АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ РАСТЕНИЯ Rubus caesius (СИЗИЙ ЕЖЕВИЧНИК)

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлена краткая биологическая классификация и ареалы распространения растения Rubus caesius — сизая ежевика, относящегося к роду Rubus семейства Rosaceae, собранного в 2024 году в Узбекистанском районе Ферганской области Республики Узбекистан. Описаны методы изучения и результаты анализа наличия 20 важных аминокислот в различных органах растения (корне, стебле, листьях, цветках), а также их научная интерпретация. Также приведены сведения из научных источников о значении этих аминокислот для живого организма и их воздействии на организм. В работе представлены методы исследования и сравнительный анализ содержания аминокислот в незрелых и зрелых плодах растения Rubus caesius, собранных в разное время по указанному адресу.

ABSTRACT

This article presents a brief biological classification and distribution regions of the plant Rubus caesius — European dewberry, belonging to the genus Rubus of the Rosaceae family, collected in 2024 from the Uzbekistan district of Fergana region, Republic of Uzbekistan. The methods of studying and analyzing the presence of 20 essential amino acids in various parts of the plant (root, stem, leaf, flower) are described, along with the obtained results and their interpretation. The importance of these amino acids for living organisms and their effects on the organism, based on scientific sources, are also discussed. Additionally, the article provides methods and comparative analysis of the amino acid content in unripe and ripe fruits of Rubus caesius, collected at different times from the specified location.

Ключевые слова: Rubus caesius, метод Стивена и Коэна, тирозин, гистидин, пролин, аминокислоты.

Keywords: Rubus caesius, Stephen and Cohen method, tyrosine, histidine, proline, amino acids.

Введение

В настоящее время важность биологически активных веществ (БАВ), полученных из лекарственных растений, а также добавок к пище, наряду с использованием традиционных лекарств, постоянно возрастает в лечении заболеваний, встречающихся среди людей. Таким образом, перед учеными в этой области стоит задача изучения химического состава природных источников, особенно растений, и разработки на основе этих исследований новых лекарственных средств. Одним из решений вышеуказанной актуальной проблемы является изучение химического состава растения Rubus caesius L, произрастающего на территории Республики Узбекистан. В рамках этой цели проводится изучение его аминокислот, витаминов, флавоноидов, макро- и микроэлементов, а также поэтапная разработка пищевых добавок на основе полученных результатов. Далее приведены данные о растении Rubus caesius L и проведенные исследования, связанные с изучением его химического состава, особенно состава аминокислот.

Растение Rubus caesius L, или сизая ежевика, относящееся к роду Rubus семейства Rosaceae, является одним из широко распространенных лекарственных растений в Республике Узбекистан [1]. В мире насчитывается более 400 видов растений, относящихся к семейству розоцветных, а в Центральной Азии распространено 266 видов, относящихся к 32 родам этого семейства, из которых в Узбекистане встречается 96 видов, относящихся к 11 родам [2]. Растение выращивается в предгорьях, по берегам каналов и в приусадебных участках в Ташкентской, Сырдарьинской, Джизакской, Ферганской, Наманганской и Кашкадарьинской областях. Проанализировав научные источники, касающиеся сизой ежевики, мы поставили перед собой задачу комплексного анализа химического состава этого растения и создания пищевых добавок для использования в народной медицине. Биологическая классификация растения, его значение в народной медицине, а также содержание макро- и микроэлементов в листьях были изложены в наших предыдущих работах [3-5].

Материалы и методы исследования

Образцы растения Rubus caesius, собранные 20 апреля 2024 года в кишлаке Кулибек Узбекского района Ферганской области, были разделены на отдельные органы, после чего поэтапно исследовался их химический состав. Для определения аминокислотного состава корня, стебля, листьев и цветков сизой ежевики использовался метод Стивена и Коэна, ранее применявшийся для анализа образцов Lonicera nummularifolia [6]. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) представляет собой аналитический метод, предназначенный для точного разделения, идентификации и количественного определения компонентов сложных смесей. Система ВЭЖХ основана на проталкивании подвижной фазы под высоким давлением через колонку, заполненную неподвижной фазой в виде мелкодисперсного адсорбента. В этом процессе каждый компонент взаимодействует с адсорбентом по-своему, что приводит к их движению по колонке с различной скоростью и, как следствие, к эффективному разделению смеси. Метод ВЭЖХ широко используется в фармацевтике, пищевой промышленности, медицине и биохимических исследованиях благодаря высокой чувствительности и воспроизводимости результатов [7] .

С помощью этого метода предварительно измельчённые и унифицированные образцы (корень, стебель, листья и цветки) подвергались экстракции белков и пептидов деионизированной водой. Для осаждения белков и пептидов в центрифужные пробирки добавлялось по 1 мл экстракта и по 1 мл 20%-ной трихлоруксусной кислоты. Через 10 минут образовавшийся осадок центрифугировали в течение 15 минут при скорости 8000 об./мин.

