Научная статья на тему 'Тритерпеновые гликозиды культур клеток Polyscias spp'

Тритерпеновые гликозиды культур клеток Polyscias spp Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
457
104
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КУЛЬТУРА КЛЕТОК IN VITRO / ВЭЖХ / ЯМР / ОЛЕАНОЛОВАЯ КИСЛОТА / ПОЛИСЦИОЗИД Е / POLYSCIOSIDE Е / CELL CULTURE IN VITRO / HPLC / NMR / OLEANOLIC ACID

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Кочкин Дмитрий Владимирович, Суханова Елена Сергеевна, Сергеев Роман Владимирович, Носов Александр Михайлович

Впервые показано накопление тритерпеновых гликозидов олеаноловой кислоты в суспензионных культурах клеток двух видов полисциаса Polyscias filicifolia и P. fruticosa. Один из обнаруженных гликозидов идентифицирован как полисциозид Е.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Кочкин Дмитрий Владимирович, Суханова Елена Сергеевна, Сергеев Роман Владимирович, Носов Александр Михайлович

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

TRITERPENE GLYCOSIDES OF POLYSCIAS SPP. CELL CULTURES

Pol 1 was a bidesmoside of oleanolic acid containing three residues of β-D-glucopyranose and one residue of β-D-glucuronepyranose. β-configuration of anomeric centers of monosaccharides was determined in accordance with high values of spin-spin coupling constants (КССВ) J1,2 (6.8-7.8 Hz) and presence in ROESY experiment of typical for β-sugar of correlation peaks H1/H3,H5. Connection places of carbohydrate elements to aglycon as well as consequence of monosaccharides combination with each other were determined by means of ROESY and HMBC experiments. Pol 1 has a structure of 28-О-β-D-glupiranosyl ether 3-О-β-Dglucopyranosyl -(1→4)-O-[β-Dglucopyranosyl -(1→2)]-O-β-D-glucuronopyranoside of oleanolic acid and is identic to polyscioside E, earlier discovered in the roots of Polyscias fruticosa, leaves of P. scutellaria and P. guilfoylei. It was revealed there was polyscioside Е both in the biomass of P. filicifolia («new strain») and in P. fruticosa. At that, the biggest contain of this glycoside (14 th day of growth) was found in P. filicifolia («new strain »). According to TLC and HPLC, other glycosides, found in the biomass of the studied cells, were identic to glycosides of Pol 3, Pol 5 and Pol 7 from the leaves of P. filicifolia. Nevertheless, their structure needs to be studied yet. In P. filicifolia («new strain») the main glycoside was Pol 3 (together with polyscioside Е) and in P. fruticosa Pol 3 and Pol 7.

Текст научной работы на тему «Тритерпеновые гликозиды культур клеток Polyscias spp»

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ И РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ.

БИОТЕХНОЛОГИИ

УДК 577.13+576.535.2

Д. В. Кочкин, Е. С. Суханова, Р. В. Сергеев, А. М. Носов

ТРИТЕРПЕНОВЫЕ ГЛИКОЗИДЫ КУЛЬТУР КЛЕТОК

POLYSCIAS SPP.

Впервые показано накопление тритерпеновых гликозидов олеаноловой кислоты в суспензионных культурах клеток двух видов полисциаса - Pol-yscias filicifolia и P. fruticosa. Один из обнаруженных гликозидов идентифицирован как полисциозид Е.

Ключевые слова: культура клеток in vitro; ВЭЖХ; ЯМР; олеаноловая кислота; полисциозид Е.

Введение. Своеобразие вторичного метаболизма растений семейства Аралиевых заключается в образовании значительных количеств тритерпеновых гликозидов различной структуры [1]. В настоящее время эти соединения обнаружены у представителей 24 родов Araliaceae [2], что составляет около трети от общего числа родов в семействе. В качестве агли-конов гликозидов аралиевых выступают тритерпеноиды более десяти различных структурных типов [3], однако наибольший интерес представляют две основные группы соединений - производные пента-циклического тритерпеноида ^-амирина и тетрациклического тритерпеноида II-даммарендиола. Важно, что гликозиды с агликонами этих типов неравномерно распределены среди растений семейства

[4]: производные ^-амирина обнаружены у всех исследованных аралиевых, тогда как гликозиды с агликонами даммарано-вого ряда встречаются, за редкими исключениями, только в различных видах женьшеня (род Panax L.).

