ВЗАИМОСВЯЗЬ АКТИВНОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ И АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ВТОРИЧНЫХ МЕТАБОЛИТОВ ПОЛИФЕНОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ ЛИСТЬЕВ ГЕМИПАРАЗИТА VISCUM ALBUM L.

Антиоксидантные средства находят широкое применение в практической медицине. Актуальным является не только поиск новых растительных антиоксидантов, но и изучение факторов, влияющих на их накопление в растениях.

Цель. Изучение взаимосвязи активности митохондриальных ферментов и антиоксидантной активности вторичных метаболитов полифенольной природы листьев гемипаразита Viscum album L.

Материалы и методы. В качестве исследуемого материала выступали листья омелы белой, собранные зимой с дерева-носителя – яблони обыкновенной. Экстракцию биологически активных веществ проводили спиртом этиловым различной концентрации (90%, 70% и 50%) или водой очищенной. Количество суммы антиоксидантов оценивали амперометрическим методом. Количество суммы фенолов оценивали в реакции с реактивом Фолина-Чокальтеу. Концентрацию суммы флавоноидов оценивали по изменению оптической плотности комплекса рутина с алюминия (III) хлоридом. Антиоксидантные свойства анализируемых извлечений определяли in vitro в тесте индуцированного перекисного окисления липидов. Активность аконитазы оценивали путем сопряженной аконитаза – изоцитратдегидрогеназной реакции; цитратсинтазы – по изменению интенсивности окраски раствора реактива Эллмана; сукцинатдегидрогеназы определяли в реакции сукцинат-зависимого окисления 2,6-дихлорфенолиндофенола.

Результаты. Проведенное исследование показало, что максимальное количество суммы фенолов (2,39±0,05%), наблюдается в 50% этанольном извлечении из листьев омелы белой, при содержании суммы флавоноидов 1,83±0,04% и антиоксидантов 0,503±0,007 мг/г (эквивалент кверцетина) и 0,322±0,006 мг/г (эквивалент галловой кислоты). 50% этанольное извлечение подавляло перекисное окисление липидов в модельной смеси с IC₅₀=106,3±1,09 мкг/мл. В листьях омелы белой отмечена высокая активность аконитазы, сильно коррелировавшая (r=0,88416) с изменением концентрации флавоноидов.

Заключение. Оптимальным экстрагентом для получения извлечений с высокой антиоксидантной активностью является спирт этиловый 50%. Анализ активности митохондриальных ферментов показал, что в листьях омелы
белой, собранных зимой, отмечена высокая активность аконитазы, сильно коррелировавшая с изменением концентрации флавоноидов (r=0,88416).

1. Корман Д.Б. Противоопухолевые свойства лектинов омелы белой // Вопросы онкологии. – 2011. – Т. 57, № 6. – C. 689–698.

2. Саякова Г.М., Хамитова А.Е., Олатаева З.Н. Создание новых лекарственных форм из отечественного растительного сырья софоры толстоплодной (Sophora pachycarpa) и омелы белой (Viscum album), как перспективных источников БАВ // Вестник Казахского национального медицинского университета. – 2018. – № 4. – С. 217–220.

3. Franz H. Mistletoe lectins and their A and B chains // Oncology. – 1986. – Vol. 43 (Suppl 1). – P. 23–34. DOI: 10.1159/000226417

4. Stener-Vogt M.K., Bonkowsky V., Ambrosch P., Scholz M., Neiss A., Strutz J., Hennig M., Lenarz T., Arnold W. The effect of an adjuvant mistletoe treatment programme in resected head and neck cancer patients: a randomized controlled clinical trial // Eur. J. Cancer. – 2001. – Vol. 37, No. 1. – P. 23–31. DOI: 10.1016/s0959-8049(00)00360-9

5. Hajtó T., Fodor K., Perjési P., Németh P. Difficulties and perspectives of immunomodulatory therapy with mistletoe lectins and standardized mistletoe extracts in evidence-based medicine // Evid. Based Complement Alternat. Med. – 2011. – Vol. 2011. – Art. ID: 298972. DOI: 10.1093/ecam/nep191

6. Jäger S., Beffert M., Hoppe K., Nadberezny D., Frank B., Scheffler A. Preparation of herbal tea as infusion or by maceration at room temperature using mistletoe tea as an example // Sci. Pharm. – 2011. – Vol. 79, No. 1. – P. 145–155. DOI: 10.3797/scipharm.1006-06

7. Узбеков М.Г. Перекисное окисление липидов и антиоксидантные системы при психических заболеваниях. Сообщение I // Социальная и клиническая психиатрия. – 2014. – Т. 24, № 4. – С. 97–103.

