CC BY
84
УДК 547.915 ЛИПИДЫ ЛИСТЬЕВ CAPPARIS SPINOSA L.
© Д. Т. Асилбекова , Ф.М. Турсунходжаева
Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова АН РУз, ул. Мирзо Улугбека, 77 Ташкент, 100170 (Узбекистан) E-mail: [email protected]
исследован состав липидов листьев Capparis spinosa auct. (семейство Capparaceae). Охарактеризованы нейтральные и полярные липиды, а также их жирнокислотный состав.
Ключевые слова: Семейство Capparaceae, Capparis spinosa auct., каперсы, нейтральные и полярные липиды, жирные кислоты.
Работа выполнена при финансовой поддержке ГНТП АН РУз (грант А-11-271).
Водный и солевой стресс - один из главных лимитирующих факторов для растений, произрастающих в Средней Азии. Стрессовые факторы прежде всего воздействуют на клеточные мембраны, при этом изменяется их проницаемость, что приводит к нарушению нормального функционирования клетки. Накопление ионов солей воздействует на активность липид-синтезирующих ферментов хлоропластов - галактозил трансферазы и ацилазы, что приводит к некоторым изменениям в липидном составе растения [1]. Так, у Glycine max при солевом стрессе выявлено уменьшение уровня фосфолипидов, сопровождающееся увеличением степени насыщенности жирных кислот [2], у Atriplex gmelinia и Cucumis sativa L. - возрастание соотношения гликолипиды/фосфолипиды [3]. Устойчивые растения при неблагоприятных условиях способны сохранять жидкое фазовое состояние липидов клеточных мембран, необходимое для нормального функционирования [4]. Таким образом, исследование липидов растений, обитающих в условиях абиотических стрессов, представляет несомненный интерес как для выявления физиолого-биохимических механизмов адаптации растений, так и для ресурсоведческих и селекционных целей.
Лекарственное растение Capparis spinosa auct. (C. herbacea Willd., каперцы, семейство Capparaceae) произрастает главным образом в пустынях, полупустынях и степях Средней Азии. Этот вид хорошо адаптирован к различным абиотическим условиям (засухе, засолению, изменениям температуры и другим факторам окружающей среды) [5, с. 41] и поэтому был выбран объектом настоящего исследования.
В научной литературе имеются сведения о наличии алкалоидов, флавоноидов, гликозидов, углеводов, сапонинов, эфирных масел и липидов [1, 6-10] в изучаемом растении. В листьях имеется 0,71, в плодах -3,75, в семенах - 32-36% жирного масла [1, с. 41]. Масло из семян обогащено триацилглицеринами ненасыщенных кислот [10]. Ненасыщенные ацилы представлены линолевой (34-51%) и олеиновой (22-24%) кислотами. В литературе отсутствуют сведения о липидном составе свежих листьев, в работах [6, 9] обсуждаются только липиды корней и воздушно-сухой надземной части растения.
Мы исследовали липиды свежих листьев Capparis spinosa, собранных в Мирзачульской степи (Джизак-ская область Республики Узбекистан).
Перед извлечением липидов из свежих листьев [11] ферменты тканей инактивировали, погружая листья на 1-2 мин. в кипящий пропанол-2. Затем листья извлекали из растворителя, растирали в ступке и многократно экстрагировали смесью хлороформ - метанол (2 : 1, v/v). изопропанольные и хлороформ-метанольные экстракты объединяли, а после удаления растворителей экстракт общих липидов очищали от балластных соединений многократным промыванием 0,04%-ным раствором CaCl2. Выход общих липидов из листьев составил
* Автор, с которым следует вести переписку.
2,8% от массы сухого вещества. Далее общие липиды листьев разделяли методом КХ на силикагеле марки L 160/100 (Чехия), нейтральные липиды элюировали хлороформом, а полярные липиды - метанолом.
