CC BY
24
J
УДК 615.322:612.398.192
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-4-102-107
COMPARATIVE STUDY OF AMINO ACID COMPOSITION HERBS AND ROOT OF ONONIS ARVENSIS L.
Sampiev A.M., Davitavyan N.A., Ismagilova D.A.
Kuban State Medical University, Krasnodar, Russian Federation
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ТРАВЫ И КОРНЯ СТАЛЬНИКА ПОЛЕВОГО
Сампиев А.М., Давитавян Н.А., Исмагилова Д.А.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет», г. Краснодар, Российская Федерация
Abstract. The aim of the study was a comparative study of the amino acid composition of grass and the root of the Ononis arvensis. The research material was a Ononis arvensis cultivated on the territory of the Krasnodar Territory (Krasnodar, Vasyurinskaya station). The collection and harvesting of grass was carried out during the period of mass flowering and the beginning offruiting (July - August), and the roots in late autumn (September-October) in the period 2018-2019. Preliminary sample preparation of the grass and roots of the Ononis arvensis for the subsequent study of the amino acid composition was carried out by microwave extraction on the Minotaur-1 microwave mineralizer. Further tests were carried out using the Kapel-104T capillary electrophoresis device. The results of a comparative study of the amino acid representation of grass and root of the Ononis arvensis showed their identity. Thus, free (arginine, tyrosine, 0--phenylalanine, leucine, methionine, valine, proline, threonine, serine, glycine, a-alanine) and hydrolyzable (aspartic acid and glutamic acid) amino acids were found in the grass and roots of the Ononis. The qualitative composition of essential amino acids (0-phenylala-nine, leucine, methionine, valine, threonine) in the grass and roots of the Ononis arvensis was also comparable. However, in the quantitative content of amino acids, the grass of the Ononis (4304.66 mg / kg) exceeds the root (3905.47 mg /kg), including the essential amino acids, the total concentration of which was 1356.26 mg / kg. Thus, the comparative studies of the grass and the root of the Ononis demonstrate the advantage of the aerial part over the underground part in the quantitative content of amino acids. The presence of field amino acids in the grass of Ononis in combination with previously established groups of biologically active substances (flavonoids, isoflavonoids, phenol-carboxylic acids, triterpene saponins, minerals) allows us to attribute it to a promising source of herbal medicines.
Аннотация. Целью исследования являлось сравнительное изучение аминокислотного состава травы и корня стальника полевого. Материалом исследования служил стальник полевой, культивируемый на территории Краснодарского края (г. Краснодар, ст. Васюринская). Сбор и заготовку травы осуществляли в период массового цветения и начала плодоношения (июль - август), а корней - в конце осени (сентябрь-октябрь) в период 2018-2019гг. Предварительную пробоподготовку травы и корней стальника полевого для последующего изучения аминокислотного состава осуществляли сверхвысокочастотной экстракцией на СВЧ-минерализаторе «Мино-тавр-1». Дальнейшие испытания проводили с использованием прибора капиллярного электрофореза «Ка-пель-104Т» (ОАО «НПФ Люмэкс», Россия). Результаты проведенного сравнительного исследования аминокислотного представительства травы и корня стальника полевого показали их идентичность. Так, в траве и корнях стальника были обнаружены свободные (аргинин, тирозин, в-фенилаланин, лейцин, метионин, валин, пролин, треонин, серин, глицин, а-аланин) и гидролизуемые (кислота аспара-гиновая и кислота глютаминовая) аминокислоты. Качественный состав незаменимых аминокислот (в-фенилаланин, лейцин, метионин, валин, треонин) в траве и корнях стальника оказался также сопоставим. Однако, по количественному содержанию аминокислот трава стальника (4304,66 мг/кг) превосходит корень (3905,47 мг/кг), в том числе по незаменимым аминокислотам, суммарная концентрация которых составила 1356,26 мг/кг. Таким образом, проведенные сравнительные исследования травы и корня стальника полевого демонстрируют преимущество надземной части над подземной в количественном содержании аминокислот. Наличие в траве стальника полевого аминокислот в комплексе с ранее установленными группами биологически активных веществ (флавоноидов, изофлавоноидов, фе-нолкарбоновых кислот, тритерпеновых сапонинов,
Keywords: Ononis arvensis, grass, root, amino acids, capillary electrophoresis.
минеральных веществ) позволяют отнести ее к перспективному источнику лекарственных средств растительного происхождения.
Ключевые слова: стальник полевой, трава, корень, аминокислоты, капиллярный электрофорез.
