Изучение аминокислотного состава растений Asarum europaeum L произрастающих в Узбекистане

АННОТАЦИЯ

 Целью исследования является качественный и количественный анализ аминокислот, содержащихся в растении (Asarum europaeum L), копытень европейский, который интродуцирован в Республику Узбекистан. Содержание аминокислот в листьях и корневых частях растений были изучены методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). По результатам анализа - в листовой части Asarum europaeum L идентифицировано 20 аминокислот, из которых 8 взаимозаменяемы, 8 не взаимозаменяемы и 3 частично взаимозаменяемы. В корневой части получен аналогичный результат, отличающийся только количественным содержанием аминокислот. Общее содержание аминокислот составило 8,78% для корней и 10,5% для листьев. Из отдельных аминокислот в подземных органах растения преобладает цистеин (1,69%), в то время как в листьях преобладает треонин (1,33%).

ABSTRACT

The aim of the study is a qualitative and quantitative analysis of the amino acids contained in the European plant (Asarum europaeum L ) or ostrich, which is introduced to the Republic of Uzbekistan. The leaves and root parts of the plant  were studied in HPLC using the method. For the first time, an amino acid analysis of the plant Asarum europaeum L, adapted to the conditions of Uzbekistan, was carried out. According to the results of the analysis, 20 amino acids were identified in the leaf part of Asarum europaeum L, of which 8 are interchangeable, 8 are not interchangeable and 3 are partially interchangeable .In the root part, the same result differs only in the amount of amino acids. The total amount of amino acids was 8.78% for the roots and 10.5% for the leaves. Of the individual amino acids in the underground organs of the plant, cysteine predominates (1.69%), while threonine predominates in the leaves (1.33%).

Ключевые слова: Asarum europaeum L, заменимые и незаменимые аминокислоты, цистеин, треонин, аргинин, лейцин.

Keywords: Asarum europaeum L, non-essential and non-essential amino acids, cysteine threonine, arginine, leysin.

Источником и основными районами распространения категории Asarum являются циркумбореальные флористические оазисы Северного полушария. Из 28 видов категории Asarum в Европе сохранился только один вид Asarum europaeum L, реликтовый. Копытень европейский (Asarum europaeum L), семейство Кирказоновые —(Aristolochiaceae Juss.) многолетнее травянистое поликарпическое растение [1].

В составе растений имеется около 1% эфирного масла, фенольных соединений, тритерпеноидов, высших алифатических спиртов, аминокислот, фловоноидов и алколоидов, полисахаридов [2].

Аминокислоты являются одной из важнейших единиц в организмах человека, животных и растений [3]. Белки, образованные из аминокислот, являются одним из наиболее важных компонентов всех живых клеток [4]. Аминокислоты играют роль как снижающие стресс элементы, азот и предшественники гормонов в растениях [5]. В то же время они регулируют ионную проницаемость и стоматальное раскрытие, влияют на синтез и активность ферментов, предотвращают вредное воздействие осмотического стресса на растения [6].

 Препараты на основе аминокислот как эффективные лекарственные средства назначают для лечения многих патологических процессов, а также в оздоровительно-профилактических целях. При нехватке аминокислот замедляются многие жизненно важные процессы в организме. Изучение аминокислотного состава растений имеет научную и практическую значимость.

Целью данной работы является качественное и количественное изучение аминокислотного состава Asarum europaeum L, адаптированного к климатическим условиям Республики Узбекистан.

Ранее Н.Н. Щуревич и А.А. Маркарян  в копытене европейском, известном средстве для лечения острой почечной недостаточности, с использованием ВЭЖХ обнаружили 14 аминокислот (листья/НМГ, мг/г), в том числе: серин (0,07/5,3), гистидин (0,11/5,4), глицин (0,07/2,1), треонина (0,03/3,6), аланин (0,1/13,6), аргинин (0,42/69,9), тирозин (0,13/18,3), цистеин (0,41/12,5). По количественному содержанию преобладали аргинин, цистеин и метионин [7].

Материалы и методы

Анализ ВЭЖХ ФТК-производных аминокислот. Синтез ФТК (фенилтиокарбомаил) производных аминокислот проводили по методу Steven A., Cohen Daviel [8].

Идентификацию ФТК-аминокислот проводили на хроматографе Agilent Technologies 1200 с колонкой 75x4.6 mm Discovery HS C18. Раствор А: 0,14М CН₃СOONa + 0,05% ТЭА рН 6,4, В: CH₃CN. Скорость потока 1,2 мл/мин, детектор фотометрический, λ₂₆₉ нм . Градиент %B/мин: 1-6%/0-2.5мин; 6-30%/2.51-40мин; 30-60%/40,1-45мин; 60-60%/45,1-50мин; 60-0%/50,1-55мин [9].

