DEL 2 Antioxidant- och antikoagulerande effekter av fenylpropanoidglykosider isolerade från kvastrapor (Orobanche Caryophyllacea, Phelipanche Arenaria och P. Ramosa)
Mar 06, 2022
För mer information vänligen kontakta:Joanna.jia@wecistanche.com
Cistanche deserticola har många effekter, klicka här för att veta mer
3. Resultat och diskussion
Tio tidigare isolerade av ossfenylpropanoidglykosider[8], inklusive 2'-O-acetylakteosid, 2'-O-acetylpoliumosid, 3-O-metylpodiumsidan,akteosid, arena inuti, crenatosid, pheliposid, poliumosid, tubulosid A och wiedemanniosid D, tillsammans med tre rapsextrakt (Orobanche Caryophyllaceae (OC), Phelipanche are naria (PA) och P. ramosa (PR)) studerades för närvarande för att lindra oxidativa effekter. stress och antikoagulerande egenskaper i ett mänskligt plasmasystem. Kemiska strukturer avfenylpropanoidertestade presenteras i Fig. 1, och som kan ses är de alla byggda enligt ett liknande mönster, med samma/liknande underenheter: hydroxityrosol, monosackarider (glukos, ramnos och/eller xylos) och hydroxikanel syra. De flesta av de undersökta PPG-föreningarna ersätts med koffeinsyra, men denna kan ersättas med antingen kumarsyra eller ferulsyra. Förutom enskilda PPG-föreningar inkluderades även tre kvastextrakt – OC, PA och PR, som är blandningar av flera PPG och tidigare fungerat som utgångsmaterial för föreningsisolering, i den biologiska studien. Ett annat skäl till att välja tre olika arter var den stora skillnaden i den fytokemiska profilen bland dem, som kan ses i fig. 2. En mer detaljerad jämförelse av OC-, PA- och PR-extrakten, inklusive kvantitativa data, presenteras i tabell 1.Akteosidvar huvudbeståndsdelen av O. Caryophyllaceae-extraktet (690 mg/g), teniposid och arena inuti dominerades i P. Arenaria (tillsammans 550 mg/g), medan poliumosid och dess acetylerade derivat var de viktigaste metaboliterna i P. ramosa extrakt (tillsammans 640 mg/g). De undersökta extrakten skiljde sig även i det totala innehållet av fenylpropanoider, den högsta mängden återfanns i OC (810 mg/g), lite lägre i PR (795 mg/g) och lägre i PA (685 mg/g). Dessutom är det värt att notera att närvaron av PPG med andra än koffeoylgrupper, såsom kumaroyl eller feruloyl, endast upptäcktes i P. ramosa-extrakt, där dessa föreningar utgjorde ungefär en sjättedel av det totala antalet PPG (cirka 120 mg/ g) (Tabell 1). Tidigare studier av den antiradikala aktiviteten av fenylpropanoidglykosider av Heilmann et al. [19] och Jedrejek et al. [8], inklusive ett 30-tal olika PPG:er som t.exakteosid, isoacteosid och crenatosid, har avslöjat sin starka relation till strukturen av acylgrupper (fenolsyra och tyrosol). I allmänhet resulterade modifieringen eller substitutionen av katekoldelen av acylenheten i en signifikant minskning av den avlägsnande aktiviteten mot reaktiva syrearter (ROS) och DPPH-radikal. I den aktuella studien undersöktes den antiradikala in vitro-potentialen hos tre kvastextrakt (OC, PA och PR) med ABTS- och DPPH-analyser, och resultaten jämfördes både med varandra och med aktiviteten hos individuellafenylpropanoidkomponenter mätt i vår tidigare studie [8]. Resultaten uttrycktes som Trolox-ekvivalenter (TE) och IC50-värden (tabell 2). I allmänhet var alla tre extrakten goda rengörare av både ABTS- och DPPH-radikaler, men även skillnader observerades bland de testade proverna (uppskattad TE låg i intervallet 0.5–0.7; 1.0 var motsvarigheten till Trolox). Antiradikal renande aktivitet av prover var i följande ordning: Trolox > OC > PA > PR. Extraktet av Orobanche Caryophyllaceae (IC50=155–275 µg/mL) hade över 20 procent högre aktivitet än Phelipanche ramosa-extrakt (IC50=200–320 