

4. Spasova M., Philipov S., Milkova T. Amino acid derivatives of aporphinic alkaloid glaucine and their antioxidant activity // Advances in experimental medicine and biology. 2009. Vol. 611. Pp. 267-268.

5. Ames B.N., Shigenaga M.K., Hagen T.M. Oxidants, antioxidants, and the degenerative diseases of aging // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. Vol. 90. Pp. 7915-7922.

6. Antioxidants in Disease Mechanisms and Therapy, ed. Sies H. San Diego: Academic Press, 1996. 707 p.

7. Wright J.S., Johnson E.R., DiLabio G.A. Predicting the Activity of Phenolic Antioxidants: Theoretical Method, Analysis of Substituent Effects, and Application to Major Families of Antioxidants // J. Am. Chem. Soc. 2001. Vol. 123. Pp. 1173-1183.

8. Bauerova K., Bezek S. Role of Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Etiopathogenesis of Rheumatoid Arthritis // Gen. Physiol. Biophys. 1999. Vol. 18. Focus Issue. Pp. 15-20.

9. Bauer V., Bauer F. Reactive Oxygen Species as Mediators of Tissue Protection and Injury // Gen. Physiol. Biophys. 1999. Vol. 18. Focus Issue. Pp. 7-14.

10. Perron N.R., Brumaghim J.L. A Review of the Antioxidant Mechanisms of Polyphenol Compounds Related to Iron Binding // Cell Biochem. Biophys. 2009. Vol. 53. Pp. 75-100.

11. Федина П.А., Яшин А.Я., Черноусова Н.И. Определение антиоксидантов в продуктах растительного происхождения амперометрическим методом//Химия растительного сырья. 2010. №2. С. 91-97.

12. Федосеева А.А., Лебедкова О.С., Каниболоцкая Л.В., Шендрик А.Н. Антиоксидантная активность настоев чая //Химия растительного сырья. 2008. №3. С. 123-127.

13. Кузьмин С.М., Чуловская С.А., Тесакова М.В., Семейкин А.С., Парфенюк В.И. Замещенные тетрафенилпор-фирины как перспективные молекулярные системы с высокой антиоксидантной активностью // Макрогетеро-циклы. 2014. Т. 7. №3. С. 218-224.

14. Zavilgelsky G.B., KotovaV.Yu., Manukhov I.V. Action of 1,1-dimethylhydrazine on bacterial cells is determined by hydrogen peroxide//Mutation Research. 2007. Vol. 634. Pp. 172-176.

15. Чистяков B.A., Празднова E.B., Гутникова Л.В., Сазыкина М.А., Сазыкин И.С. Супероксидустраняющая активность производного пластохинона Ю-(б'-пластохинонил) децил-трифенилфосфония (SkQl) // Биохимия. 2012. Т. 77. №7. С. 932-935.

16. Karadag A., Ozcelik В., Saner S. Review of Methods to Determine Antioxidant Capacities // Food Anal. Methods. 2009. Vol. 2. Pp. 41-60.

17. Чистяков B.A. Биохимические механизмы неспецифической защиты клетки от окислительного стресса : авто-реф. дис. ... д-ра биол. наук. Ростов-на-Дону, 2011. 44 с.

Поступило в редакцию 23 июня 2016 г.

После переработки 23 ноября 2016 г.

Vetrova E.V., Borisenko N.l.*, Hizrieva S.S., Bugaeva A.F. THE STUDY OF ANTIOXIDANT ACTIVITY OF THE APORPHINE ALKALOID OF GLAUCINE AND THE PHENANTHRENE ALKALOID OF SECO-GLAUCINE OBTAINED IN SUBCRITICAL WATER

Institute of Physical and Organic Chemistry of Southern Federal University, pr. Stachki, 194/2, Rostov-on-Don, 344090

(Russia), e-mail: boni@ipoc.rsu.ru

Antioxidant activity of aporphine alkaloid of glaucine - l,2,9,10-tetramethoxy-6-alpha-aporphine (GL), that extracted from Glaucinum flavum, and phenanthrene alkaloid of seco- glaucine - l-[2- (N-methylaminoethyl)]-3,4,6,7-tetramethoxy-fenantren (seco-GL), that synthesized in medium of subcritical water were studied by bioluminescent test (in vivo) and in antiradical reaction with DPPH.