REFERENCES
[1]. Davitavjan, N.A. Celesoobraznost' i vozmozhnost' ispol'zovanija v medicine travy stal'nika polevogo /N.A. Davitavjan, A.M. Sampiev //Materialy 8-go mezhdunar. s#ezda «Aktual'nye problemy sozdanija novyh lekarstvennyh preparatov prirodnogo pro-ishozhdenija» (21-23 ijunja 2004g, Mikkeli, Finljandija). - SPb.: VVM, 2004.-S.424-426.
[2]. Rastitel'nye resursy SSSR: cvetkovye rastenija, ih him. sostav, ispol'zovanie; semejstva Hydrangaceae -Haloragaceae.- L.: Nauka, 1987.- S.166-168.
[3]. Rastitel'nye resursy Rossii i sopredel'nyh gosudarstv: chast' I- semejstva Lycopodiaceae - Ephedraceae, chast' II -dopolnenija k 1-7 -mu tomam.- SPb: Mir: Mir i sem'ja. -95, 1996. - S.226-227.
[4]. Gosudarstvennaja farmakopeja RF HIV izdanie iz-danie [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http: // femb.ru. - Zagl. s jekrana. - (05.01.2019).
[5]. Kovalev, V.N. Farmakognosticheskoe izuchenie nekotoryh vidov stal'nika: avtoref. dis. ... kand. far-mac. nauk: 15.00.02 / Kovalev Vladimir Nikolaevich.
- Har'kov, 1979. - 25s.
[6]. Davitavjan N.A., Sampiev A.M. Sovremennoe sos-tojanie i perspektivy dal'nejshego issledovanija stal'nika polevogo Ononis arvensis L. (obzor) // Ku-banskij nauchnyj medicinskij vestnik. - Krasnodar.-
2005.- № 3-4 (76-77).-S. 38-49.
[7]. Davitavjan, N.A. Izuchenie aminokislotnogo i miner-al'nogo sostava suhogo jekstrakta iz travy stal'nika polevogo / N.A. Davitavjan, A.M. Sampiev // Zdo-rov'e i obrazovanie v XXI veke. - 2017, T.19. - №10.
- S.347-350.
[8]. Trineeva, O.V. Metody kontrolja kachestva ami-nokislot v farmacevticheskom analize / O.V. Trineeva // Razrabotka i registracija lekarstvennyh sredstv. -2015. - №2(11). - S. 120-140.
[9]. Komarova, N.V., Kamencev, Ja.S. Prakticheskoe rukovodstvo po ispol'zovaniju sistem kapilljarnogo jelektroforeza «KAPEL''». - Sankt-Peterburg: Veda,
2006. - S. 50-51.
[10]. Jakuba, Ju.F. Podgotovka prob biologicheskogo pro-ishozhdenija dlja analiticheskogo issledovanija / Ju.F. Jakuba, Ja.V. Ushakova, R.A. Sula // Plodovodstvo i vinogradorstvo Juga Rossii [Jelektronnyj resurs]. -Krasnodar: SKZNIISiV, 2014. - № 26(2). - Rezhim dostupa: http:// www.journal.ku-bansad.ru/pdf/14/02/04.pdf (data obrashhenija: 18.01.2020).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1]. Давитавян, Н.А. Целесообразность и возможность использования в медицине травы стальника полевого /Н.А. Давитавян, А.М. Сампиев //Материалы 8-го междунар. съезда «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения» (21-23 июня 2004г, Миккели, Финляндия). - СПб.: ВВМ, 2004.-С.424-426.
[2]. Растительные ресурсы СССР: цветковые растения, их хим. состав, использование; семейства Hydrangaceae -Haloragaceae.- Л.: Наука, 1987.-С.166-168.
[3]. Растительные ресурсы России и сопредельных государств: часть I- семейства Lycopodiaceae -Ephedraceae, часть II -дополнения к 1-7 -му томам.- СПб: Мир: Мир и семья. -95, 1996. -С.226-227.
[4]. Государственная фармакопея РФ XIV издание издание [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: // femb.ru. - Загл. с экрана. -(05.01.2019).
[5]. Ковалев, В.Н. Фармакогностическое изучение некоторых видов стальника: автореф. дис. ... канд. фармац. наук: 15.00.02 / Ковалев Владимир Николаевич. - Харьков, 1979. - 25с.
[6]. Давитавян Н.А., Сампиев А.М. Современное состояние и перспективы дальнейшего исследования стальника полевого Ononis arvensis L. (обзор) // Кубанский научный медицинский вестник. - Краснодар.- 2005.- № 3-4 (76-77).-С. 3849.