Систематическое исследование химического состава представителей Araliaceae было начато более полувека назад. За прошедшее время показано, что в каждом изученном объекте тритерпеновые глико-зиды представлены в виде сложных смесей, структурное многообразие компонентов которых поражает воображение исследователей. Ярким примером этого являются результаты изучения рода Panax spp., из различных видов которого в настоящее время выделено более 300 индивидуальных гликозидов [5,6].

© Кочкин Д. В., Суханова Е. С., Сергеев Р. В., Носов А. М., 2014.

Ссылка на статью: Кочкин Д. В., Суханова Е. С., Сергеев Р. В., Носов А. М. Тритерпеновые гликозиды культур клеток Рв1у,?аа,? spp. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. - 2014. - № 1(21). - С. 69-76.

Работы по получению и исследованию культур клеток растений Araliaceae стартовали одновременно с первыми успехами выяснения полной структуры тритерпеновых гликозидов аралиевых. Первые каллусные и суспензионные культуры клеток ряда видов Panax spp. и Pol-yscias spp. были получены в середине прошлого столетия [7, 8]. К настоящему времени получены десятки культур клеток видов семейства. В то же время исследования тритерпеновых гликозидов в полученных культурах, как правило, носят схематичный характер и сводятся к качественному и количественному анализу только тех компонентов, для которых доступны коммерческие стандартные образцы. Например, для культур клеток и тканей различных видов женьшеня обычно определяют содержание семи нейтральных гинзенозидов (Rg1, Re, Rf, Rb1, Rc, Rb2, Rd) - основных тритерпеновых гликозидов корня настоящего женьшеня [9]. Очевидно, что результаты подобных исследований не дают представления о возможности образования в клетках in vitro сложного паттерна тритерпеновых глико-зидов, характерного для растений семейства Araliaceae in vivo.

Цель настоящей работы заключалась в изучении возможности образования три-терпеновых гликозидов в суспензионных культурах клеток двух видов полисциаса - Polyscias filicifolia и P. fruticosa.

Условия эксперимента. Объектами исследования служили: суспензионная культура клеток Polyscias filicifolia Bailey. листового происхождения, получена в 1992 году, штамм БФТ-01-95 («коллекционный» штамм). Зарегистрирована во Всероссийской коллекции культур клеток высших растений (ВКККВР) под № 58. Суспензионная культура клеток Polyscias filicifolia Bailey. листового происхождения («новый» штамм), получена в 2006 году [10]. Суспензионная культура клеток Polyscias fruticosa (L.) Harms. листового происхождения, получена в 2006 году

[10]. Условия выращивания культур описаны ранее [10]. Для хроматографическо-го анализа использовали воздушно-сухую биомассу культуры на 14 сутки роста.

Условия тонкослойной хроматографии (ТСХ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектированием (ВЭЖХ-УФ) опубликованы ранее [11].

Выделение индивидуальных тритер-пеновых гликозидов осуществляли с помощью колоночной хроматографии низкого давления и препаративной ВЭЖХ [12].

Масс-спектры высокого разрешения с ионизацией электрораспылением получены на приборе Bruker micrOTOF II (Bruker Daltonics, Германия). Спектры 1H- и 13C-ЯМР растворов выделенных соединений в смеси пиридин^/D^ регистрировали на приборе Bruker Avance AV600 (Германия), внутренний стандарт тетраметилси-лан, температура 303 K. Сигналы в спектрах 1H- и 13C-XMP были отнесены [2] с помощью двумерных экспериментов ЯМР (1H-1H COSY, TOCSY, ROESY, 1H-13C edHSQC и HMBC).

Подготовка проб для анализа. 30 мг воздушно-сухой биомассы культуры клеток экстрагировали смесью метанол: вода (95:5 по объёму) в течение 30 мин. под действием ультразвука (УЗВ YX 3560, GXET LTD, КНР) при комнатной температуре. Затем полученный экстракт центрифугировали 6 мин. при 3900 g (Микроцентрифуга МЦФ, Россия). Супернатант фильтровали через нейлоновой фильтр с порами 0,2 мкм (Acrodisc, Германия). Полученную пробу использовали для ВЭЖХ.