Надосадочную жидкость (0,1 мл) отделяли и высушивали. Полученный гидролизат упаривали, а сухой остаток растворяли в смеси триэтиламина, ацетонитрила и воды (в соотношении 1:7:1), затем снова высушивали. Для нейтрализации кислоты данная процедура повторялась дважды. В результате реакции аминокислот с фенилтиоцианатом образовывались производные фенилтиокарбамина.

Для идентификации аминокислотных производных применялась высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Хроматографический анализ проводился на приборе Agilent Technologies с детектором DAD 1200 и колонкой размером 75×4,6 мм Discovery HSC 18.

Растворитель A: 0,14 M CH₃COONa + 0,05% TEA; растворитель B: CH₃CN.

Скорость потока — 1,2 мл/мин; длина волны поглощения — 269 нм.

Градиент % V/мин:

1–6% / 0–2.5 мин;

7–30% / 2.51–40 мин;

31–60% / 40.1–45 мин;

60–60% / 45.1–50 мин;

60-0%/ 50.1-55 мин.

Результаты и обсуждение

В следующей таблице 1 приведены результаты анализа аминокислотного состава корня, стебля, листа и цветка растения Rubus caesius — сизой ежевики, собранной в селе Кулибек Узбекского района Ферганской области. Данные таблицы составлены на основе спектров аминокислотных соединений образцов, представленных на рисунках 1–4.

Таблица 1.

Содержание аминокислот в органах растения Rubus caesius (мг/г)

Анализ аминокислотного состава корня растения Rubus caesius показал, что глутаминовая кислота, глицин, гистидин, глутамин, изолейцин, серин и аспарагин содержатся в несколько большем количестве. В корне растения Rubus caesius выявлено значительное содержание глутаминовой кислоты, что указывает на потенциальную биологическую активность этого компонента. Известно, что глутаминовая кислота играет важную роль в метаболизме клеток и может быть полезной для поддержания функций нервной системы, что усиливает интерес к применению данного растения в разработке натуральных биологически активных добавок. [8].

Из таблицы 1 видно, что корень данного растения является богатым источником глутаминовой кислоты. Кроме того, в корне также содержится значительное количество аминокислоты глутамина.

В стебле и листьях растения Rubus caesius содержание тирозина по количеству превышает остальные аминокислоты, что является одним из полезных свойств этих частей растения. Тирозин — важная аминокислота, которая синтезируется в организме человека преимущественно из фенилаланина и частично поступает с пищей. Тирозин играет значительную роль в синтезе нейромедиаторов, таких как дофамин, норадреналин и адреналин, что обусловливает его участие в регуляции нервной деятельности, обмена веществ и функционирования эндокринной системы. Благодаря этим свойствам, высокое содержание тирозина в листьях и стебле растения Rubus caesius может рассматриваться как ценный биохимический показатель при оценке его потенциала для использования в нутрицевтике. Оно существует в изомерной форме — L-тирозин [9].

Также установлено, что в стебле растения присутствуют все важные аминокислоты, при этом содержание таких аминокислот, как аланин, аргинин, цистеин, глутамин и серин немного выше по сравнению с другими.

В листьях и цветках растения Rubus caesius общее содержание аминокислот несколько ниже, чем в корне и стебле. Однако глутамин, который в большом количестве содержится в корне и листьях, также присутствует в значительном количестве и в цветках. Особенно высоко содержание глутамина в цветках по сравнению с другими органами растения.

В листьях растения также в заметных количествах присутствуют такие аминокислоты, как тирозин, лейцин, валин, лизин и метионин.

Анализ аминокислотного состава показывает, что растение Rubus caesius — сизая ежевика, богато такими важными аминокислотами, как глутаминовая кислота, глутамин, тирозин, глицин и гистидин из общего числа 20 необходимых аминокислот.

Учитывая тот факт, что плоды растения активно употребляются местным населением, нами был проведён сравнительный анализ аминокислотного состава незрелых и зрелых плодов Rubus caesius, собранных в период активной вегетации — в начале и в конце июня 2024 года (в частности, 23 июня) в селе Кулибек Ферганской области, Узбекистан. Выбор данных сроков обусловлен разной фазой созревания плодов, что позволяет оценить динамику накопления аминокислот в процессе их биологического созревания. Анализ проводился тем же методом, что и для других органов растения.

На рисунках 5 и 6 представлены спектры аминокислотных данных плодов Rubus caesius.

Далее приведены результаты изучения аминокислотного состава незрелых и зрелых плодов Rubus caesius (таблица 2).

Таблица 2.

