53 ВЛИЯНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ РАСТЕНИЙ НА СИНТЕЗ

II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ,
Казань, 24–27 июня 2002 г
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
ВЛИЯНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ РАСТЕНИЙ НА СИНТЕЗ АЛКАЛОИДОВ
Р.Ю.Козлова, Р.Г.Оводова, Е.А.Гюнтер, В.Г.Винтер, Ю.С.Оводов
Казанский государственный университет, Казань; Институт физиологии Коми НЦ УрО
РАН, Сыктывкар, Regina.Kozlova@ksu.ru , Victor.Vinter@ksu.ru
Природное растительное сырьё является источником получения широкого ряда важных соединений, в
частности лекарственных. Однако с ухудшением экологической ситуации все большее значение приобретает синтез лекарственных веществ при помощи культуры клеток и тканей в полностью контролируемых
условиях. Каллусная культура ткани Rauwolfia serpentina Benth. является источником таких ценных продуктов вторичного метаболизма, как алкалоиды аймалин, резерпин, йохимбин и др., используемых в производстве широкого спектра лекарственных средств, в частности аймалин является ценным антиаритмическим
средством. Использование соединений, регулирующих биосинтез растений, даёт возможность увеличивать
его интенсивность в культуре ткани. По современным представлениям растительные полисахариды обладают широким спектром физиологической активности - служат распознающими молекулами при взаимодействии с симбионтами и с патогенами, участвуют в клеточной адгезии и структурной интеграции тканей, обеспечивают пористость клеточной стенки, участвуют в создании оптимальной ионной среды для активации
определённых ферментов. Целью проведенной работы было изучение влияния полисахаридов высших растений на синтез алкалоидов в растительной культуре ткани.
Для достижения поставленной цели исследовали шесть полисахаридных фракций, выделенных из
каллусной ткани Rauwolfia serpentina Benth. (RS1, RS2, RS3 и RS4) и Silene vulgaris (кислый арабиногалактан
и силенан, пектиновый полисахарид). Полисахариды вносили в питательную среду для культивирования
культуры ткани R. serpentina перед её стерилизацией в концентрации 50мг/л, 1мг/л и 0,01мг/л. Каллус выращивали в темноте при 28оС в течение 60 суток. Изменения в метаболизме культуры ткани регистрировали
по уровню накопления суммы алкалоидов, а также индольного алкалоида аймалина, составляющего до 70%
от всех синтезируемых каллусной культурой R. serpentina алкалоидов. Качественный состав алкалоидов
определяли методом восходящей тонкослойной хроматографии на пластинках "Silufol -UV 254" в системе
хлороформ-метанол-аммиак (90:10:0,2). Вели регистрацию внешнего состояния каллуса, рассчитывали коэффициент прироста биомассы.
Опыты показали, что практически все полисахаридные фракции в различной степени стимулируют
синтез алкалоидов. На накопление аймалина в биомассе особенно благоприятно сказывается присутствие в
питательной среде полисахаридных фракций RS1 и силенана в концентрации 1мг/л, а также RS2 в концентрации 0,01мг/л. При этом содержание аймалина в опытных образцах превышало контрольное более, чем в
два раза. Присутствие исследуемых полисахаридных фракций в культуральной среде способствует также
значительному увеличению суммы алкалоидов. Особенно активно культура ткани реагирует на пектины,
RS1 и RS2. Так, добавление силенана в питательную среду в концентрации 50мг/л приводит к увеличению
суммы алкалоидов в 5,8 раз. Присутствие в питательной среде силенана в концентрации 1мг/л, RS1 в концентрации 50мг/л и 1мг/л и RS2 в концентрации 0,01мг/л вызывает увеличение суммы алкалоидов более, чем в
3 раза. Остальные опытные варианты также показали значительное увеличение накопления клетками культуры ткани как суммы алкалоидов, так и аймалина в частности. С помощью тонкослойной хроматографии
показано, что кроме аймалина в опытных вариантах более активно синтезируются алкалоиды группы иохимбина, а также вомиленин и 17-0-ацетилаймалин. Количественный и качественный анализ синтезируемых
алкалоидов свидетельствует о глубоких перестройках в биосинтезе алкалоидов в культуре ткани R. Serpentina. Наличие для каждой фракции полисахаридов оптимальной концентрации, при которой воздействие на
клеточный синтез алкалоидов максимально, свидетельствует о специфичности их действия, способности
воздействовать на тонкую регуляцию путей синтеза различных алкалоидов. Можно также предположить,
что существует определенная корреляция активности полисахаридов и их моносахаридного состава.
Необходимо отметить, что полисахариды положительно влияли на состояние и прирост биомассы
культуры ткани. Она дольше не старела и по массе была на 20-30 % больше по отношению к контролю.
Возможно это также связано с присутствием в биомассе повышенного содержания алкалоидов, которым
присваивается защитная и регуляторная функции.
II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ. Стендовый доклад
53