Обсуждение результатов

На рисунке 1 приведена хроматограмма экстрактов листьев растения Asarum europaeum L. Количественные соотношение аминокислот в разных органах  Asarum europaeum L приведены ниже:

Рисунок 1. Хроматограмма экстрактов листьев растения Asarum europaeum L

Количественные соотношение аминокислот в листьях растенияAsarum europaeum L:

– Заменимые: Sys> Glu >  Ala > Ser > Pro > Gly> Asp

– Незаменимые: Phe > Thr> Trp > Val > Met > Ile > Lys > Leu 

– Частичнозаменимые:   Arg > His

– Все: Sys > Gln > His > Arg > Sys> Ile > Val > Ala >  Leu > Glu > Asp> Asn > Phe > Gly > Trp > Lys > Ser > Tyr > Met > Pro

На рисунке 2 представлена хроматограмма аминокислот, извлеченных из корня Asarum europaeum L

Рисунок 2. Хроматограмма аминокислот, извлеченных из корня Asarum europaeum L.

Количественные соотношение аминокислот в корнях растения Asarum europaeum L:

– Заменимые: Sys > Ala > Glu > Asp > Gly > Tyr > Ser > Pro >

– Незаменимые: Thr > Ile > Leu > Phe > Trp > Lys >  Met>Val

– Частичнозаменимые:  His > Arg

– Все: Thr  >Gln > His > Arg  > Sys > Ile  > Val >Ala > Leu > Glu >Asp > Asn > Phe > Gly  >Trp > Lys > Ser > Tyr >Met> Pro

В таблице 1 приводится сравнительный анализ качественного и количественного содержания аминокислот в листьях и корнях аминокислот в листьях и корнях Asarum europaeum L.

Таблица 1.

Качественное и количественное содержание аминокислот в листьях и корнях Asarum europaeum L.

По правилам статистики в данных случаях указывается не более 2 значащих цифр. При этом не указано какая была выборка эксперимента (его повторяемость, какой вероятностный критерий и доверительный интерва. Т.е. надо показать n (например, 3 , обычно 5) и Р (0,95). Найденные значения применяются с доверительным интервалом, рассчитываются квадратичное и стандартное отклонения и т.д. Желательно привести и другой метод анализа сравнения результатов.

В результате анализа  листьев и корневых частей Asarum europaeum L. было идентифицировано 20 аминокислот [10,11].  Их общее количество составляет 8,78% для корней, 10,51% для листьев. Из них 7 являются заменяемыми аминокислотами, 9 не являются заменяемыми, 3 частично заменяемы. Следует отметить, что анализ аминокислот, содержащихся в Asarum europaeum L, адаптированных к условиям Узбекистана, был проведен нами впервые.

В корневой части Asarum europaeum L содержание треонина, в листовой части содержание цистеина и тирозина значительно выше, чем других изученных аминокислот. В то же время аминокислоты гидроксипролин, гидроксилизин и орнитин не встречаются.

Список литературы:

1. Атлас лекарственных растений России / Под ред. В.А. Быкова. — М.: Щербинская типография, 2006. — С. 140—142.
2. Щуревич Н.Н., Маркарян А.А. Копытень европейский. Химический состав, фармакологические свойства и применение в медицине // Вестник Российского университета дружбынародов. Серия «Медицина». — 2009. — № 4. — С. 175—180.
3. Zhang Z., Mao C., Shi Z., Kou X. The amino acid metabolic and carbohydrate metabolic pathway play important roles during salt-stress response in tomato // Front. Plant Sci. 2017. Vol. 8. P. 1231. DOI: 10.3389/fpls.2017.01231.
4. Biancarosa I., Espe M., Bruckner C.G., Heesch S., Liland N., Waagbo R., Lock E.J. Amino acid composition, protein content, and nitrogen-to-protein conversion factors of 21 seaweed species from Norwegian waters // Journal of Applied Phycology. 2017. Vol. 29. Pp. 1001–1009. DOI: 10.1007/s10811-016-0984-3.
5. Maeda H., Dudareva N. The shikimate pathway and aromatic amino acids biosynthesis in plants // Annu. Rev. Plant Biol. 2012. Vol. 63. Pp. 73–105. DOI: 10.1146/annurev-arplant-042811-105439.
6. Rai V.K. Role of amino acids in plant responses to stresses // Biologia Plantarum. 2002. Vol. 45. N4. Pp. 481–487. DOI: 10.1023/A:1022308229759.
7. Щуревич Н.Н., Маркарян А.А. Количественное определение основных классов бас в листьях и матричной настойке копытня европейского методом ВЭЖХ //Вестник РУДН, серия Медицина, 2010, № 4.
8. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with Folin phenol reagent// J.Biol,Chem.1951.V.193.№ 1 P 265-275.
9. Steven A., Cohen Daviel J.Amino Acid Analysis Utilizing Fheny lisotiocyanata Perivatives//Analyt.Biochem.1988-V.17-N.I.-P1-16.
10. Li P., Mai K., Trushenski J., Wu G. New developments in fish amino acid nutrition: towards functional and environ-mentally oriented aquafeeds // Amino Acids. 2009. Vol. 37. N1. Pp. 43–53. DOI: 10.1007/s00726-008-0171-1
11. Zhang Z., Mao C., Shi Z., Kou X. The amino acid metabolic and carbohydrate metabolic pathway play important roles during salt-stress response in tomato // Front. Plant Sci. 2017. Vol. 8. P. 1231. DOI: 10.3389/fpls.2017.01231.