ВЭЖХ-МС АНАЛИЗ СОСТАВА АЛКАЛОИДОВ ЛИСТЬЕВ, КОРНЕЙ И КАЛЛУСНОЙ ТКАНИ CATHARANTHUS ROSEUS Ромашко С.Н., Янцевич А.В.1, Молчан О.В., Юрин В.М. Белорусский Государственный Университет, Минск, Беларусь, svetlan_rom@mail.ru 1 Институт биоорганической химии НАН Беларуси, Минск, Беларусь Catharanthus roseus является одним из наиболее изученных растений, обладающих противоопухолевой активностью. Терпеновые индольные алкалоиды (ТИА), содержащиеся в растении, обладают широким спектром физиологических активностей и, в связи с этим, представляют большой интерес для фармацевтической промышленности. Лекарственные свойства растения обусловлены присутствием в нем алкалоидов бисиндольной природы (винбластин и винкристин), обладающих противоопухолевой активностью, а также алкалоидов моно-индольной природы (серпентин, аймалицин и др.), проявляющих гипотензивные свойства [1]. Однако, несмотря на то, что биохимические особенности C. roseus исследуется уже на протяжении более чем 30 лет, остается ряд спорных и не изученных вопросов, касающихся синтеза и накопления ТИА [1]. Учитывая важность катарантуса розового для развития сырьевой базы лекарственных растений в Беларуси, установление качественного и количественного состава ТИА C. roseus, культивируемого в искусственных условиях, in vivo и in vitro представляется особенно актуальным. Одним из лимитирующих факторов биосинтеза фармакологически значимых бис-индольных алкалоидов, является накопление в клетках C. roseus их непосредственных предшественников – виндолина и катарантина. Проведенный нами хромато-масс-спектрометрический анализ показал, что в надземной части растения виндолина (458 m/z, 456,5 а.е.м.) накапливается существенно больше, чем катарантина (337 m/z, 336,4 а.е.м.) (рисунок 1А). В то время как, содержание катарантина в корнях гораздо больше, чем в листьях (рисунок 1А,Б). Также нет ясности в вопросе о локализации бис-индольных алкалоидов. Многие авторы считают, что только клетки листьев, но не корней C. roseus, способны к синтезу и их накоплению [2]. Однако нами показано, что в корневой системе C. roseus все же происходит аккумулирование бис-индольных алкалоидов. 139 Sample_01 #42-102 RT: 0.24-0.58 AV: 61 F: ITMS + c ESI Full ms [50.00-1000.00] NL: 3.31E4 458.03 32000 30000 28000 26000 24000 22000 Intensity 20000 18000 16000 14000 12000 457.00 10000 8000 6000 823.50 4000 189.10 2000 144.95 122.81 0 100 348.71 398.14 335.90 190.00 200 300 805.65 459.92 491.75 540.82 400 500 609.77 685.76 741.61 791.58 600 700 824.43 826.43 800 881.23 900 959.25 1000 m/z А Sample_02 #51-83 RT: 0.29-0.47 AV: 33 F: ITMS + c ESI Full ms [50.00-1000.00] NL: 2.25E4 349.73 22000 20000 18000 16000 Intensity 14000 12000 10000 8000 6000 337.77 350.76 4000 320.66 353.80 2000 0 144.68 145.71 150 805.48 397.69 263.76 235.70 200 250 487.61 398.69 300 350 400 450 500 m/z 687.73 515.63 550 606.67 636.68 600 650 806.45 825.41 709.35 700 750 800 850 Б Sample_03 #54-81 RT: 0.31-0.46 AV: 28 F: ITMS + c ESI Full ms [50.00-1000.00] NL: 4.32E3 349.90 4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 353.74 Intensity 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 531.50 1200 1000 800 600 144.53 400 200 0 263.62 117.51 100 349.24 339.81 323.75 317.70 354.79 383.69 160.59 200 511.56 532.63 593.71 500.65 429.54 300 400 500 600 705.39 769.46 685.62 765.44 770.49 679.58 700 871.46 800 m/z В А – лист; Б – корень; В – каллус. Рисунок 1 – Масс-спектры экстрактов C. Roseus 140 903.30 900 965.23 1000 Так, были идентифицированы следующие соединения данного класса: дегидро-3',4'-ангидровинбластин (791 m/z, 790,9 а.е.м.), дегидровинбластин и (или) леурозин (809 m/z, 808,9 а.е.м., 808,9 а.е.м.), винкристин и (или) катарин (826 m/z, 824,9 а. е. м., 824,9 а. е. м.) (рисунок 1). Кроме того, в листьях и корнях были обнаружены моно-индольные алкалоиды, такие как: серпентин, аймалицин, таберсонин, катенамин, лохнерицин, альстонин и др. При этом, только в надземной части растения присутствовали резерпин и дегидройохимбин, и только в корневой системе – хорхаммерицин и стриктозидин. Основными алкалоидами каллуса C. roseus являлись серпентин (350 m/z, 349,4 а.е.м.) и аймалицин (354 m/z, 352,4 а.е.м.) (рисунок 1В). Также в каллусной ткани были обнаружены катенамин (352 m/z, 351,5 а. е. м.) и универсальный предшественник всех ТИА – стриктозидин (531,5 m/z, 530,5 а. е. м.). Накопление последнего в культуре ткани значительно превышало содержание данного алкалоида в корнях и листьях C. roseus. Так, как уже упоминалось, в листьях стриктозидин не был обнаружен вообще, а в корнях он присутствовал в следовых количествах. Вероятно, включение стриктозидина в дальнейшие биосинтетические реакции образования ТИА в тканях нативных растений осуществляется гораздо быстрее, чем в недифференцированных клетках культур. В связи с этим, стриктозидин накапливается в клетках каллуса. Кроме того, в незначительном количестве в каллусной ткани присутствовали катарантин, таберсонин, дегидройохимбин, хорхаммерицин и др. Таким образом, в работе было установлено, что в корнях C. roseus присутствуют фармакологически ценные бис-индольные алкалоиды, среди которых преобладающим являлся дегидро-3'4'-ангидровинбластин. Накопление виндолина в листьях C. roseus, культивируемого в искусственных условиях, осуществляется гораздо интенсивнее, чем катарантина. В корнях, напротив, содержание катарантина существенно больше, чем виндолина. Кроме того, для каллусных культур C. roseus характерен высокий уровень накопления стриктозидина. Литература 1. Loyola-Vargas, V.M., Galaz-Avalos, R.M., Ku-Cauich, R. Catharanthus biosynthetic enzymes: the road ahead // Phytochem. Rev. – 2007. – Vol. 6. – P. 307–339. 2. Verma, P., Mathur, A.K., Srivastava, A., Mathur, A. Emerging trends in research on spatial and temporal organization of terpenoid indole alkaloid pathway in Catharanthus roseus: a literature update // Protoplasma. – 2012. – Vol. 249, №2. – P. 255–268. 141