Результаты и обсуждение. Фитохи-мический анализ показал отсутствие в биомассе «коллекционного» штамма культуры клеток Polyscias filicifolia заметных количеств тритерпеновых гликозидов (рис. 1). На ТСХ экстрактов из биомассы «нового» штамма P. filicifolia были обнаружены четыре, а из биомассы P. fruticosa - два пятна, имевших типичную для три-терпеноидов синюю окраску. Полный кислотный гидролиз очищенных «глико-

зидных фракций» из биомассы P. filicifolia («новый» штамм) и P. fruticosa приводил к образованию в качестве основного продукта соединения, идентичного (по данным ТСХ) стандарту олеаноловой кислоты (рис. 2).

Совместная ТСХ экстрактов из культур клеток двух видов полисциаса и полученных листьев интактного растения P. filicifolia (из Вьетнама, любезно предоставлены канд. биол. наук. А.М. Котиным, ЗАО НПФ «Биофармтокс», Санкт-Петербург) показала, что хроматографи-ческие характеристики основных тритер-пеновых гликозидов клеточных культур и листьев совпадали, поэтому для выяснения полной структуры обнаруженных соединений было осуществлено препаративное выделение сапонинов из листьев P. filicifolia. По данным ВЭЖХ, в листьях P. filicifolia присутствовало не менее семи тритерпеновых гликозидов, однако основными были четыре, которые были обозначены как Pol 1, Pol 3, Pol 5 и Pol 7

Rf Rf Rf

l- t—

0- 0- ê • Ф #

A Б в

Рис. 1. ТСХ «гликозидных фракций» из биомассы культуры клеток Polyscias filicifolia, «коллекционный» штамм. Обозначения: A - каллусная культура; Б - суспензионная культура клеток, выращенная в колбах; В - суспензионная культура клеток, выращенная в биореакторе; Glc - глюкоза;

Suc. - сахароза

(обозначения гликозидов даны в порядке уменьшения их полярности). В индивидуальном виде удалось получить самый полярный из обнаруженных гликозидов -Pol 1 (0,8 %). В скобках указан выход гликозида от веса воздушно-сухого сырья.

Масс-спектр высокого разрешения отрицательных ионов Pol 1 показал наличие основного иона [M—H]— с m/z 1117,5410, который соответствовал соединению С54Н86О24 (расчётное значение m/z 1117,5436).

Спектр ^-ЯМР Pol 1 содержал сигналы четырёх аномерных протонов Н1 моносахаридов при 4,95 (1H, дублет, Ji,2 6,8 Гц, 3-GlcA H-1), 5,18 (1H, дублет, Ju 7,8 Гц, 4-Glc H-1), 5,42 (1H, дублет, Ju 7,8 Гц, 2-Glc H-1) и 6,33 (1H, дублет, Ju 7,8 Гц, 28-Glc H-1) м. д., семи третичных ме-тильных групп агликона (все синглеты) при 0,81 (H25), 0,89 (H30), 0,91 (H29), 1,05 (H24), 1,08 (H26), 1,22 (H23) и 1,26 (H27) м. д. и одного третичного олефинового протона агликона при 5,41 (H12) м. д.

Рис. 2. ТСХ продуктов полного кислотного гидролиза «гликозидной фракции» из биомассы культур клеток Polyscias filicifolia, «новый штамм» (А) и P. fruticosa (Б). Обозначения: 1 - стандарт в-ситостерина; 2 - стандарт олеаноловой кислоты; 3, 4 - P. filicifolia, 5 и 10 мкл, соответственно; 5 - гидролизат «Сапарала®» -суммы тритерпеновых гликозидов из корней Aralia elata (Miq.) Seem; 6 - P. fruticosa, 5 мкл

13

Спектр 13C-HMP Pol 1 показал наличие сигналов шести насыщенных четвертичных атомов углерода агликона (данные 1H-13C HMBC) при 30,96 (С30), 39,47 (С4), 39,73 (С8), 36,91 (С10), 41,99 (С14) и 47,97 (С17) м. д., двух олефиновых атомов углерода при 122,88 (С12), 144,14 (С13) м. д. (рис. 3 и 4), и двух карбоксильных групп - замещённой у агли-

кона (176,44 м. д., C28) и незамещённой у глюкуроновой кислоты (172,01 м. д., С6, 3-GlcA). Кроме того, с помощью двумер-

ных экспериментов ЯМР (1H-13C edHSQC) было показано наличие в спек-

13

тре C-ЯМР Pol 1 сигналов трёх незамещённых первичных гидроксильных групп гексоз при 62,22 (С6, 28-Glc), 62,42 (С6, 4-Glc) и 62,78 (С6, 2-Glc).