Количество аминокислот в плодах Rubus caesius (мг/г)

Аминокислотный состав зрелых плодов растения Rubus caesius – сизая ежевика показывает, что содержание тирозина даже выше, чем в стебле этого растения. Тирозин может быть использован для улучшения деятельности мозга, усиления памяти и укрепления иммунной системы. Однако неправильное использование может привести к гипертиреозу. Это аминокислота может служить средством от стресса и депрессии, а также веществом, увеличивающим силу и физическую активность. Для достижения такого же эффекта не обязательно обращаться к фармацевтическим препаратам. В природе есть все необходимые компоненты для того, чтобы человек мог получить запасы аминокислот из натуральных продуктов. Этот метод практически никогда не приводит к негативным последствиям. Поэтому Rubus caesius является богатым источником тирозина, и это растение широко используется в народной медицине.

В сыром плоде Rubus caesius выделяется более высокое содержание аминокислоты пролина. Пролин является заменимой аминокислотой, которая синтезируется в организме человека из глутаминовой кислоты. Он участвует в синтезе коллагена вместе с глицином и аскорбиновой кислотой. Пролин помогает бороться с атеросклерозом, раком, мышечной слабостью, очищает сосуды от кровяных сгустков, снижает артериальное давление и укрепляет сердечную мышцу [10]. Пролин синтезируется из глутамина, который присутствует во всех органах фиолетовой ежевики, и, хотя его количество относительно небольшое, это может быть основой для накопления пролина в сыром плоде растения.

Аминокислота гистидин в большем количестве содержится в корне растения, но с уменьшением концентрации в стебле, листьях и цветках, а затем снова увеличивается в сыром и зрелом плоде растения.

Заключение

В ходе исследования, проведенного в селе Кулбек Ферганской области, Узбекистан, было установлено, что в растении Rubus caesius – сизой ежевике присутствуют 20 различных аминокислот. Количество этих аминокислот в разных частях растения отличается. Описано значение аминокислот, количество которых в отдельных органах растения было относительно более высокое, а также их процессы взаимного образования. Анализ состава аминокислот и применение Rubus caesius в народной медицине показывает, что это растение открывает широкие перспективы для производства пищевых добавок и фитопрепаратов.

Список литературы:

1. Matkarimova A.A., Mahkamov T.X., Maxmudova M.M., Azizov X.Ya., Vaisova G.B.  Botanika (Oʻquv qoʻllanma) // –T.2018.  – 242 p.
2. Pratov Oʻ., Shamsuvaliyeva L., Sulaymonov E., Axunov X., Ibodov K., Mahmudov V.  Botanika // –T.2010. –216 p.
3. Asqarov I.R., Xoʻjayev V.U., Muxtorova Sh.M., Muqimjonova U.V. Rubus caesius bargi tarkibidagi aminokislotalarni YUSSX usulida aniqlash // Andijon.Tovarlar kimyosi hamda xalq tabobati muammolari va istiqbollari. XI Xalqaro ilmiy-amaliy konferensiya. – 11-12 Sentabr.  –2024. –129-131 p.
4. Asqarov I.R., Xoʻjayev V.U., Muxtorova Sh.M., Muqimjonova U.V. Rubus caesius guli tarkibidagi makro- va mikroelementlar tahlili // Andijon.Tovarlar kimyosi hamda xalq tabobati muammolari va istiqbollari. XI Xalqaro ilmiy-amaliy konferensiya. –11-12 Sentabr. –2024. –146-148 p.
5. Muxtorova Sh.M., Xoʻjayev V.U., Muqimjonova U.V. Zangori maymunjonning biologik tasnifi hamda shifobaxsh xususiyatlari // Namangan. Bioorganik kimyo fani muammolari. X Respublika Yosh kimyogarlar ilmiy-amaliy konferensiyasi. –22-23 Noyabr. –2024. –70-71 p.
6. Steven A., Cohen Daviel J.  Amino acid analysis utilizing phenylisothiocyanata derivatives // Jour. Analytical Biochemistry – 1988. – V.17.-№1. – P.1-16.
7. Valverde S. The Essentials of High-Performance Liquid Chromatography (HPLC): Principles, Applications, and Advances // Journal of Chromatography & Separation Techniques. – 2024. – Vol 15. – P. 1.
8. Б. С. Мелдрам Глутамат как нейромедиатор в мозге/ / Обзор физиологии и патологии. Журнал «Питание». –2000 г. – C. 1007– 1015.
9. А. М. Шапошников Тирозин // Большая медицинская энциклопедия // гл. ред. Б. В. Петровский.- 3-е изд.. - М.: Советская энциклопедия, –1985. – Т. 25. – С. 544 .
10. Н. Ткачева, Т.Елисеева. Пролин - описание, польза, влияние на организм и лучшие источники. // Здорового питания и диетологии. –2019 г. –№1. Том. 7. –С. 5