Органо- и тканеспецифические особенности проявления антирадикального потенциала и содержания фенольных соединений в растениях рода Taxus spp.

  • Светлана Николаевна Филиппова Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Анна Олеговна Логвина Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-0084-9069
  • Елена Владимировна Спиридович Центральный ботанический сад НАН Беларуси, ул. Сурганова, 2В, 220012, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2957-5060-2022-1-48-58

Аннотация

Проведен анализ антирадикальной активности, общего содержания растворимых фенольных соединений и уровня накопления флавоноидов в надземных и подземных органах и тканях представителей рода Taxus spp. (T. baccata L. cv. Semperaurea, T. cuspidata Sieb. et Zucc. и T. wallichiana Zucc.), интродуцированных в Республике Беларусь. Выявлена зависимость величины антирадикальной активности и содержания анализируемых групп вторичных метаболитов от органной и тканевой локализации в растении. Установлено, что максимальная антирадикальная активность, а также наиболее высокий уровень накопления суммы растворимых фенольных соединений и флавоноидов наблюдаются в экстрактах вторичной покровной ткани (перидермы) корня интактных растений всех исследуемых видов Taxus spp. Так, антирадикальная активность экстрактов данного типа ткани T. wallichiana Zucc. составляла (28,7 ± 1,0) мг эквивалента аскорбиновой кислоты на 1 г сухой массы, T. cuspidata Sieb. et Zucc. – (26,1 ± 0,8) мг эквивалента аскорбиновой кислоты на 1 г сухой массы, а T. baccata L. cv. Semperaurea – (22,4 ± 0,7) мг эквивалента аскорбиновой кислоты на 1 г сухой массы, что на 78–81 % превышало активность экстрактов корки ствола и на 42– 64 % – активность экстрактов хвои. Содержание суммы фенольных соединений в экстрактах перидермы корней исследуемых растений варьировало от (129,9 ± 2,9) до (154,2 ± 4,3) мг эквивалента галловой кислоты на 1 г сухой массы и было максимальным у T. wallichiana Zucc. Наиболее высокий уровень накопления флавоноидов среди анализируемых экстрактов указанного типа ткани обнаружен у T. cuspidata Sieb. et Zucc. ((13,0 ± 0,4) мг эквивалента кверцетина на 1 г сухой массы).

Биографии авторов

Светлана Николаевна Филиппова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Анна Олеговна Логвина, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук; доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Елена Владимировна Спиридович, Центральный ботанический сад НАН Беларуси, ул. Сурганова, 2В, 220012, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; заведующий лабораторией прикладной биохимии отдела биохимии и биотехнологии растений