Состав жирных кислот нейтральных и полярных липидов листьев определяли газожидкостной хроматографией. Перед анализом ГЖХ жирные кислоты, выделенные из аликвот нейтральных и полярных липидов, метилировали свежим диазометаном. Анализ метиловых эфиров жирных кислот проводили на приборе СЬгош-5, снабженном стальной колонкой с 15% Reoplex 400 на N-AW при 198оС.
Идентификацию компонентов нейтральных и полярных липидов осуществляли методом ТСХ, качественными реакциями и сравнением хроматографической подвижности образцов со стандартами [11]. Нейтральные липиды анализировали на пластинках «БйиЮЬ) в системах растворителей (по объему): гексан - диэтиловый эфир - уксусная кислота, 90 : 10 : 1 и 70 : 30 : 1. ТСХ полярных липидов проводили на пластинках с силикагелем марки L 5/40 (Чехия) в системах: хлороформ - ацетон - метанол - уксусная кислота - вода (65 : 20 : 10 : 10 : 3) и хлороформ - метанол - 25%-ный аммиак (65 : 25 : 5). Пятна соединений обнаруживали парами йода, растворами серной кислоты, а-нафтола, нингидрина и реагентами Драгендорфа и Васьковского. Основные компоненты нейтральных и полярных липидов выделяли с помощью препаративной ТСХ на силикагеле в соответствующих системах растворителей, и их содержание устанавливали гравиметрически.
Выход нейтральных и полярных липидов из листьев в пересчете на сухую массу составил 1,8 и 0,97% соответственно. Эти данные свидетельствуют, что в сумме липидов листьев Capparis spinosa, как и в липидах корней [6] и надземной части этого растения [9], преобладает доля нейтральных липидов (более 64%). Сравнение полученных данных с литературными сведениями показывает, что состав липидов, в том числе и жирных кислот, полученных из листьев изученного растения, существенно отличается от состава ранее исследованных липидов корней [6] и семян [10]. Хотя нейтральные и полярные липиды листьев (табл.), как и липиды семян и корней, обогащены ненасыщенными жирными кислотами, доля насыщенных кислот в листьях больше, чем в других частях растения. Преобладающей среди насыщенных кислот во всех упомянутых органах является пальмитиновая кислота (16 : 0). Следует отметить, что основная доля ненасыщенных жирных кислот семян и корней приходится на диеновую (линолевую, 18 : 2) и моноеновую (олеиновую, 18 : 1) кислоты. Наибольший вклад среди ненасыщенных кислот нейтральных и полярных липидов листьев вносит триеновая кислота (линоленовая, 18 : 3), которая отсутствует в липидах семян, но обнаружена в небольших количествах в липидах корней.
Качественный состав нейтральных и полярных липидов листьев специфичен: главные глицеролипиды представлены моногалактозилдиацилглицеринами и дигалактозилдиацилглицеринами (галактолипидами), сульфохиновозилдиацилглицеринами (сульфолипидом), фосфатидилглицеринами, фосфатидилхолинами, фосфатидилэтаноламинами и фосфатидилинозитами (фосфолипидами). Фосфатидные кислоты, стерилгли-козиды и их эфиры являются минорными компонентами листьев. В составе нейтральных липидов листьев присутствовало более 10 компонентов. Среди них идентифицировали сложные эфиры жирных кислот с ал-канолами и фитостеролами, свободные жирные кислоты, свободные жирные спирты, фитол, тритерпенолы,
стеролы, углеводороды, пигменты группы хлорофиллов (а и б и др.) и каротиноидов (в-каротин и ксантофиллы). Триацилглицерины в липидах листьев присутствовали в следовых количествах. Кроме вышеуказанных липидов и липофильных соединений, обнаруживаются 3-4 не идентифицированных нами вещества. Аналогичные компоненты нейтральных и полярных липидов, за исключением фосфатидилглицеринов и пигментов, обнаружены в липидах корней этого растения [6].
