Антирадикальная активность некоторых полифенольных соединений

Antiradical activity of some polyphenol compounds
Цитировать:
Антирадикальная активность некоторых полифенольных соединений // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Абдуллаева Г.Т. [и др.]. 2019. № 8 (62). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/7682 (дата обращения: 06.07.2022).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В данной статье изучена антирадикальная активность (АРА) по отношению к свободному радикалу 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилу (ДФПГ) трех полифенольных соединений Эуфорбин (1-О-галлоил-2,4-валонеил-3,6-гексагидроксидифеноил-β-D-глюкоза), Гетасан (бигексангидроксидифеноил-тригаллоил-глюкоза), ПС-5 (3,6-бис-О-галлоил-1,2,4-три-О-галлоил-β-D-глюкоза), выделенных из растений. Установлены количественные характеристики реакции восстановления ДФПГ исследованными полифенолами.

ABSTRACT

In this article the antiradical activity (ARA) of three polyphenolic compounds Euphorbin (1-О-halloyl-2,4-valoneyl-3,6-geksahidroksildiphenyl-β-D-glucose), Hetasan (bigeksahidroksildiphenoil-trihalloyl-glucose), ПС-5 (3,6-bis-О-galloyil-1,2,4-tri-О-halloyl-β-D-glucose), isolated from plants. The quantitative characteristics of the reaction of DPPH reduction by the studied polyphenols were established.

 

Ключевые слова: свободные радикалы, ДФПГ, константа реакции, полифенольных соединений, рутан, гетасан, эуфорбин.

Keywords: free radicals, DPPH, rate constant, polyphenolic compounds, rutan, hetasan, euphorbin.

 

Введение. В патогенезе клетки важную роль играет повреждающее действие свободных радикалов и активных форм кислорода [7, 9]. Наиболее опасным фактором является воздействие продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Повышение уровня ПОЛ в клетке приводит к изменению внутри- и межклеточных взаимоотношений, расщеплению АТФ и аминокислот, деполяризации ДНК, изменению активности цитоплазматических ферментов, изменению осмотического давления, нарушению структуры мембран и функции клеток и в конечном итоге может приводить к гибели клеток.

В настоящее время коррекция в процесса ПОЛ повреждающая мембран клетку мембран антирадикальными и антиоксидантными средствами широко исследуется в фармакологии и медицине. В фармакологии используется коррекция процесса ПОЛ, где на клетках проводится интенсивное изучение биологических свойств флавоноидов — растительных пигментов, входящих в группу ОН-содержащих полифенолов [7, 8, 9]. В литературе АОА полифенолы связывают с их способностью хелатировать различные ионы металлов [1], так и непосредственно взаимодействовать с активными формами кислорода: О2· [2], OH-радикалами [3] и синглетным кислородом [4]. Кроме того, полифенолы могут взаимодействовать и/или связывать компоненты реакционной среды [5], что может приводить к искажению результатов. В этом отношении полезно использовать соединения, несущие свободную валентность, каковым является стабильные органические радикалы [6]. К примеру, орто-замещенные дифенолы имеют четыре электрона, которые могут восстанавливать различные радикалы [10]. В связи с этим антирадикальная активность полифенолов может быть связана непосредственно с их АОА. Поэтому сегодня актуальным является поиск новых эффективных антирадикалных и антиоксидантных препаратов из полифенолов.

В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы является исследование антирадикальной активности некоторых полифенольных соединениями׃ выделенных из растения Euphorbia ferganensis B.Fedtch полифенола эуфорбин, выделенных из растения Geranium sanguineum полифенола гетасан, выделенных из растения Rhus coriaria полифенола ПС-5.

Мы в экспериментах исследовали антирадикальную активность (АРА) препаратов. Для этого нами была использована методика, основанная на способности антиоксидантов восстанавливать молекулы 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (ДФПГ) [10]. Мы изучали кинетику рекомбинации препаратов со стабильным радикалом ДФПГ. При добавлении полифенолов в спиртовой раствор ДФПГ происходит изменение окраски раствора, что соответствует переходу ДФПГ в нерадикальную форму. На рисунках (1; 2; 3) (экспериментальными точками) представлены кинетика изменения оптической плотности раствора ДФПГ при добавлении исследуемых нами трех препаратов (1-эуфорбин, 2-гетасан, 3-ПС-5).

 

Рисунок 1. Антирадикальная активность полифенола эуфорбина

 

Рисунок 2. Антирадикальная активность полифенола гетасана

 

Рисунок 3. Антирадикальная активность полифенола ПС-5

 

Из экспериментальных данных следует, что изучаемые соединения обладают высокой способностью к тушению свободных радикалов. Для количественной оценки антирадикальной активности мы использовали параметр t50 – время необходимое для снижения исходной концентрации стабильных радикалов при реакции их с изучаемыми препаратами на 50% [10]. В реакции ДФПГ с полифенолами t50 при 20 оС составляет для препарата 1 - 90 с (при соотношении основного вещества к ДФПГ 1:1), препарата 2 - 180 с (соотношение 1:1), для препарата 3 – 45 с (соотношение 1:1). Следовательно, по реакционной способности препарат 3 превосходит остальные препараты в 2 и более раз. Для сравнения можно привести данные работы [10], t50 при 20оС при эквимолярном соотношении унитиола к ДПФГ составляла 9,8 мин.