Рис. 3. Фрагменты спектра 1H-13C edHSQC компонента Pol 1. Показаны отнесённые с помощью 1H-1H COSY, TOCSY и ROESY сигналы агликона

10 4 .

S

1

'Tio ■ 11 /чГ 1 vJ — zi-tifr

■»( 1 1) ] ß]f - ** и/ 20 "515514 29,30/2 ты*AS:

j (У* Н-,0Л w» » m J -щ

- 411U 9/a ft - Jv-

[• • . 7/ 27/14 26/14 sS/4

1. чеу 17 m d/I'I \ 21/17

15/17 J _ _

11 • ►

■ • 1Н («л.)

Рис. 4. Фрагмент спектра 1H-13C HMBC компонента Pol 1. Показано отнесение сигналов четвертичных атомов углерода агликона. Отнесение С13 не представлено

Рис. 5. Профили ВЭЖХ-экстрактов биомассы Polysciasfilicifolia, «новый» штамм и P. fruticosa. Обозначения: Pol 1, 3, 5, 7 - пики соединений, времена удерживания которых совпали с таковыми у образцов гликозидов, выделенных из листьев P. filicifolia

Полученные результаты свидетельствуют, что Pol 1 являлся бисдесмозидом олеаноловой кислоты, содержавшим три остатка ^-D-глюкопиранозы и один остаток e-D-глюкуронопиранозы. При этом в-конфигурация аномерных центров моносахаридов была установлена в соответствии с высокими значениями константы спин-спинового взаимодействия (КССВ) J1,2 (6,8-7,8 Гц) и наличием при ROESY эксперименте типичных для в-сахаров корреляционных пиков H1/H3,H5. Места присоединения углеводных фрагментов к агликону, а также последовательность соединения моносахаридов друг с другом, определены с помощью экспериментов ROESY и HMBC.

Таким образом, на основании полученных результатов сделан вывод, что Pol 1 имеет строение 28-0-в^-глюкопирано-зилового эфира 3-0-в^-глюкопиранозил-(1^4)-0-[в^-глюкопиранозил-(1^-2)]-0-e-D-глюкуронопиранозида олеаноловой кислоты и является идентичным полисци-озиду E, найденному ранее в корнях Pol-yscias fruticosa [13], листьях P. scutellaria [14] и P. guilfoylei [15].

С помощью ВЭЖХ (рис. 5) было установлено, что полисциозид Е присутствовал в биомассе как культуры P. filici-folia («новый» штамм), так и P. fruticosa. При этом наибольшее содержание данного гликозида (на 14 сутки роста) было от-

мечено у культуры клеток P. filicifolia («новый» штамм).

По данным ТСХ и ВЭЖХ, другие гликозиды, обнаруженные в биомассе культур клеток объектов исследования, были идентичны гликозидам Pol 3, Pol 5 и Pol 7 из листьев P. filicifolia, однако их структура требует дальнейшего изучения. В культуре клеток P. filicifolia («новый» штамм) основным был (наряду с полисци-озидом Е) Pol 3, а в культуре клеток P. fruticosa - Pol 3 и Pol 7 (рис. 5).

Стоит отметить, что полисциозид Е ранее уже был найден в корнях и листьях различных видов полисциаса [13-15], однако в культуре клеток in vitro данный гликозид описан впервые.

Вывод. Можно заключить, что исследованные виды полисциаса сохраняют способность к образованию определённого набора гликозидов олеаноловой кислоты в условиях культуры клеток. Факт отсутствия тритерпеновых гликозидов в биомассе «коллекционного» штамма P. filicifolia, который к моменту исследования поддерживался в растущем состоянии около 20 лет, позволяет, опираясь на данные литературы [16], высказать предположение о том, что длительное выращивание культуры клеток может приводить к существенному снижению содержания олеанановых гликозидов. Однако для доказательства этого утверждения требуются дополнительные исследования.

Список литературы

1. Еляков, Г. Б. Гликозиды аралиевых / Г.Б. Еляков, Ю.С. Оводов // Химия природных соединений. - 1972. - Т. 6. - C. 697-709.

2. Гришковец, В. И. Тритерпеновые гликозиды аралиевых: выделение, установление строения, биологическая активность и хемотаксономическое значение: дис. докт. хим. наук / Гришковец Владимир Иванович // URL: http://www.ukrreferat.com/index.php?referat=70466& pg=0, - 2004. - 460 с.