µg/mL). Den rapporterade högsta radikalfångande aktiviteten för OC-extraktet kan förklaras av det högsta PPG-innehållet i detta prov, såväl som till inmatningen avakteosid, dess dominerande ingrediens, som enligt tidigare forskning [8,19] är en av de starkaste fria radikalrensare bland metaboliterna från denna grupp (TEDPPH=0.87; [4]). Men med tanke på det ömsesidiga förhållandet mellan antiradikal aktivitet och innehållet ifenylpropanoideri OC-, PA- och PR-extrakten hittades ingen enkel korrelation mellan dessa två faktorer (r < 0.5),="" vilket="" indikerar="" en="" signifikant="" ingång="" av="" kvalitativ="" profil.="" detta="" är="" främst="" relaterat="">
P. ramosa-extrakt, som trots den höga nivån av PPG ({{0}},8 g/g) kännetecknades av den lägsta biologiska aktiviteten bland de testade proverna (TE ~ 0.5) . PR-extraktet, som nämnts ovan, var det enda provet som innehöll fenylpropanoider med kumar- eller ferulsyra, substanser som saknar en B-ring katekoldel, som har rapporterats ha minskad antioxidativ potential. Fyra PPG-föreningar med modifierad koffeinsyra, inklusive 3-O-metylpoliumosid, ramosid A och wiedemanniosid D, testade av oss tidigare hade TEDPPH på cirka 0,3 [8]. Sålunda överensstämmer nuvarande resultat med och bekräftar resultaten av de tidigare antiradikala in vitro-experimenten på fenylpropanoider. Som Chen et al. [20] beskrivs, är det associerat med större H-donerande förmåga eller stabilisering av radikalen av olika funktionella grupper av en blandning av föreningar. Flera strukturella element har identifierats som förstärker den direkta antioxidantaktiviteten hos polyfenoler, särskilt de som är associerade med antalet och positionen av hydroxylgrupper. Man tror att fria radikalfångande aktivitet ökar med det ökande antalet -OH-grupper. Emellertid har dessa gruppers position, i en molekyl, en ännu större inverkan på den utövade aktiviteten. Relativt stabila potenta föreningar är de som har 3,4-dihydroxidel i sina strukturer, såväl som de som har mer än två hydroxylgrupper [21]. Den kemiska strukturen hos antioxidantämnet möjliggör en förståelse av antioxidantreaktionsmekanismen. Lopez-Munguía et al. [22] baserat på densitetsfunktionella teorin (DFT) beräkningar fastställde att PPG:s antioxidantmekanism fortsätter genom en sekventiell protonförlust enkel elektronöverföring (SPLET). Emellertid har Li et al. [23] försök att utforska mekanismerna för fenoliska fenylpropanoida antioxidanter, drog slutsatsen att PPG (akteosid, forsytosid B och poliumosid) kan vara involverade i flera vägar för att utöva antioxidantverkan, förbättrade rollen av sockerrester. Studier har visat att växtbaserade antioxidanter är effektiva modulatorer av hemostas vid hjärt-kärlsjukdomar [24–26]. Olika växter som används i traditionell medicin innehåller betydande nivåer av PPG [27,28]. Dessutom är PPG kända för att ha en rad biologiska
aktiviteter, inklusive antiinflammatoriska, anti-nefritiska och antihepatoxiska egenskaper [29–33]. I deras nyligen genomförda studie, Jedrejek et al. [8] beskrev isoleringen av PPG från tre polska kvastrapor och bedömde deras antioxidantaktivitet genom DPPH-testet. Baserat på detta utvärderar den föreliggande studien om de tio utvalda PPG som isolerats från dessa växter kan minska oxidativ stress i human plasma behandlad med en stark biologisk oxidant, dvs hydroxylradikaldonatorn H2O2/Fe, och modulera koagulationsegenskaper hos plasma in vitro. Antioxidantegenskaperna hos tio