[7]. Давитавян, Н.А. Изучение аминокислотного и минерального состава сухого экстракта из травы стальника полевого / Н.А. Давитавян, А.М. Сампиев // Здоровье и образование в XXI веке. - 2017, Т.19. - №10. - С.347-350.
[8]. Тринеева, О.В. Методы контроля качества аминокислот в фармацевтическом анализе / О.В. Тринеева // Разработка и регистрация лекарственных средств. -2015. - №2(11). - С. 120-140.
[9]. Комарова, Н.В., Каменцев, Я.С. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ». - Санкт-Петербург: Веда, 2006. - С. 50-51.
[10]. Якуба, Ю.Ф. Подготовка проб биологического происхождения для аналитического исследования / Ю.Ф. Якуба, Я.В. Ушакова, Р.А. Сула //
_Плодоводство и виноградорство Юга России
[11]. Metodicheskoe i analiticheskoe obespechenie issledo-vanij po sadovodstvu / pod red. Je.V. Makarovoj. -Krasnodar: GNU SKZNIISiV. - 2010. - 300 s.
[12]. Sovremennye metody vydelenija i issledovanija bio-logicheski aktivnyh veshhestv i mikroorganizmov: monografija / A.V. Brykalov [i dr.] - Krasnodar: KubGAU, 2013. - 115s.
[Электронный ресурс]. - Краснодар: СКЗ-НИИСиВ, 2014. - № 26(2). - Режим доступа: http:// www.journal.kubansad.ru/pdf/14/02/04.pdf (дата обращения: 18.01.2020).
[11]. Методическое и аналитическое обеспечение исследований по садоводству / под ред. Э.В. Макаровой. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ. -2010. - 300 с.
[12]. Современные методы выделения и исследования биологически активных веществ и микроорганизмов: монография / А.В. Брыкалов [и др.] -Краснодар: КубГАУ, 2013. - 115с.
Author Contribution. Sampiev A.M. - research concept and design; Davitavyan N.A. - collection and processing of materials, writing a text; Ismagilova D.A. - literature review, statistical data processing. Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.
Sampiev A.M. - SPIN-ID: 7224-0939; ORCID ID: 0000-0002-5100-2239; Research interests. research in the development and standardization of drugs, more than 100 works were published, 2 of them in WoS, 8 of them in Scopus, 75 in the Higher Attestation Commission.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов. Сампиев А.М. - концепция и дизайн исследований; Давитавян Н.А. - сбор и обработка материалов; Исма-гилова Д.А. - обзор литературы, статистическая обработка данных.
Сампиев А.М. - SPIN-ID: 7224-0939; ORCID ID: 0000-0002-5100-2239; Сфера научных интересов. исследования в области разработки и стандартизации лекарственных средств, опубликовано более 100 работ, из них 2 в WoS, 8 в Scopus, 75 в ВАК.
В настоящее время большое внимание уделяется изучению растений, которые могут служить потенциальными источниками лекарственных средств [1]. Семейство бобовые (Fabaceae) является весьма перспективным для исследования в этом направлении. Так, многие растения из этого семейства обладают широким спектром биологической активности и используются как в официальной, так и в народной медицине. К числу таких представителей принадлежат виды рода стальник - Ononis L., относящиеся к роду многолетних трав или кустарников. Согласно научным данным насчитывается около 75 видов стальника, преимущественно произрастающих в Европе, умеренном поясе Азии и в Северной Африке [2; 3]. В России произрастает 7 видов, среди которых стальник полевой Ononis arvensis L., официальным сырьем которого являются корни, входит в ГФ РФ XIV издания (ФС.2.5.0094.18) [4]. Фармакологическими исследованиями установлено, что корни стальника полевого обладают диуретическими, послабляющими свойствами, оказывают некоторое гипотензивное и кардиотони-ческое действие [5]. Фармакотерапевтический потенциал данного растения обусловлен разнообразным составом биологически активных веществ. Согласно литературным данным в корнях содержится богатый по своему химическому составу
комплекс биологически активных веществ, в частности, тритерпендиол оноцерол; изофлавоно-вые гликозиды ононин, онон, оноспин, при гидролизе распадающийся на аглюкон - ононетин и глюкозу; изофлавоны формононетин, дайдзеин; изофлавононы оногенин, онозид; смолы, дубильные вещества, фитостерин, минеральные соли, лимонная кислота, сахара, горечи, белки. Вместе с тем, научные сведения о качественном и количественном составе аминокислот в корнях стальника полевого отсутствуют [5; 6].
