Дослідження вмісту індольних алкалоїдів у клітинній біомасі культури тканин раувольфії зміїної (Rauwolfia serpentina Benth. ex Kurz)
DOI:
https://doi.org/10.14739/2409-2932.2021.1.226810Ключові слова:
Rauwolfia serpentina Benth. ex Kurz, культура тканин рослин, індольні алкалоїди, аймалін, резерпін, йохімбінАнотація
Серцево-судинні захворювання – одні з найпоширеніших серед хвороб людини. Цим зумовлена актуальність виробництва кардіологічних, зокрема антиаритмічних препаратів природного походження. Раувольфія зміїна (Rauwolfia serpentina Benth.) – тропічна чагарникова рослина, накопичує індольні алкалоїди, як-от аймалін і його похідні, що є найефективнішими засобами для лікування шлуночкових аритмій серця з мінімальними побічними діями.
Мета роботи ‒ дослідження якісного та кількісного вмісту індольних алкалоїдів у клітинній біомасі культури тканин Rauwolfia serpentina, тривало вирощуваній in vitro.
Матеріали та методи. Об’єкт досліджень – клітинна біомаса штаму К-27 R. serpentina, який отримали методами тривалої клітинної селекції in vitro. Для визначення вмісту алкалоїдів використовували високоефективний рідинний хроматограф із мас-спектрометричною детекцією TSQ Vantage.
Результати. Встановили, що у клітинній біомасі штаму К-27 раувольфії зміїної накопичується 20 індольних алкалоїдів. З-поміж них найбільший уміст аймаліну та його похідних – 0,690 % від сухої маси, дещо нижчий – йохімбіну (0,020 %) та резерпіну (0,009 %).
Висновки. У клітинній біомасі штаму К-27 R. serpentina сумарний уміст індольних алкалоїдів вищий порівняно з природною сировиною та стабільний протягом понад 30 років вирощування. Сумарний вміст алкалоїдів у перерахунку на суху біомасу культивованих клітин становив 2,8 %, вміст аймаліну та аймаліноподібних алкалоїдів – 1,6 % від сухої маси, а для природної сировини (корені 5–7-річних рослин), за даними фахової літератури, – 0,8–1,3 %.
Посилання
Srivastava, A., Tripathi, A. K., Pandey, R., Verma, R. K., Gupta M. M. (2006). Quantitative determination of reserpine, ajmaline and ajmalicine in Rauvolfia serpentina by reversed-phase high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatographic Science, 44(9), 557-560. http://doi.org/10.1093/chromsci/44.9.557
Poonam, Agrawal S., Mishra, S. (2013). Physiological, biochemical and modern biotechnological approach to improvement of Rauwolfia serpentina. IOSR-Journal of Pharmacy and Biological Sciences, 6(2), 73-78. https://doi.org/10.9790/3008-0627378
Lobay D. (2015). Rauwolfia in the Treatment of Hypertension. Integrative medicine, 14(3), 40-46.
Singh, M., Kaur, R., Rajput, R., & Mathur, G. (2017). Evaluating the therapeutic efficiency and drug targeting ability of alkaloids present in Rauwolfia serpentina. International Journal of Green Pharmacy, 11(3), 132-142. http://dx.doi.org/10.22377/ijgp.v11i03.1116
Kumaria, R., Rathi, B., Rani, A., & Bhatnagar, S. (2013). Rauvolfia serpentina L. Benth. ex Kurz.: phytochemical, pharmacological and therapeutic aspects. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 23(2), 348-355.