isolerade PPGs bestämdes enligt utvalda parametrar för oxidativ stress: TBARS-nivå som en markör för lipidperoxidation, tillsammans med karbonylgrupp- och tiolgruppsnivåer, som markörer för oxidativ proteinskada. Både plasmalipidperoxidation och proteinkarbonyleringsnivåer i plasma inducerade av H2O2/Fe reducerades signifikant i närvaro av åtta testade föreningar, dvs. acteosid, crenatosid, 2'-O-acety lakteosid, pheliposid, arena inside, tubulosid A, poliumosid och 3- O-methylpolimuosid, vid alla testade koncentrationer (1, 5 och 50 µg/ml); dock observerades ingen effekt för två av de testade föreningarna, dvs. 2′-O-acetylpoliumosid och wiedemanniosid D, eller något av de testade extrakten i vilken koncentration som helst (1, 5 och 50 µg/ml). Dessutom visade sig ingen av de testade föreningarna eller testade extrakten skydda plasman mot H2O2/Fe-inducerad tiolgruppsoxidation i proteiner (fig. 3–5). Emellertid kan de testade extrakten vara källan till föreningar med olika biologiska egenskaper. För första gången indikerar resultaten av denna studie att åtta av de testade PPG:erna visar antioxidantpotential i human plasma i närvaro av exogena reaktiva syrearter genom att hämma lipidperoxidation och proteinkarbonylering i plasma behandlad med H2O2/Fe. Dessutom uppvisade inte 2'-O-acetylpoliumosid och wiedemanniosid D någon sådan effekt. I allmänhet överensstämmer våra fynd med tidigare in vitro-experiment på PPG. Heilmann et al. [19] och Jedrejek et al. [8] rapporterar ett samband mellan den kemiska strukturen hos PPG och deras aktiviteter. Antioxidantegenskaperna hos PPG verkar främst vara relaterade till strukturen hos deras acylgrupper, dvs. fenolsyran ochfenylpropanoidenhet, inklusive närvaron och/eller modifieringen av katekoldelen. Till exempel visade sig wiedemanniosid D förlora sin antioxidativa potential mot plasma som behandlats med H2O2/Fe efter att dess caffeoylgrupp ersatts med en feruloyldel. Förändringar i koaguleringsprocessen beror ofta på oxidativ stress; dessa förändringar kan modulera det kardiovaskulära systemets funktioner och kan leda till utveckling av hjärt-kärlsjukdomar [1]. Av de tio växtföreningar och tre växtextrakt som testades i denna studie visade tubulosid, poliumosid och 3-O-metylpoliumosid och alla testade extrakt signifikant förlänga trombintiden vid alla testade koncentrationer, dvs. 1, 5 och 50 ug/ml (fig. 6B). Inget av dessa extrakt, eller någon av de testade föreningarna, ändrade emellertid PT eller APTT (fig. 6A och C). Tabell 3 jämför effekterna av PPG (5 µg/ml) på biomarkörer för oxidativ stress i plasma behandlad med H2O2/Fe och deras inverkan på koagulation. Åtta av de testade PPG:erna visade antioxidantpotential endast i den behandlade humana plasman; tre testade PPG visade sig emellertid ha både antioxidantegenskaper och antikoagulerande potential. Intressant nog överensstämde inte resultaten från DPPH-testet med de som erhölls i den biologiska modellen med human plasma behandlad med H2O2/Fe: antioxidantpotentialen hos de testade extrakten kan blockeras av vissa föreningar som finns i plasman. Sammanfattningsvis kastar våra nuvarande fynd nytt ljus över antioxidantpotentialen och antikoagulerande egenskaper hos PPG. Det verkar som om strukturen hos PPG, särskilt närvaron av acyl- och katekoldelar, huvudsakligen är relaterad till deras antioxidant- och antikoagulerande egenskaper. Utvalda PPG kan mycket väl ha potential för behandling av hjärt-kärlsjukdomar associerade med oxidativ stress. Ytterligare experiment behövs dock för att bestämma koncentrationerna av dessa föreningar som behövs för in vivo-modeller.
Uttalande av intressekonflikt
Författarna förklarar att de inte har någon känd konkurrerande finansiell
intressen eller personliga relationer som kunde ha förefallit påverka
arbetet som redovisas i denna tidning.