Анализ кинетических кривых показывает, что большая часть молекул ДФПГ восстанавливается в первые 5 минут реакции, в дальнейшем реакция восстановления проходит более медленно. Полученные данные согласуются с литературными [4]. Известно, что полифенолы, в отличие от низкомолекулярных соединений (a-токоферол, аскорбиновая кислота, низкомолекулярные фенолы и др.) обладают как быстро, так и медленно действующей АРА, возможно, поэтому кинетические кривые не укладываются на прямые в координатах для реакции второго порядка, как наблюдалось в работе [10]. По-видимому, в данном случае имеют место как прямые реакции исследуемых препаратов с молекулами ДФПГ с образованием неактивных продуктов (кинетика первого порядка), так и реакции, связанные со способностью молекул ДФПГ образовывать промежуточные донорно-акцепторные комплексы, которые реагируют с новыми молекулами ДФПГ (кинетика второго порядка) [10].

Если все соединения, входящие в состав препарата, или их часть обладают антирадикальной активностью по отношению к ДФПГ, то можно для каждого из них написать реакцию:

Ci + CDPPG   2·CDPPG* + CDPPG** + Ci* ,

где Ci и CDPPGконцентрации каждого индивидуальных полифенолов, входящих в состав экстракта, и ДФПГ;

2·CDPPG* - промежуточного донор-акцепторного комплекса;

CDPPG** - мономера восстановленной молекулы ДФПГ;

Ci* - продукта полифенола после передачи электронов.

Тогда можно написать уравнение восстанов­ления ДФПГ в виде:

,

где i относится к одному из индивидуальных полифенолов.

Суммарную реакцию параллельных процессов взаимодействия суммы полифенолов с ДФПГ можно представить в следующем виде:

,

где CDPPG концентрация ДФПГ, k1eff и k2eff -эффективные константы реакции первого и второго порядка.

В результате построения кривой нелинейной регрессии и решения приведенного уравнения и экспериментальных данных найдены k1eff и k2eff. Погрешность суммы отклонений аналитической кривой и экспериментальных точек не более чем 10-4. Величины k1eff и k2eff позволяют сравнить антирадикальные активности изучаемых препаратов.


Значения рассчитанных на основе нелинейной регрессии эффективных констант реакции k1eff и k2eff,

 

Препарат 1

Препарат 2

Препарат 3

k1eff (мин-1)´10-4

3,53

1,26

4,53

k2eff (М-1× min-1)

0,74

0,56

2,1

 

Как видно, наиболее эффективными антирадикальными свойствами обладает препарат 3, для которого константы первого и второго порядка наибольшие: 4,53 10-4 (мин-1) и 2,1 (М-1× мин-1), соответственно.

Полученные значения констант k2eff скоростей реакций ДФПГ с комплексными препаратами выше, чем для низкомолекулярных антиоксидантов, так, например, для унитиола эта константа составляет всего 0,37 (М-1× мин-1) [9].

Таким образом, скорость реакции изученных препаратов с ДФПГ различна. Все изученные препараты обладают высокой антирадикальной активностью по сравнению с известными антиоксидантами.

 

Список литературы:
1. V.D.Tripathi , R.P.Rastogi, J Sci Ind Res., 40, 116-24 (1981).
2. U. Takahama, Photochem Photobiol., 42, 89-91 (1985).
3. U.Takahama, Plant Physiol., 74, 852-855 (1984)
4. U.Takahama, R.J.Youngman, E.F.Elstner, Photobiochem. Photobiophys., 7, 175-181, (1984).
5. K.M.Riedl, S.Carando, H.M.Alessio, M.McCarthy, A.E., Free radicals in Food., 807, 188-200 (2002).
6. T.Yokozawa, C.P.Chen, T.Tanaka, G.-I.Nonaka, I.Nishioka, Biochem. Pharmacol., 56, 13–222 (1998).
7. Nohl H. "Oxigen radical release in mitochondria: influence of age". In: "Free Radical, Aging and Degenerative Disease", Ed. by Johson JE, New York, 1986; 8:77-97.
8. Hanaski Y, Ogawa S, Fukui S. "The correlation between active oxygen scavenging and antioxidative effects of flavonoids". Free Radic Biol Med 1994; 16(6): 845-850).
9. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы и антиоксиданты. // Вестник РАМН. - 1998. - №8. - С.43-51.
10. Т.В.Починок, М.Л.Тараховский, В.А.Портнягина, М.Ф.Денисова, В.А. Вонсяцкий, А.Н.Александров, В.А. Мельничук, Хим. Фарм. журн., № 5, 565-567 (1985).

 

Информация об авторах

ст. науч. сотр., PhD, Институт биоорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Senior Researcher, PhD, Institute of Bioorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р биол. наук, проф., зам. дир., Институт биофизики и биохимии при НУУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент

DSc, prof., Deputy Director, Institute of Biophysics and Biochemistry at the NUUz, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р биол. наук, ст. науч. сотрудник, Институт биофизики и биохимии при НУУз, Узбекистан, г. Ташкент

DcS, senior researcher, Institute of Biophysics and biochemistry, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р биол. наук, профессор Национальный Университет Узбекистана,  Узбекистан, г. Ташкент

professor, DcS, National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

д-р хим. наук, ведущий науч. сотр. экспериментально-технологической лаборатории Института биоорганической химии имени А. Садыкова АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Dr. Chemistry. Sci., Leading Researcher at the Experimental Technological Laboratory of the Institute of Bioorganic Chemistry named after A. Sadykov ASRUz, Republic of Uzbekistan, Tashkent

канд. биол. наук, доц., зав. кафедрой «Биотехнология», Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Candidate of Biological Sciences Associate Professor Head of the Department "Biotechnology", Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top