3. Christensen, L. P. Ginsenosides chemistry, biosynthesis, analysis, and potential health effects // Advances in Food Nutrition Research. - 2008. -Vol. 55. - P. 1-99.

4. Dinda, B. Naturally occurring triterpenoid saponins / B. Dinda, S. Debnath, B.C. Mohanta, Y. Harigaya // Chemistry & Biodiversity. - 2010. -Vol. 7. - P. 2327-2580.

5. Qi, L.-W. Isolation and analysis of ginseng: advances and challenges / L.-W. Qi, C.-Z. Wang, C-S. Yuan // Natural Product Reports. - 2011. - Vol. 28. - P. 467-495.

6. Суханова, Е. С. Ростовые и биосинтетические характеристики разных штаммов культур клеток растений рода Polyscias / Е. С. Суханова, Д. В. Кочкин, М. В. Титова, А. М. Носов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. - 2012. - № 2(16). - С. 57-66.

7. Бутенко, Р. Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений / Р. Г. Бутенко. - М.: Наука, 1964. - 272 с.

8. Слепян, Л. И. Культура тканей некоторых видов рода Polyscias J.R. et G. Forst. (Araliaceae) / Л.И. Слепян, Н.Н. Арнаутов, И.В. Грушвицкий // Растительные ресурсы. - 1975. - T. 11. - C. 198-204.

9. Wu, J. Production of ginseng and its bioactive

components in plant cell culture: Current technological and applied aspects / J. Wu, J.J. Zhong // Journal of Biotechnology. - 1999. - Vol. 68. - P. 89-99.

10. Суханова, Е. С. Получение и характеристика каллусных и суспензионных культур клеток Polyscias filicifolia и Polyscias fruticosa / Е.С. Суханова, Н.Д. Черняк, А.М. Носов // Биотехнология. - 2010. - № 4. - С. 44-50.

11. Суханова, Е. С. Влияние предшественника синтеза изопреноидов на ростовые и биосинтетические характеристики культуры клеток Polyscias fruticosa (L.) Harms. / Е.С. Суханова, Д.В. Кочкин, Э.И. Гафиятова, А.М. Носов // Вестник СВФУ им. А.К. Амосова. -2011. - Т. 8. - С. 40-44.

12. Court, W. E. The principal active chemicals in Panax species // Ginseng: The Genus Panax. [ed. Court W.E.]. - New York : Harwood Academic Publishers, 2000. - P. 551-16.

13. Huan, V D. Oleanane saponins from Polyscias fruticosa / V.D. Huan, S. Yamamura, K. Ohtani, R. Kasai, K. Yamasaki, N.T. Nham, H.M. Chau // Phytochemistry. - 1998. - Vol. 47. -P. 451-457.

14. Paphassarang, S. Triterpenoid saponins from Polyscias scutellaria / S. Paphassarang, J. Raynaud, M. Lussignol // Journal of Natural Products. - 1989. - Vol. 52. - P. 239-242.

15. Thi, N. A. T. Oleanane saponins from Polyscias guilfoylei Bail. (Araliaceae) / N.A.T. Thi, N.A.T. Thuy, N.T.H. Thi, N.S. Ngoc, N.P.P. Kim // Science & Technology Development. - 2009. -Vol. 12. - P. 21-28.

16. Verpoorte, R. Biotechnology for the production of plant secondary metabolites / R. Verpoorte, A. Contin, J. Memelink // Phytochemistry Reviews. - 2002. - Vol. 1. - P. 13-25.

Статья поступила в редакцию 21.11.13.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» (государственный контракт № 16.552.11.7089 от 12 июля 2012 г.) с использованием оборудования ЦКП «ЭБЭЭ» ФГБОУ ВПО «ПГТУ» и Межгосударственной целевой программы ЕврАзЭС «Инновационные биотехнологии» (государственный контракт № 16.М04.12.0003).

КОЧКИН Дмитрий Владимирович - кандидат биологических наук, научный сотрудник кафедры физиологии растений биологического факультета, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова (Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1). Область научных интересов - физиология растений. Автор 10 публикаций.

E-mail: [email protected]

СУХАНОВА Елена Сергеевна - кандидат биологических наук, научный сотрудник кафедры физиологии растений биологического факультета, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова (Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1). Область научных интересов - культура клеток, вторичный метаболизм высших растений. Автор 17 публикаций.