Referenser
[1] A. Daiber, S. Chlopicki, Revisiting pharmacology of oxidative stress and endothelial dysfunction in cardiovascular disease: evidence for redox-baserade terapier, Free Radic. Biol. Med. 157 (2020) 15–37. [2] J.-J. Sauvain, A. Setyan, P. Wild, P. Tacchini, G. Lagger, F. Storti, S. Deslarzes, MJ Guillemin, M. Rossi, M. Riediker, Biomarkers of oxidative stress and its association with the urinary reducing capacity in bussunderhållsarbetare, J. Occupat. Med. Toxicol. 6 (2011) 18–23. [3] P. Nowak, B. Olas, B. Wachowicz, Oxidativ stress och hemostas, Post. Biochem. 56 (2010) 239–247. [4] M. Martinez-Huelamo, J. Rodriguez-Morato, A. Boronat, R. de la Torre, Modulation of Nrf2 by olive oil and wine polyphenols and neuroprotection, Antioxidants 6 (2017) 73. [5] S. Amor , P. Chalons, V. Aires, D. Delmas, Polyfenolextrakt från rött vin och vinrankor: potentiella effekter på cancer, Sjukdomar 6 (2018) 1–12. [6] Z. Li, H. Lin, L. Gu, J. Gao, CM Tzeng, Herba Cistanche (Rou Cong-Rong): en av de bästa farmaceutiska gåvorna inom traditionell kinesisk medicin, Front. Pharmacol. 7 (2016) 41–49. [7] Y. Jiang, P.-F. Tu, Översikt: analys av kemiska beståndsdelar i Cistanche-arter, J. Chromatogr. 1216 (2009) 1970–1979. [8] D. Jedrejek, S. Pawelec, R. Piwowarczyk, L. Precio, A. Stochmal, Identifiering och förekomst av phenylethanoid och iridoid glykosider i sex polska broomrapes (Orobanche spp. och Phelipanche spp., Orobanchaceae), 170 (fytokemi) 2020), 112189. [9] B. Kontek, D. Jedrejek, W. Oleszek, B. Olas, Antiradikal- och antioxidantaktivitet in vitro av humlebaserade extrakt rika på bittra syror och xanthohumol, Ind. Crops Prod. 161 (2021) 1–9. [10] W. Brand-Williams, ME Cuvelier, C. Berset, Användning av en fria radikalmetod för att utvärdera antioxidantaktivitet, Lebensm. Wiss. Technol. 28 (1995) 25-30. [11] JR Whitaker, PE Granum, En absolut metod för proteinbestämning baserad på skillnaden i absorbans vid 235 och 280 nm, Anal. Biochem. 109 (1980) 156-159. [12] B. Wachowicz, Adenin-nukleotider i trombocyter hos fåglar, Cell Biochem. Funktion. 2 (1984) 167-170. [13] G. Bartosz, Druga twarz tlenu, Warsz. PWN 1 (2008) 7. [14] RL Levine, D. Garland, CN Oliver, A. Amici, I. Climent, AG Lenz, BW Ahu, S. Shaltier, ER Stadtman, Bestämning av karbonylinnehåll i oxidativt modifierade proteiner, Metoder Enzym. 186 (1990) 464-478. [15] DM Joel, J. Gressel, LJ (Eds.), Musselman, Parasitic Orobanchaceae: Parasitic Mechanisms and Control Strategies, Springer, Heidelberg, Tyskland, 2013, s. 1–10. [16] Y. Ando, M. Steiner, Sulfhydryl- och disulfidgrupper i trombocytmembran: bestämning av disulfidgrupper, Biochim. Biophys. Acta 311 (1973) 26-37. [17] Y. Ando, M. Steiner, Sulphydryl- och disulfidgrupper i trombocytmembran: bestämning av sulfhydrylgrupper, Biochim. Biophys. Acta 311 (1973) 38-44. [18] J. Malinowska, J. Kołodziejczyk-Czepas, M. Moniuszko-Szajwaj, I. Kowalska, W. Oleszek, A. Stochmal, B. Olas, Fenolfraktioner från Trifolium pallidum och Trifolium scabrum luftdelar i mänsklig plasma skyddar mot förändringar inducerade av hyperhomocysteinemi, Food Chem. Toxicol. 