Литература

  1. Belosel’skaya ZG, Vasil’ev YaYa, Vanin SI, Voinov GV, Zabelin IA, Lapin PI, et al., compilers. Derev’ya i kustarniki SSSR: dikorastushchie, kul’tiviruemye i perspektivnye dlya introduktsii. Tom 1. Golosemennye [Trees and shrubs of the USSR: growing wild, cultivated and promising for introduction. Volume 1. Gymnosperms]. Sokolov SYa, Shishkin BK, editors. Moscow: Izdatel’stvo Akademii nauk SSSR; 1949. 462 p. Russian.
  2. DeLong JM, Prange RK. Taxus spp.: botany, horticulture, and source of anti-cancer compounds. In: Janick J, editor. Horticultural Reviews. Volume 32. Hoboken: John Wiley & Sons; 2006. p. 299–327.
  3. Polyakov AK, Suslova EP. Khvoinye na yugo-vostoke Ukrainy [Coniferous trees in the south-east of Ukraine]. Donetsk: Nordpress; 2004. 197 p. Russian.
  4. Patel RN. Tour de paclitaxel: biocatalysis for semisynthethis. Annual Review of Microbiology. 1998;52:361–395. DOI: 10.1146/annurev.micro.52.1.361.
  5. Zhang B, Maiti A, Shively S, Lakhani F, McDonald-Jones G, Bruce J, et al. Microtubule-binding drugs offset tau sequestration by stabilizing microtubules and reversing fast axonal transport deficits in a tauopathy model. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2005;102(1):227–231. DOI: 10.1073/pnas.0406361102.
  6. Shirmohammadli Y, Hosseinihashemi SK, Jalaligoldeh A, Efhamisisi D, Mousavinezhad SH. Chemical composition of Taxus baccata L. leaves and male cones water: methanol extracts. Celal Bayar University Journal of Science. 2020;16(3):251–255. DOI: 10.18466/cbayarfbe.689482.
  7. Baloglu E, Kingston DGI. The taxane diterpenoids. Journal of Natural Products. 1999;62(10):1448–1472. DOI: 10.1021/np990176i.
  8. Bekhouche M, Benyammi R, Khelifi Slaoui M, Khelifi L, Morsli A. Free radical scavenging activity and detailed flavonoid profiling of algerian yew (Taxus baccata L.) by LC-ESI-MS/MS. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2021;12(5):2613–2619. DOI: 10.13040/IJPSR.0975-8232.12(5).2613-19.
  9. Pisoschi AM, Pop A. The role of antioxidants in the chemistry of oxidative stress: a review. European Journal of Medicinal Chemistry. 2015;97:55–74. DOI: 10.1016/j.ejmech.2015.04.040.
  10. Di Meo S, Venditti P. Evolution of the knowledge of free radicals and other oxidants. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2020:9829176. DOI: 10.1155/2020/9829176.
  11. Gonzalez-Burgos E, Gomez-Serranillos MP. Terpene compounds in nature: a review of their potential antioxidant activity. Current Medicinal Chemistry. 2012;19(31):5319–5341. DOI: 10.2174/092986712803833335.
  12. Wheeler NC, Jech K, Masters S, Brobst SW, Alvarado AB, Hoover AJ, et al. Effects of genetic, epigenetic, and environmental factors on taxol content in Taxus brevifolia and related species. Journal of Natural Products. 1992;55(4):432–440. DOI: 10.1021/np50082a005.
  13. Chunna Yu, Xiujun Luo, Xiaori Zhan, Juan Hao, Lei Zhang, Yao-Bin L Song, et al. Comparative metabolomics reveals the metabolic variations between two endangered Taxus species (T. fuana and T. yunnanensis) in the Himalayas. BMC Plant Biology. 2018;18:197. DOI: 10.1186/s12870-018-1412-4.
  14. Mukherjee S, Ghosh B, Jha TB, Jha S. Variation in content of taxol and related taxanes in Eastern Himalayan populations of Taxus wallichiana. Planta Medica. 2002;68(8):757–759. DOI: 10.1055/s-2002-33808.
  15. Vidensek N, Lim P, Campbell A, Carlson C. Taxol content in bark, wood, root, leaf, twig, and seedling from several Taxus species. Journal of Natural Products. 1990;53(6):1609–1610. DOI: 10.1021/np50072a039.
  16. Ahmad M, Yaseen M, Bhat A, Ganai BA, Zargar MA, Ganie SA, et al. Taxus wallichiana as a potential in vitro antioxidant with good lethal effect on pathogenic bacterial strains. American Journal of Phytomedicine and Clinical Therapeutics. 2015;3(3):209–221.
  17. Prakash V, Rana S, Sagar A. Analysis of antibacterial and antioxidant activity of Taxus baccata Linn. Journal of Medicinal Plants Studies. 2018;6(5 part A):40–44.
  18. Tabaszewska M, Antoniewska A, Rutkowska J, Skoczylas Ł, Słupski J, Skoczeń-Słupska R. Bioactive components, volatile profile and in vitro antioxidative properties of Taxus baccata L. red arils. Molecules. 2021;26(15):4474. DOI: 10.3390/molecules26154474.
  19. Milutinović MG, Stanković MS, Cvetković DM, Topuzović MD, Mihailović VB, Marković SD. Antioxidant and anticancer properties of leaves and seed cones from European yew (Taxus baccata L.). Archives of Biological Sciences. 2015;67(2):525–534. DOI: 10.2298/ABS141006015M.
  20. Marxen K, Vanselow KH, Lippemeier S, Hintze R, Ruser A, Hansen U-P. Determination of DPPH radical oxidation caused by methanolic extracts of some microalgal species by linear regression analysis of spectrophotometric measurements. Sensors. 2007;7(10):2080–2095. DOI: 10.3390/s7102080.
  21. Lohvina H, Sándor M, Wink M. Effect of ethanol solvents on total phenolic content and antioxidant properties of seed extracts of fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) varieties and determination of phenolic composition by HPLC-ESI-MS. Diversity. 2022;14(1):7. DOI: 10.3390/d14010007.
  22. Slinkard K, Singleton VL. Total phenol analysis: automation and comparison with manual methods. American Journal of Enology and Viticulture. 1977;28(1):49–55.
  23. Parthasarathy S, Azizi JB, Ramanathan S, Ismail S, Sasidharan S, Said MIM, et al. Evaluation of antioxidant and antibacterial activities of aqueous, methanolic and alkaloid extracts from Mitragyna speciosa (Rubiaceae family) leaves. Molecules. 2009;14(10):3964–3974. DOI: 10.3390/molecules14103964.
  24. Gavrilin MV, Popova OI, Gubanova EA. [Phenolic compounds of the aboveground part of nutmeg sage (Salvia sclarea L.) cultivated in the Stavropol Territory]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya. 2010;4:99–104. Russian.
  25. Stagos D. Antioxidant activity of polyphenolic plant extracts. Antioxidants. 2020;9(1):19. DOI: 10.3390/antiox9010019.
  26. Pietta P-G. Flavonoids as antioxidants. Journal of Natural Products. 2000;63(7):1035–1042. DOI: 10.1021/np9904509.
  27. Steyn WJ, Wand SJE, Holcroft DM, Jacobs G. Anthocyanins in vegetative tissues: a proposed unified function in photoprotection. New Phytologist. 2002;155(3):349–361. DOI: 10.1046/j.1469-8137.2002.00482.x.
  28. Szwajkowska-Michałek L, Przybylska-Balcerek A, Rogoziński T, Stuper-Szablewska K. Phenolic compounds in trees and shrubs of Central Europe. Applied Sciences. 2020;10(19):6907. DOI: 10.3390/app10196907.
  29. Wickremesinhe ERM, Arteca RN. Roots of hydroponically grown Taxus plants as a source of taxol and related taxanes. Plant Science. 1994;101(2):125–135. DOI: 10.1016/0168-9452(94)90248-8.
Опубликован
2022-02-28
Ключевые слова: Taxus, тис, фенольные соединения, флавоноиды, антирадикальная активность, метод DPPH, метод Фолина – Чокальтеу
Поддерживающие организации Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект № Б20Р-236).
Как цитировать
Филиппова, С. Н., Логвина, А. О., & Спиридович, Е. В. (2022). Органо- и тканеспецифические особенности проявления антирадикального потенциала и содержания фенольных соединений в растениях рода Taxus spp. Экспериментальная биология и биотехнология, 1, 48-58. https://doi.org/10.33581/2957-5060-2022-1-48-58
Выпуск
№ 1 (2022): Экспериментальная биология и биотехнология
Раздел
Биохимия

Copyright (c) 2022 Экспериментальная биология и биотехнология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).