E-mail: [email protected]

СЕРГЕЕВ Роман Владимирович - кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры лесной селекции, недревесных ресурсов и биотехнологии, Поволжский государственный технологический университет (Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, д. 3). Область научных интересов - биотехнология. Автор более 20 публикаций.

E-mail: [email protected]

НОСОВ Александр Михайлович - доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии растений, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, зав. отделом биологии клетки и биотехнологии, Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН (Российская Федерация, 127276, Москва, ул. Ботаническая, д. 35). Область научных интересов - биотехнология. Автор более 100 публикаций.

E-mail: [email protected]

KOCHKIN Dmitry Vladimirovich - Candidate of Biological Sciences, Research officer at the Chair of Plant Physiology, Biological Faculty, Moscow State University named after М. V. Lomonosov (1, Leninskie gory, Moscow, 119991, Russian Federation). Research interests - plant physiology. The author of 10 publications.

E-mail: [email protected]

SUKHANOVA Elena Sergeyevna - Candidate of Biological Sciences, Research officer at the Chair of Plant Physiology, Biological Faculty, Moscow State University named after М. V. Lomonosov (1, Leninskie gory, Moscow, 119991, Russian Federation). Research interests - cell culture, secondary metabolism of higher plants. The author of 17 publications.

E-mail: [email protected]

SERGEEV Roman Vladimirovich - Candidate of Agricultural Sciences, Senior Lecturer at the Chair of Wood Selection , Non-Woody Resources and Biotechnology, Volga State University of Technology (3, Pl.Lenina, Yoshkar-Ola, 424000, Russian Federation). Research interests - biotechnology. The author of more than 20 publications.

E-mail: [email protected]

NOSOVAlexander Mikhailovich - Doctor of Biological Sciences, Professor at the Chair of Plant Physiology, Moscow State University named after М. V. Lomonosov, Head of the Department of Cytobiology and Biotechnology, Institute of Plant Physiology named after К. А. Timirya-zev, RAS (35, Ul.Botanicheskaya, Moscow, 127276, Russian Federation). Research interests - biotechnology. The author of more than 100 publications.

E-mail: [email protected]

D. V. Kochkin, Е. S. Sukhanova, R. V. Sergeev, А. М. Nosov TRITERPENE GLYCOSIDES OF POLYSCIAS SPP. CELL CULTURES

Key words : cell culture in vitro; HPLC; NMR; oleanolic acid; polyscioside E.

ABSTRACT

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

Pol 1 was a bidesmoside of oleanolic acid containing three residues of fi-D-glucopyranose and one residue of в-D-glucuronepyranose. в-configuration of anomeric centers of monosaccharides was determined in accordance with high values of spin-spin coupling constants (КССВ) J1,2 (6.8-7.8 Hz) and presence in ROESY experiment of typical for в-sugar of correlation peaks H1/H3,H5. Connection places of carbohydrate elements to aglycon as well as consequence of monosaccharides combination with each other were determined by means of ROESY and HMBC experiments. Pol 1 has a structure of 28-О-в-D-glupiranosyl ether З-О-в-D- glucopyranosyl -(1^4)-O-[@-D- glucopyranosyl -(1^-2)]-O-fi-D-glucuronopyranoside of oleanolic acid and is identic to polyscioside E, earlier discovered in the roots of Polyscias fruticosa, leaves of P. scu-tellaria and P. guilfoylei. It was revealed there was polyscioside E both in the biomass of P. fil-icifolia («new strain») and in P. fruticosa. At that, the biggest contain of this glycoside (14th day of growth) was found in P. filicifolia («new strain »). According to TLC and HPLC, other glyco-sides, found in the biomass of the studied cells, were identic to glycosides of Pol З, Pol 5 and Pol 7 from the leaves of P. filicifolia. Nevertheless, their structure needs to be studied yet. In P. filicifolia («new strain») the main glycoside was Pol 3 (together with polyscioside E) and in P. fruticosa — Pol 3 and Pol 7.

References

1. Elyakov G. B., Ovodov Yu.S. Glikozidy aralievykh [Araliaceae Glycosides]. Khimiya prirodnykh soedineniy [Chemistry of Natural Products], 1972. Vol. 6. P. 697-709.