50 (2012) 4023–4027. [19] J. Heilmann, I. Calis, H. Kirmizibekmez, W. Schuhly, S. Harput, O. Stiher, Radical scavenger activity of phenylpropanoid glycosiders in FMLP stimulated polymorphonuclear leukocytes: structure-activity relations, Planta Med. 66 (2000) 746–748. [20] H. Chen, Y. Zhou, Y. Shao, F. Chen, Fria fenolsyror i Shanxi-lagrad vinäger: förändringar under åldrande och synergistiska antioxidantaktiviteter, Int. J. Food Prop. 19 (2015) 1183–1193. [21] CA Rice-Evans, NJ Miller, G. Paganga, Struktur-antioxidantaktivitetsrelationer av flavonoider och fenolsyror, Free Radic. Biol. Med. 20 (1996) 933-956. [22] A. Lopez-Munguía, ´Y. Hernandez-Romero, ´J. Pedraza-Chaverri, A. Miranda Molina, I. Regla, A. Martínez, E. Castillo, Phenylpropanoid glycoside analogs: enzymatisk syntes, antioxidantaktivitet och teoretisk studie av deras mekanism för rensning av fria radikaler, PloS One 6 (2011) 20115. [23] X. Li, Y. Xie, K. Li, A. Wu, H. Xie, Q. Guo, P. Xue, Y. Maleshibek, W. Zhao, J. Guo, D. Chen, Antioxidation and cytoprotection of acteoside and its derivatives: comparison and mechanistic chemistry, Molecules 23 (2018) 498. [24] SE Kulling, HM Rawel, Chokeberry (Aronia melanocarpa) – en genomgång av de karakteristiska komponenterna och potentiella hälsoeffekter, Planta Med. 74 (2008) 1625–1634. [25] BJ Mc Even, Inverkan av kost och näringsämnen på trombocytfunktion, Semin. Thromb. Hemost. 40 (2008) 214–226. [26] B. Olas, Bärens multifunktionalitet mot blodplättar och bärfenolernas roll vid kardiovaskulära sjukdomar, Blodplättar 5 (2016) 1–10. [27] UB Ismailoglu, I. Saracoglu, US Harput, I. Sahin-Eredemli, Effekter av fenylpropanoid- och iridoidglykosider på fri radikal-inducerad försämring av endotelberoende avslappning i aortaringar hos råtta, J. Ethnopharmacol. 79 (2002) 193–197. [28] ZF Bai, Y. Liu, XQ Wang, Undersökning av etniska medicinalväxter Orobanche, Cistanche och Boschniakia, Zhongguo Zhong Yao Zhi 93 (2014) 4548–4552. [29] K. Hayashi, T. Nagamatsu, M. Ito, H. Yagita, Y. Suzuki, Acteoside, en komponent av Stachys sieboldii MIQ, kan vara ett lovande antinefritiskt medel (3): effekten av aceteosid på uttrycket på intercellulärt adhesionsmolekyl-1 i experimentella nefritiska glomeruli hos råttor och odlade endotelceller, Jpn. J. Pharmacol. 70 (1996) 157-168. [30] Q. Xiong, K. Hase, Y. Tezuka, T. Tani, T. Namba, S. Kadota, Hepatoprotective activity of phenylpropanoids fromCistanche deserticola, Planta Med. 64 (1998) 120-125. [31] WF Chiou, LC Lin, CF Chen, Acteoside skyddar endotelceller mot oxidativ stress inducerad av fria radikaler, J. Pharm. Pharm. 56 (2004) 743–748. [32] S. Sahpaz, N. Garbacki, M. Tits, F. Bailleul, Isolering och farmakologisk aktivitet av fenylpropanoidestrar från Marrubium vulgare, J. Ethnopharmacol. 79 (2002) 389–392. [33] L. Lie-Chwen, W. Yea-Hwey, H. Yu-Chang, Ch Shiou, L. Kuo-Tong, Ch Yueh-Ching, W. Wen-Yen, S. Yoh-Chiang, The inhibitory effect av fenylpropanoidglykosider och iridoidglukosider på produktion av fria radikaler och 2-integrinuttryck i humana leukocyter, J. Pharm. Pharmacol. 58 (2006) 129–135.
