Биологические науки / 2. Структурная ботаника и биохимия растений

Толкачева Н.В.¹, Ежов В.Н.¹, Ольховская В.А.², Чирва В.Я.², Комаровская-Порохнявец Е.З.³, Новиков В.П.³

1 - Никитский ботанический сад – Национальный научный центр НААНУ, отдел физиолого-биохимических исследований и биотехнологии, 98648, Украина, АР Крым, г. Ялта, пгт. Никита. E-mail: tolkacheva_n@mail.ru

2 - Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, кафедра органической и биологической химии, 95007, Украина, АР Крым, г. Симферополь, пр. Акад. Вернадского 4.

3 - Национальный университет “Львовская политехника”, кафедра технологии биологически активных соединений, фармации и биотехнологии, 79013, Украина, г. Львов, ул. С. Бандеры, 12.

Стероидные гликозиды соплодий Allium cyrillii (Alliaceae) и их биологическая активность

Стероидные гликозиды являются обширным классом природных соединений из группы сапонинов, которые привлекают внимание исследователей благодаря их широкому спектру биологической активности и экологической безопасности [1-3]. Перспективными в плане поиска сапониноносных видов являются растения рода Allium, произрастающие в Крыму, тем более, что в литературе данные о стероидных сапонинах большинства крымских луков отсутствуют. Именно поэтому изучение химической структуры стероидных гликозидов представителей семейства Alliaceae является актуальным.

Продолжая изучение стероидных гликозидов лука Кирилла (увеличенного) Allium cyrillii Ten. [4, 5], из соплодий выделен новый сапонин спиростанолового ряда. После кислотного гидролиза с помощью ТСХ путем сравнения с заведомо известными образцами сахаров была идентифицирована только глюкоза. Химические сдвиги всех протонов углеводного остатка были установлены с помощью комбинации двумерных спектров TOCSY и COSY. ¹³C-Химические сдвиги сигналов их соответствующих атомов однозначно отнесены с помощью двумерного спектра HSQC. Структура гликозида установлена с помощью спектроскопии ЯМР ¹³С (табл. 1) и ¹Н. Сигналы в спектре ЯМР ¹³С отнесены с помощью селективного двойного гетероядерного резонанса, а также путем сопоставления с литературными данными [6-9].

Таблица 1

Химические сдвиги атомов углерода гликозида

С-атом	Химический сдвиг, м.д.	С-атом	Химический сдвиг, м.д.
1	48,1	18	16,6
2	73,2	19	17,6
3	77,4	20	42,2
4	35,0	21	14,9
5	48,5	22	111,6
6	70,4	23	40,9
7	40,9	24	81,5
8	30,0	25	38,2
9	54,8	26	65,1
10	37,7	27	13,5
11	21,5
12	40,2	Glc-1	106,5
13	40,9	2	75,7
14	56,3	3	78,7
15	32,1	4	71,7
16	81,6	5	78,1
17	62,9	6	62,9

Таким образом, на основании химических и спектральных методов было установлено, что гликозид, выделенный из соплодий Allium cyrillii, имеет структуру (24S,25S)-5α-спиростан-2α,3β,6β,24-тетраол-24-О-β-D-глюкопиранозида, ранее не описанную в литературе:

Следующим этапом исследований было изучение бактерицидной, фунгицидной и рострегулирующей активности стероидных сапонинов соплодий Allium cyrillii для возможности их дальнейшего практического использования. В экспериментах использовались следующие тестовые культуры: бактерии Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Mycobacterium luteum и грибы Candida tenuis, Aspergillus niger.

Первичная оценка антимикробной активности суммы стероидных гликозидов соплодий A. cyrillii проведена с помощью метода диффузии в агар при концентрациях вещества 0,1; 0,5; 1,0 и 2,5%. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что в исследуемых пределах концентраций зон угнетения роста микроорганизмов не наблюдалось. Метод серийных разбавлений веществ позволяет установить количественные показатели минимальной ингибирующей концентрации и минимальной биоцидной концентрации относительно тестовых культур бактерий и грибов. В результате экспериментов установлено, что тестовые культуры бактерий оказались нечувствительными к действию суммы стероидных гликозидов в диапазоне концентраций 0,9–2000 мкг/см³.