8. Узбеков М.Г. Перекисное окисление липидов и антиоксидантные системы при психических заболеваниях. Cообщение II // Социальная и клиническая психиатрия. – 2015. – Т. 25, № 4. – С. 92–101.

9. Jomova K., Valko M. Advances in metal-induced oxidative stress and human diseases // Toxicology. – 2011. – Vol. 283, No. 2–3. – P. 65–87. DOI: 10.1016/j.tox.2011.03.001

10. Minotti G., Aust S.D. The requirement for iron (III) in the initiation of lipid peroxidation by iron (II) and hydrogen peroxide // J. Biol. Chem. – 1987. – Vol. 262, No. 3. – P. 1098–1104.

11. Vashchenko G., MacGillivary T.A. Multi-copper oxidases and human iron metabolism // Nutrients. – 2013. – Vol. 5, No. 7. – P. 2289–2313. DOI: 10.3390/nu5072289

12. Li S. Transcriptional control of flavonoid biosynthesis: fine-tuning of the MYB-bHLH-WD40 (MBW) complex // Plant Signal Behav. – 2014. – Vol. 9, No. 1. – Art ID: e27522. DOI: 10.4161/psb.27522

13. Catala R., Ouyang J., Abreu I.A., Hu Y., Seo H., Zhang X., Chua N.H. The Arabidopsis E3 SUMO ligase SIZ1 regulates plant growth and drought responses // Plant Cell. – 2007. – Vol. 19, No. 9. – P. 2952–2966. DOI: 10.1105/tpc.106.049981

14. Пат. 2238554 Российская Федерация, МКИ G01 N33/15 N27/26. Способ определения суммарной антиоксидантной активности биологически активных веществ / В.П. Пахомов [и др.] (РФ). – № 2003123072/15; заявл. 25.07.03; опубл. 20.10.04, Бюл. – № 15. – 3 с.

15. Яшин А.Я., Яшин Я.И. Прибор для определения антиоксидантной активности растительных лекарственных экстрактов и напитков // Журн. междунар. информационная система по резонансным технологиям. – 2004. – № 34. – С.10–14.

16. Яшин А.Я. Инжекционно-проточная система с амперометрическим детектором для селективного определения антиоксидантов в пищевых продуктах и напитках // Рос. хим. журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. – 2008. – № 2. – С.130–135.

17. Аджиахметова С.Л. Антиоксидантная активность экстрактов из листьев, плодов и стеблей крыжовника отклоненного (Grossularia reclinata (L.) Mill.) // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10(6). – С. 1297–1301. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rae.ru/fs/pdf/2013/10-6/32535.

18. Мельянцева Л.П., Крейнес В.М., Мельникова В.М., Гладштейн А.И. Влияние фосфатидилхолин холестериновых липосом на рост некоторых бактериальных культур // Журн. микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. – 1994. – № 2. – С. 14–17.

19. Куличенко Е.О., Андреева О.А., Сергеева Е.О., Сигарева С.С., Терехов А.Ю., Оганесян Э.Т., Сидорская С.Ю. Фармакологическая активность извлечений растений вида Cosmos bipinnatus Cav. // Фармация и фармакология. – 2022. – Т. 10, № 1. – С. 82–92. DOI: 10.19163/2307-9266-2022-10-1-82-92

20. Бжихатлова М.А., Андреева О.А., Оганесян Э.Т., Воронков А.В., Геращенко А.Д. Фенольные соединения листьев кампсиса укореняющегося // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – 2 (Часть 2). – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=22562

21. Кодониди И.П., Сочнев В.С., Терехов А.Ю., Сергеева Е.О., Рябухин И.Ю. Синтез и изучение противовоспалительной активности 2-виниленпроизводных 4-(2,6-диметил-4-оксо-5-фенил-4H-пиримидин-1-ил)-бензсульфамида // Современные проблемы науки и образования. – 2021. – № 4. – С. 101. DOI: 10.17513/ spno.31053. 21

22. Кобин А.А., Доркина Е.Г. Определение антиоксидантной активности сухого экстракта форзиции поникшей на модели Fe2+аскорбатиндуцированного перекисного окисления липидов // Современная наука и инновации. – 2015. – Вып. 1. – С. 124–126.

23. Aguilar Diaz De Leon J., Borges C.R. Evaluation of Oxidative Stress in Biological Samples Using the Thiobarbituric Acid Reactive Substances Assay // J. Vis. Exp. – 2020. – No. 159. DOI: 10.3791/61122

24. Потапова А.А., Доркина Е.Г., Сергеева Е.О., Кобин А.А., Саджая Л.А. Изучение мембраностабилизирующего и антиоксидантного действия байкалина // Современная наука и инновации. 2016. – Вып. 1. – С. 148–152.