Antioxidant activity of alkaloids were evaluated in vivo by bioluminescence of recombinant strain of E. coli MG1655 (pKatG-lux), induced with H202. The influence of GL or seco-GL led to reduced of factor induction of bioluminescence, indicating reducing the toxic effect of H202 on the bacterial cells due to the antioxidant activity of alkaloids. Antioxidant activity of seco-GL in bioluminescent assay was significantly higher than that of the isomer - GL. Thus, at a concentration of 0,2 mM seco-GL protective activity value was 86%, while for the GL at the same concentration in 9,5 times lower - 9,3%).

Behavior GL and seco-GL were very different in the reaction with DPPH. Seco- glaucine reacted with DPPH much faster and leads to significant changes in the absorption spectrum of DPPH. Values of EC50, obtained in the test with DPPH for seco-GL was 0,3 mM, while for GL EC50= 5,3 mM.

Thus, the transformation (in medium of subcritical water) of the model alkaloid - glaucine into its isomer seco-glaucine provided production of a phenanthrene alkaloid of seco- glaucine, whose antioxidant activity is many times higher than the natural activity of the original glaucine.

Keywords: antioxidant activity, aporphine alkaloids, glaucine, phenanthrene alkaloids, seco-glaucine, subcritical water, bioluminescence, DPPH.

References

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Turmukhambetov A.Zh., Mukusheva G.K., Seidakhmetova R.B., Shul'ts E.E., Shakirov M.M., Bagrianskaia I.Iu., Ga-tilov Iu. V., Adekenov S.M. Khimiko-farmatsevticheskii zhurnal, 2009, vol. 43, no. 5, pp. 24-27. (in Russ.).

2. Borisenko S.N., Bicherov A.V., Pavlyuk O.V., Rudnev M.I., Borisenko N.L, Vetrova E.V., Minkin V.I., Borisenko R.N, Lekar A.V. Russian Journal of Physical Chemistry B, 2009, vol. 3, no. 8, pp. 1131-1133.

3. O'Brien P., Carrasco-Pozo C., Speisky H. Chemico-BiologicalInteractions, 2006, vol. 159, pp. 1-17.

4. Spasova M., Philipov S., Milkova T. Advances in experimental medicine and biology, 2009, vol. 611, pp. 267-268.

5. Ames B.N., Shigenaga M.K., Hagen T.M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, vol. 90, pp. 7915-7922.

6. Antioxidants in Disease Mechanisms and Therapy, ed. Sies H, San Diego: Academic Press, 1996, 707 p.

7. Wright J.S., Johnson E.R., DiLabio G.A. J. Am. Chem.Soc., 2001,vol. 123,pp. 1173-1183.

8. Bauerova K., Bezek S. Gen. Physiol. Biophys., 1999, vol. 18, focus issue, pp. 15-20.

9. Bauer V., Bauer F. Gen. Physiol. Biophys., 1999, vol. 18, focus issue, pp. 7-14.

10. Perron N.R., Brumaghim J.L. Cell Biochem. Biophys., 2009, vol. 53, pp. 75-100.

11. Fedina P.A., Iashin A.Ia., Chernousova N.L Khimiia rastitel'nogo syr'ia, 2010, no. 2, pp. 91-97. (in Russ.).

12. Fedoseeva A.A., Lebedkova O.S., Kanibolotskaia L.V., Shendrik A.N. Khimiia rastitel'nogo syr'ia, 2008, no. 3, pp. 123-127. (in Russ.).

13. Kuz'min S.M., Chulovskaia S.A., Tesakova M.V., Semeikin A.S., Parfeniuk V.I. Makrogeterotsikly, 2014, vol. 7, no. 3, pp. 218-224. (in Russ.).

14. Zavilgelsky G.B., KotovaV. Yu., Manukhov I. V. Mutation Research, 2007, vol. 634, pp. 172-176.

15. Chistiakov V.A., Prazdnova E.V., Gutnikova L.V., Sazykina M.A., Sazykin I.S. Biokhimiia, 2012, vol. 77, no. 7, pp. 932-935. (in Russ.).

16. Karadag A., Ozcelik В., Saner S. Food Anal. Methods, 2009, vol. 2, pp. 41-60.

17. Chistiakov V.A. Biokhimicheskie mekhanizmy nespetsificheskoi zashchity kletki ot okislitel'nogo stressa. Av-toref. dis. ... doktora biol. nauk. [Biochemical mechanisms of nonspecific protection of cells from oxidative stress. Author. Dis. ... Dr. biol. sciences], Rostov-na-Donu, 2011, 44 p. (in Russ.).

Received June 23, 2016 Revised November 23, 2016

Corresponding author.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.