В ходе изучения фунгицидных свойств суммы гликозидов установлено, что в концентрации 31,2 мкг/см³ она обладает фунгистатическими свойствами относительно тестовой культуры плесневого гриба Aspergillus niger. Отсутствие роста гриба наблюдается при 2000 мкг/см³. Тестовая культура Candida tenuis оказалась резистентной к действию суммы сапонинов.

Результаты исследований, приведенные в табл. 2, характеризуют сумму стероидных гликозидов как препарат с хорошо выраженными рострегулирующими эффектами даже в минимальной концентрации 1 мг/дм³. Так, в указанной концентрации исследуемый образец стимулирует всхожесть кресс-салата на 14%. В концентрации 10 и 100 мг/дм³ наблюдается существенный стимулирующий эффект роста стебля кресс-салата на 20 и 25%, соответственно.

Таблица 2

Количественные показатели рострегулирующей активности суммы стероидных гликозидов соплодий Allium cyrillii

№ п/п	Вещество	Концентрация соединения, мг/дм^3	Линейные размеры частей кресс-салата и всхожесть, % к контролю
			корень	стебель	всхожесть
1.	Контроль	Растворитель (ДМСО)	100,0	100,0	100,0
2.	Сумма СГ	100 10 1	61,2 68,3 97,3	125,6 120,4 85,2	82,3 100,8 114,4

Кроме того, сумма стероидных гликозидов в концентрации 10 и 100 мг/дм³ достаточно сильно ингибирует рост корня кресс-салата (на 32 и 39%, соответственно), а также всхожесть на 18% (концентрация суммы 100 мг/дм³). Ингибирующий эффект роста стебля кресс-салата установлен при действии суммы сапонинов в концентрации 1 мг/дм³.

Литература:

1. Кинтя П.К., Лазурьевский Г.В., Балашова Н.Н., Балашова И.Т., Суружиу А.И., Лях В.А. Строение и биологическая активность стероидных гликозидов ряда спиростана и фуростана. – Кишинев: Штиинца, 1987. – 142 с.

2. Берсукер И.Б., Димогло А.С., Чобан И.Н., Лазурьевский Г.В., Кинтя П.К. Корреляция между строением и противоопухолевой активностью в ряду стероидных гликозидов // Хим.-фарм. журн. – 1983. – № 12. – С. 1467-1471.

3. Васильева И.С., Удалова Ж.В., Зиновьева С.В., Пасешниченко В.А. Стероидные фуростаноловые гликозиды – новый класс природных адаптогенов // Прикладная биохимия и микробиология. – 2009. – Т. 45, № 5. – С. 517-526.

4. Толкачева Н.В., Шашков А.С., Чирва В.Я. Стероидные гликозиды луковиц Allium cyrillii (Alliaceae) // Химия природ. соедин. – 2012. – №2. – С. 243-246.

5. Толкачева Н.В., Зайцев Г.П., Качала В.В., Гришковец В.И., Чирва В.Я. Строение основного стероидного гликозида соцветий Allium cyrillii (Alliaceae). // Ученые записки ТНУ, Серия «Биология, химия». – Т. 24(63). – 2011. – №2. – С. 390-395.

6. Mimaki Y, Kuroda M, Fukasawa T, Sashida Y. Steroidal saponins from the bulbs of Allium karataviense // Chem. Pharm. Bull. – 1999. – Vol. 47. – Р. 738-743.

7. Воллернер Ю.С., Кравец С.Д., Шашков А.С., Горовиц М.Б., Абубакиров Н.К. Строение анзурогенина С и анзурозида из соплодий Allium suvorovii и A. stipitatum. // Химия природ. соедин. – 1989. – №4. – С. 505-510.

8. Morita T., Ushiroguchi T., Hayashi N., Matsuura H., Itakura Y., Fuwa T. Steroidal saponins from elefant garlic, bulbs of Allium ampeloprasum L. // Chem. Pharm. Bull. – 1988. – Vol. 36. – P. 3480-3486.

9. Воллернер Ю.С., Абдуллаев Н.Д., Горовиц М.Б., Абубакиров Н.К. Строение каратавигенина С. // Химия природ. соедин. – 1983. – №6. – С. 736-740.