25. Денисенко Т.А., Вишникин А.Б., Цыганок Л.П. Спектрофотометрическое определение суммы фенольных соединений в растительных объектах с использованием хлорида алюминия, 18-молибдодифосфата и реактива Фолина-Чокальтеу // Аналитика и контроль. – 2015. – Т. 19, № 4. – С. 373–380. DOI: 10.15826/analitika.2015.19.4.012

26. Аджиахметова С.Л., Червонная Н.М., Поздняков Д.И., Оганесян Э.Т. Содержание фенолов (в том числе флавоноидов) и антиоксидантов в листьях Viscum album L. и Pyrus communis L. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. – 2021. – Т. 24, № 2. – С. 15–22. DOI: 10.29296/25877313-2021-02-03

27. Макарова Н.В., Валиулина Д.Ф., Азаров О.И., Кузнецов А.А. Сравнительное исследование содержания фенольных соединений, флавоноидов и антиоксидантной активности яблок разных сортов Химия растительного сырья. – 2018. – № 2. – С. 115–122. DOI: 10.14258/jcprm.2018022205

28. Pascual J., Rahikainen M., Angeleri M., Alegre S., Gossens R., Shapiguzov A., Heinonen A., Trotta A., Durian G., Winter Z., Sinkkonen J., Kangasjärvi J., Whelan J., Kangasjärvi S. ACONITASE 3 is part of the ANAC017 transcription factor-dependent mitochondrial dysfunction response // Plant Physiol. – 2021. – Vol. 186, No. 4. – P. 1859–1877. DOI: 10.1093/plphys/kiab225

29. Ternette N., Yang M., Laroyia M., Kitagawa M., O’Flaherty L., Wolhulter K., Igarashi K., Saito K., Kato K., Fischer R., Berquand A., Kessler B.M., Lappin T., Frizzell N., Soga T., Adam J., Pollard P.J. Inhibition of mitochondrial aconitase by succination in fumarate hydratase deficiency // Cell Rep. – 2013. – Vol. 3, No. 3. – P. 689–700. DOI: 10.1016/j.celrep.

30. Shepherd D., Garland P.B. The kinetic properties of citrate synthase from rat liver mitochondria // Biochem J. – 1969. – Vol. 114, No. 3. – P. 597–610. DOI: 10.1042/bj1140597

31. Agati G., Brunetti C., Fini A., Gori A., Guidi L., Landi M., Sebastiani F., Tattini M. Are Flavonoids Effective Antioxidants in Plants? Twenty Years of Our Investigation // Antioxidants. – 2020. – Vol. 9, No. 11. – Art. ID: 1098. DOI: 10.3390/antiox9111098

32. Nabavi S.M., Šamec D., Tomczyk M., Milella L., Russo D., Habtemariam S., Suntar I., Rastrelli L., Daglia M., Xiao J., Giampieri F., Battino M., Sobarzo-Sanchez E., Nabavi S.F., Yousefi B., Jeandet P., Xu S., Shirooie S. Flavonoid biosynthetic pathways in plants: Versatile targets for metabolic engineering // Biotechnol Adv. – 2020. – Vol. 38. – Art. ID: 107316. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2018.11.005

33. De Bellis L., Luvisi A., Alpi A. Aconitase: To Be or not to Be Inside Plant Glyoxysomes, That Is the Question // Biology (Basel). – 2020. – Vol. 9, No. 7. – Art. ID: 162. DOI: 10.3390/biology9070162.

34. Kumari A., Pathak P.K., Bulle M., Igamberdiev A.U., Gupta K.J. Alternative oxidase is an important player in the regulation of nitric oxide levels under normoxic and hypoxic conditions in plants // J. Exp. Bot. – 2019. – Vol. 70, No. 17. – P. 4345–4354. DOI: 10.1093/jxb/erz160

35. Zhao H., Chen G., Sang L., Deng Y., Gao L., Yu Y., Liu J. Mitochondrial citrate synthase plays important roles in anthocyanin synthesis in petunia // Plant Sci. – 2021. – Vol. 305. – Art. ID: 110835. DOI: 10.1016/j.plantsci.2021.110835

36. Jardim-Messeder D., Caverzan A., Rauber R., de Souza Ferreira E., Margis-Pinheiro M., Galina A. Succinate dehydrogenase (mitochondrial complex II) is a source of reactive oxygen species in plants and regulates development and stress responses // New Phytol. – 2015. – Vol. 208, No. 3. – P. 776–789. DOI: 10.1111/nph.13515

37. Liu T., Hu X., Zhang J., Zhang J., Du Q., Li J. H2O2 mediates ALA-induced glutathione and ascorbate accumulation in the perception and resistance to oxidative stress in Solanum lycopersicum at low temperatures // BMC Plant Biol. – 2018. – Vol. 18, No. 1. – Аrt. ID: 34. DOI: 10.1186/s12870-018-1254-0