По данным препаративной ТСХ, основные липидные компоненты листьев изученного растения представлены (% от массы общих липидов) эфирами жирных кислот и высокомолекулярных спиртов, стеролов и тритерпенолов (29,8), свободными жирными кислотами (19,1), фосфолипидами (13,1), моно- (7,0) и дигалактозилдиацилглицери-нами (9,5), сульфолипидами (4,0), стерилгликозидами и их сложными эфирами (2,0). Сумма липофильных соеди-
Жирнокислотный состав нейтральных и полярных липидов листьев Capparis spinosa, % ГЖХ
Кислота Нейтральные липиды Полярные липиды
12 0 0,4 1,0
14 0 1,2 1,0
15 0 0,3 -
16 0 36,7 29,3
16 : 1(9-^ис) 2,3 2,0
16 : 1(3-транс) -
18 0 6,1 4,3
18 1 11,2 13,5
18 2 11,6 13,3
18 3 30,2 35,6
20 0 Сл. -
Хнасышенных. 44,7 33,6
Хненасышенных. 55,3 66,4
нений, состоящих из свободных стеролов, тритерпенолов, углеводородов, фитола, пигментов и неидентифи-цированных веществ составила 15,1% массы общих липидов.
Таким образом, липиды листьев Capparis spinosa, в отличие от липидов семян и корней, характеризуются высоким содержанием нейтральных липидов и линоленовой кислоты как в полярных глицеролипидах, так и в нейтральных компонентах. Известно важное биологическое значение фосфолипидов и гликолипидов, ответственных за функционирование клеточных мембран и фотосинтез [4]. По-видимому, нейтральные липиды также играют определенную роль в неспецифических адаптационных реакциях растений к абиотическим стрессам, являясь, например, основными компонентами кутикулярных восков, уровень которых повышается в листьях при водном стрессе [12, 13], препятствуя излишним потерям воды.
Список литературы
1. Muller M., Santarius K. Changes in chloroplast membrane lipids during adaptation of barley to extreme salinity // Plant Physiol. 1978. V. 62. P. 326-329.
2. Surjus A., Durand M. Lipid changes in soybean root membranes in response to salt treatment // J. Exp. Bot. 1996. V. 47. P. 17-23.
3. Hirayama O., Mihara M. Characterization of membrane lipids of higher plants different in salt-tolerance // Agric. Biol. Chem. 1987. V. 51. P. 3215-3221.
4. Mazliak P. Glyco- and phospholipids of biomembranes in higher plants //Lipids and lipid polymers in higher plants. Springer-Verlag. Berlin; Heidelberg; New York, 1977. P. 48-74.
5. Растительные ресурсы СССР. Цветковые растения и их химический состав, использование (Семейства Paeoniaceae-Thymelaeaceae). Л., 1986. Т. 2. 336 с.
6. Yili A., Tao Wu, Сагдуллаев Б.Т., Aisa H.A. и др. Углеводы и липиды корней Capparis spinosa // Химия природных соединений. 2006. №1. С. 81-82.
7. Fu X.P., Aisa H.A., Abdurahim M., Yili A. и др. Химический состав плодов Capparis spinosa // Химия природных соединений. 2007. №2. С. 149-151.
8. Ozcan M.M., Chalchat J.-C. The flyover profile of young shoots, flower buds, and unripe fruits of capers growing wild in Turkey // Химия природных соединений. 2007. №3. С. 279-280.
9. Толибаев И., Глушенкова А.И. Липиды надземной части Capparis spinosa // Химия природных соединений. 1995. №3. С. 498-499.
10. Горяев М.И., Евдакова Н.А. Справочник по газожидкостной хроматографии органических кислот. Алма Ата, 1977. 552 с.
11. Кейтс М. Техника липидологии. М., 1975. 322 с.
12. Weete J.D., Leek G.L., Peterson C.M., Currie H.E., Branch W.D. Lipid and surface wax syntesis in water-stressed cotton leaves // Plant Physiol. 1978. V. 62. P. 675-677.
13. Cameron K.D., Teece M.A., L.B. Smart. Increased accumulation of cuticular wax and expression of lipid transfer protein in response to periodic drying events in leaves of tree tobacco // Plant Physiol. 2006. V. 140. P. 176-183.
Поступило в редакцию 14 апреля 2008 г.