Shamon, S. D., & Perez, M. I. (2016). Blood pressure-lowering efficacy of reserpine for primary hypertension. The Cochrane database of systematic reviews, 12(12), CD007655. https://doi.org/10.1002/14651858.CD007655.pub3
Cimolai, N., & Cimolai, T. (2011). Yohimbine use for physical enhancement and its potential toxicity. Journal of dietary supplements, 8(4), 346-354. https://doi.org/10.3109/19390211.2011.615806
Von Poser, G., Andrade, H. H., da Silva, K. V., Henriques, A. T., & Henriques, J. A. (1990). Genotoxic, mutagenic and recombinogenic effects of rauwolfia alkaloids. Mutation research, 232(1), 37-43. https://doi.org/10.1016/0027-5107(90)90107-f
Tarkowská D. (2020). A Fast and Reliable UHPLC-MS/MS-Based Method for Screening Selected Pharmacologically Significant Natural Plant Indole Alkaloids. Molecules, 25(14), 3274. https://doi.org/10.3390/molecules25143274
Kunakh, V. A. (2005). Biotekhnolohiia likarskykh roslyn. Henetychni ta fiziolohichno-biokhimichni osnovy [Biotechnology of medician plants. Genetic, physiological and biochemical basis]. Kyiv: Logos. [in Ukrainian].
Kunakh, V. A. (2005). Twenty five years long stable biosynthesis of ajmaline by related hormone-independed Rauwolfia serpentina cell lines. Euromedica-Hannover-2005 (16-17 Juni) International Congress and Exhibition. Programm Abstracts. Hannover.
Mukherjee, E., Gantait, S., Kundu, S., Sarkar, S., & Bhattacharyya, S. (2019). Biotechnological interventions on the genus Rauvolfia: recent trends and imminent prospects. Applied microbiology and biotechnology, 103(18), 7325-7354. https://doi.org/10.1007/s00253-019-10035-6
Kunakh, V. A. (1996). Somaclonal Variation in Rauwolfia. In Y. P. S. Bajaj (eds.). Somaclonal Variation in Crop Improvement II. Biotechnology in Agriculture and Forestry. (Vol. 36, pp. 315-332). Springer. http://doi.org/10.1007/978-3-642-61081-3_22
Bindu, S., Rameshkumar, K. B., Kumar, B., Singh, A., & Anilkumar, C. (2014). Distribution of reserpine in rauvolfia species from India - HPTLC and LC-MS studies. Industrial Crops and Products, 62, 430-436. http://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.09.018
Vollosovich, A. G., & Butenko, R. G. (1970). Kul'tura tkani rauvol'fii zmeinoy kak produtsent alkaloidov [Tissue culture of Rauwolfia serpentina as a alkaloids producer]. In Culture of isolated organs, tissues and cells of plants. Moscow: Nauka. [in Russian].
Vollosovich, N. E., Vollosovich, A. G., Kovaleva, T. A., & Butenko, R. G. (1976). Shtammy kul'tury tkaney Rauwolfia serpentina Benth i ikh produktivnost' [Tissue culture strains of Rauwolfia serpentina Benth. and their productivity]. Rastitel’nyye resursy, 12(4), 578-583. [in Russian].
Stöckigt, J., Pfitzner, A., & Firl, J. (1981). Indole alkaloids from cell suspension cultures of Rauwolfia serpentina benth. Plant cell reports, 1(1), 36-39. https://doi.org/10.1007/BF00267656
Yamamoto, O., & Yamada, Y. (1986). Production of reserpine and its optimization in cultured Rauwolfia serpentina Benth. cells. Plant cell reports, 5(1), 50-53. https://doi.org/10.1007/BF00269717
Sheludko, Yu. V. (2004). Otrymannia ta fitokhimichnyi analiz transhennoi korenevoi kultury Rauwolfia serpentina yak dzherela novykh indolnykh alkaloidiv [Obtaining and phytochemical analysis of transgenic root culture of Rauwolfia serpentina as a source of new indole alkaloids] (Abstract PhD thesis). Institute of Cell Biology and Genetic Engineering, National Academy of Sciences of Ukraine. [in Ukrainian].
Goel, M., Goel, S., Banerjee, S., Shanker, K., & Kukreja, A. (2010). Agrobacterium rhizogenes-Mediated Transformed Roots of Rauwolfia serpentina for Reserpine Biosynthesis. Medicinal and Aromatic Plant Science and Biotechnology, 4, 8-14.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