2. Grishkovets V.I. Triterpenovye glikozidy ara-lievykh: vydelenie, ustanovlenie stroeniya, biolog-icheskaya aktivnost i khemotaksonomicheskoe znachenie: dis.dokt.khim.nauk [Oxylisine Araliaceae Glycosides: Extraction, Characterization, Biological Activity and Khemotaxonomic Significance : Diss. Doc.Chem.Sci.]. URL: http://www.ukrrefe-rat.com/index.php?referat=70466&pg=0, 2004. 460 p.

3. Christensen L. P. Ginsenosides Chemistry, Biosynthesis, Analysis, and Potential Health Effects. Advances in Food Nutrition Research. 2008. Vol. 55. P. 1-99.

4. Dinda B., Debnath S., Mohanta B.C., Harigaya Y. Naturally Occurring Triterpenoid Saponins. Chemistry & Biodiversity. 2010. Vol. 7. P. 2327-2580.

5. Qi L.-W., Wang C.-Z., Yuan C.-S. Isolation and Analysis of Ginseng: Advances and Challenges. Natural Product Reports. 2011. Vol. 28. P. 467-495.

6. Sukhanova E. S., Kochkin D.V., Titova M.V., Nosov A.M. Rostovye i biosinteticheskie kharak-teristiki raznykh shtammov kultur kletok rasteniy roda Polyscias [Growth and Biosynthetic Characteristics of Different Strains of Cell Culture of Polyscias Plants]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Ser. Les. Ecologiya. Prirodopolzovanie [Vestnik of Volga State University of Technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management], 2012. No 2(16). P. 57-66.

7. Butenko R. G. Kultura izolirovannykh tkaney i fiziologiya morfogeneza rasteniy [Culture of Isolates Tissues and Physiology of Plants Morphogenesis]. Moscow: Nauka, 1964. 272 p.

8. Slepyan L. I., Arnautov N.N., Grush-vitskiy I.V. Kultura tkaney nekotorykh vidov roda Polyscias J.R. et G. Forst. (Araliaceae) [Culture of Tissues of Some Types of Polyscias J.R. et G. Forst.

(Araliaceae)]. Rastitelnye resursy [Plant Resources]. 1975. Vol. 11. P. 198-204.

9. Wu J., Zhong J.J. Production of Ginseng and Its Bioactive Components in Plant Cell Culture: Current Technological and Applied Aspects. Journal of Biotechnology. 1999. Vol. 68. P. 89-99.

10. Sukhanova E. S., Chernyak N.D., Nosov A.M. Poluchenie i kharakteristika kallusnykh i suspenzionnykh kultur kletok Polyscias filicifolia i Polyscias fruticosa [Obtaining and Characteristics of Callus and Suspension Cultures of Polyscias filicifolia and Polyscias fruticosa Cells]. Biotekhnologiya [Biotechnology]. 2010. No 4. P. 44-50.

11. Sukhanova E. S., Kochkin D.V., Gafiya-tova E.I., Nosov A.M. Vliyanie predshestvennika sinteza izoprenoidov na rostovye i biosinteticheskie kharakteristiki kultury kletok Polyscias fruticosa (L.) Harms. [Influence of Precoursor of Synthesis of Isoprenoids on Growth and Biosynthetic Characteristics of Polyscias fruticosa (L.) Harms Cell Culture]. Vestnik SVFU im. A.K. Amosova [Vestnik of North-Eastern Federal University named after A. K. Amosov]. 2011. Vol. 8. P. 40-44.

12. Court W. E. The Principal Active Chemicals in Panax Species. Ginseng: The Genus Panax. New York : Harwood Academic Publishers, 2000. P. 551-16.

13. Huan V. D., Yamamura S., Ohtani K., Kasai R., Yamasaki K., Nham N.T., Chau H.M. Oleanane Saponins from Polyscias fruticosa. Phytochemistry. 1998. Vol. 47. P. 451-457.

14. Paphassarang S., Raynaud J., Lussignol M. Triterpenoid Saponins from Polyscias scutellaria. Journal of Natural Products. 1989. Vol. 52. P. 239-242.

15. Thi N. A. T., Thuy N.A.T., Thi N.T.H., Ngoc N.S., Kim N.P.P. Oleanane Saponins from Polyscias guilfoylei Bail. (Araliaceae). Science & Technology Development. 2009. Vol. 12. P. 21-28.

16. Verpoorte R., Contin A., Memelink J. Biotechnology for the Production of Plant Secondary Metabolites . Phytochemistry Reviews. 2002. Vol. 1. P. 13-25.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.