Несмотря на то, что в настоящее время в научной медицине успешно применяют корень стальника полевого и фитопрепараты на его основе, трава этого растения, используемая лишь в народной медицине многих стран в качестве потогонного, кровоостанавливающего, легкого диуретического, противовоспалительного средства, является с точки зрения медико-фармацевтического использования отходом при их заготовке. Ранее проведенными исследованиями показано, что качественный состав содержащихся в ней биологически активных веществ мало чем уступает таковому для подземного органа. В этой связи, есть основания считать, что не только корень, но и трава стальника может быть использована в медицинской практике в качестве дополнительного потенциального источника
лекарственных средств [1; 6; 7]. Известно, что трава стальника полевого наряду с установленным составом флавоноидов, изофлавоноидов, фе-нолкарбоновых кислот, полисахаридов, содержит и аминокислоты, которые являются, с точки зрения фитохимического исследования, недостаточно изученной группой. Так, из травы стальника полевого методом хроматографии на бумаге с достоверными образцами идентифицированы такие аминокислоты, как Р-фенилаланин, валин, лейцин и триптофан [6]. Однако, данные по их количественному составу в указанном растительном источнике отсутствуют. В этой связи, представлялось целесообразным рассмотреть в сравнительном аспекте аминокислотный состав травы и корня стальника полевого. Для этой цели был выбран один из высокоэффективных и современных методов анализа - капиллярный электрофорез, основанный на разделении компонентов сложной смеси в кварцевом капилляре под действием приложенного электрического поля. К тому же, данный метод достаточно хорошо изучен и апробирован на растительных объектах, содержащих аминокислоты [8; 9].
Целью исследования являлось сравнительное изучение аминокислотного состава травы и корня стальника полевого.
Материал и методы исследования. Материалом исследования служил стальник полевой, культивируемый на территории Краснодарского края (г. Краснодар, ст. Васюринская). Сбор и заготовку травы осуществляли в период массового цветения и начала плодоношения (июль - август), а корней - в конце осени (сентябрь-октябрь) в период 2018-2019гг.
В работе также использовали стандартные образцы (СО): аргинин (98%, Sigma Aldrich), тирозин (98%, Sigma Aldrich), лейцин (98%, Sigma Aldrich), метионин (98%, Sigma Aldrich), валин (98%, Sigma Aldrich), пролин (99%, Sigma Aldrich), треонин (98%, Sigma Aldrich), серин (99%, Sigma Aldrich), а-аланин (98%, Sigma Aldrich), глицин (99%, Sigma Aldrich), Р-фенил-аланин (98%, Sigma Aldrich), кислоту аспарагино-вую (99%, Alfa Aesar), кислоту глутаминовую (98%, Sigma Aldrich), а также Р-циклодекстрин (97%, Sigma Aldrich), натрия гидрофосфат (98%, Sigma Aldrich), натрия дигидрофосфат (98%, Sigma).
Предварительную пробоподготовку
травы и корней стальника полевого для
последующего изучения аминокислотного состава осуществляли сверхвысокочастотной экстракцией на СВЧ-минерализаторе «Минотавр-1» в присутствии 10% спирта этилового. Сверхвысокочастотную экстракцию проводили в режиме «разложение без давления» с использованием 10% мощности магнетрона минерализатора в течение 10 минут. Дальнейшее исследование проводили с использованием анализатора капиллярного ионного электрофоретического (прибор капиллярного электрофореза «Капель- 104Т», ОАО «НПФ Люмэкс», Россия), оснащенного ультрафиолетовым фотометрическим детектором, работающим при длине волны 254 нм, а также кварцевым капилляром длиной 0,5 м до детектора, внутренним диаметром 75 мкм, источником высокого напряжения положительной полярности с регулируемым напряжением от 1 до 25 кВ и персональным компьютером с программным обеспечением «Мультихром» [10].
В основе изучения аминокислотного состава стальника полевого использовали принцип разделения анионных форм ^фенилтиокарба-мил-производных аминокислот, под действием электрического поля вследствие их различной электрофоретической подвижности методом капиллярного электрофореза. В качестве ведущего электролита использовали водный раствор, состоящий из 0,4% раствора Р-циклодекстрина, 0,2 моль/л растворов гидрофосфата натрия и дигид-рофосфата натрия [11; 12].
Определение концентрации аминокислот в траве и корнях стальника осуществляли при напряжении плюс 10 кВольт и температуре капилляра 200 С. Для идентификации и количественного определения анализируемых компонентов регистрировали ультрафиолетовое поглощение при длине волны 254 нм. По электрофоре-грамме определяли качественную характеристику вещества - время миграции и количественную -площадь пика, пропорциональную концентрации вещества [11; 12].
Результаты исследования и их обсуждение. Обобщенные результаты фитохимического исследования травы и корня стальника полевого в отношении аминокислотного состава, полученные с использованием метода капиллярного электрофореза, представлены в таблицах 1 и 2, соответственно.
J
Таблица 1
Качественный и количественный состав аминокислот травы стальника полевого
Качественный состав БАВ Время миграции, мин Площадь пика, тАи*сек Количественный состав БАВ, мг/кг
Свободные аминокислоты
Аргинин 3,856 2,81 333,7
Тирозин 4,113 1,53 137,9
в-Фенилаланин 4,203 0,87 69,86
Лейцин 5,862 2,84 340,6
Метионин 8,044 2,25 412,4
Валин 9,218 1,3 230,9
Пролин 10,61 0,97 167,3
Треонин 11,25 1,44 302,5
Серин 11,87 2,04 475
а-Аланин 12,34 0,78 114,4
Глицин 13,12 1,47 234
Гидролизуемые аминокислоты
Кислота аспарагиновая 13,05 0,66 103,1
Кислота глютаминовая 14,9 8,29 1383
Как видно из данных, представленных в таблице 1, суммарное содержание свободных и гидролизуемых аминокислот в траве стальника полевого оказалось на уровне 4304,66 мг/кг, среди которых количество незаменимых аминокислот (валин, лейцин, метионин, треонин, в-фенилала-нин) составило 1356,26 мг/кг. При этом,
Качественный и количественный состав
наблюдалось максимальное содержание метио-нина (412,4 мг/кг) в ряду незаменимых аминокислот. Что касается гидролизуемых аминокислот, то в траве стальника были идентифицированы кислоты аспарагиновая и глютаминовая в суммарной концентрации 1486,1 мг/кг.
Таблица 2 минокислот корней стальника полевого
Качественный состав Время миграции, Площадь пика, Количественный состав БАВ,
БАВ мин тАи*сек мг/кг
Свободные аминокислоты
Аргинин 3,903 1,79 213,1
Тирозин 4,224 1,95 175,6
в-Фенилаланин 4,448 1,78 142,2
Лейцин 5,587 2,09 250,4
Метионин 8,396 1,08 197,1
Валин 9,519 0,10 18,25
Пролин 10,64 2,08 360,1
Треонин 11,28 1,68 352,8
Серин 11,93 3,41 794,2
а-Аланин 12,41 0,67 98,61
Глицин 13,05 1,42 225,7
Гидролизуемые аминокислоты
Кислота аспарагиновая 12,65 9,27 10,41
Кислота глютаминовая 15,07 8,89 1067
Согласно данным, отраженным в таблице 2, содержание аминокислот в корнях стальника полевого насчитывалось около 3905,47 мг/кг. Что касается, количественного состава незаменимых аминокислот (валин, лейцин, метионин, треонин, в-фенилаланин), то их суммарная концентрация
составила 960,85 мг/кг. Анализ аминокислотного представительства корней этого растения показал, что в ряду незаменимых аминокислот преобладает треонин (352,8 мг/кг). Суммарное содержание гидролизуемых аминокислот (кислоты
аспарагиновая и глютаминовая) в корнях стальника было определено на уровне 1077,41 мг/кг.
Сравнительный анализ аминокислотного представительства травы и корня стальника полевого посредством капиллярного электрофореза показал их идентичность. Так, в траве и корнях стальника были обнаружены свободные (аргинин, тирозин, Р-фенилаланин, лейцин, метионин, ва-лин, пролин, треонин, серин, глицин, а-аланин) и гидролизуемые (кислота аспарагиновая и кислота глютаминовая) аминокислоты. Однако, в количественном отношении трава более богата аминокислотами, по сравнению с корнем стальника, в том числе и незаменимыми.
Заключение. Таким образом, проведенные сравнительные исследования травы и корня стальника полевого демонстрируют преимущество надземной части над подземной в количественном содержании аминокислот. Наличие в траве стальника полевого аминокислот в комплексе с ранее установленными группами биологически активных веществ (флавоноидов, изофла-воноидов, фенолкарбоновых кислот, тритерпено-вых сапонинов, минеральных веществ) позволяют отнести ее к перспективному источнику лекарственных средств растительного происхождения.
