„Фитохемијска Анализа И Биолошка Активност Екстраката Prunus Mahaleb L., P
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
УНИВЕРЗИТЕТ У БЕОГРАДУ БИОЛОШКИ ФАКУЛТЕТ Ивона З. Величковић „Фитохемијска анализа и биолошка активност екстраката Prunus mahaleb L., P. spinosa L., Rubus discolor Weihe & Nees и R. serpens Weihe ex Lej & Court (Rosaceae)“ докторска дисертација Београд, 2021 UNIVERSITY OF BELGRADE FACULTY OF BIOLOGY Ivona Z. Veličković „Phytochemical analysis and biological activity of Prunus mahaleb L., P. spinosa L., Rubus discolor Weihe & Nees and R. serpens Weihe ex Lej & Court extracts (Rosaceae)“ Doctoral Dissertation Belgrade, 2021 Комисија за оцену и одбрану докторске дисертације: Др Славица Грујић, доцент, ментор Универзитет у Београду – Биолошки факултет _____________________________________ Др Жељко Жижак, виши научни сарадник, ментор Институт за онкологију и радиологију Србије ____________________________________ Др Наташа Симин, ванредни професор, члан Универзитет у Новом Саду – Природно-математички факултет _____________________________________ Др Марија Иванов, научни сарадник, члан Универзитет у Београду – Институт за биолошка истраживања „Синиша Станковић“, Институт од Националног значаја за Републику Србију _____________________________________ Др Соња Дулетић-Лаушевић, редовни професор, члан Универзитет у Београду – Биолошки факултет _____________________________________ Датум одбране: _____________________ Захвалница Овом приликом бих желела да искажем захвалност свима који су дали допринос приликом израде ове докторске дисертације. Најпре бих захвалила својим менторима – Др Славици Грујић на дугогодишњој сарадњи, на помоћи приликом конципирања теме, великој подршци и стручним саветима приликом писања докторске дисертације чиме је њен квалитет знатно побољшан; Др Жељку Жишку на увек јасним и прецизним одговорима на сва моја питања у вези са антипролиферативном активношћу, као и на корисним сугестијама приликом писања радова и тезе. Др Марији Иванов захваљујем на помоћи приликом одређивања антимикробне активности екстраката, на стручним саветима и ведрини којом је олакшала и улепшала наш рад у лабораторији. Велику захвалност дугујем и свим колегама из Миколошке лабораторије, посебно Др Марини Соковић и мом колеги и пријатељу, Дејану Стојковићу, на пријатној радној атмосфери, предусретљивости и стручним саветима. Професорки Др Наташи Симин захваљујем на LC-MS/MS анализи екстраката, на професионалности и изузетној посвећености приликом читања радова и тезе. Професорки Др Соњи Дулетић-Лаушевић дугујем велику искрену захвалност на корисним саветима приликом писања докторске тезе, на спремности да несебично подели знање и увек помогне. Велико хвала на пријатељству и подршци током свих ових година. Професору Др Петру Марину хвала на указаном поверењу да учествујем на пројекту „Микроморфолошка, фитохемијска и молекуларна истраживања – систематски, еколошки и применљиви аспекти“, на помоћи приликом прикупљања биљног материјала и његовој детерминацији. Професору Др Зорану Кривошеју најсрдачније захваљујем на детерминацији биљног материјала. Велику захвалност дугујем свим колегама са Катедре за морфологију и систематику биљака који су свако на свој начин помагали током свих фаза израде ове докторске дисертације, посебно Др Данки Буквички и Др Немањи Рајчевић на стручним и пријатељским саветима. Неизмерну захвалност дугујем мојим колегиницама и пријатељицама, Јасмини Градојевић, Др Ксенији Милески, Др Ани Алимпић Арадски и Мариани Оалђе на колегијалности, несебично подељеном знању, стручним саветима и помоћи у свим фазама израде докторске тезе, на пријатељству и подршци коју су ми пружале и дивној сарадњи због које је сваки посао постао лак и забаван, а свака препрека премостива. Највећу захвалност ипак дугујем својој породици и пријатељима. Мојим бакама, Вери и Драгици, на љубави и подршци током целог живота, посебно мојој Дади што ми је усадила жељу за учењем и образовањем, бескрајно хвала. Мојим родитељима, Верици и Зорану дугујем неизрециву захвалност за безусловну љубав и што су сестру и мене научили правим, непролазним вредностима, на разумевању за моје изборе и подршци да остварим своје снове. Огромну захвалност дугујем и родитељима свог супруга, Гордани и Мирољубу, што су свих ових година били и моји други родитељи, без ваше љубави и подршке ово заиста не би било могуће. Сестри Тијани, мом највећем животном пријатељу, и њеној породици дугујем неизмерну захвалност за сву љубав, разумевање и подршку коју ми увек и свуда пружају. Лени, Сари и Матији хвала за сваки осмех, пољубац и загрљај, учинили сте да овај пут буде лакши. Не постоје речи којима бих могла да искажем захвалност коју осећам према мојим момцима, мом супругу Марку и синовима Лазару и Богдану, што су били моја оаза љубави и спокоја, покретачка снага и инспирација свих ових година, због тога њима овај рад и посвећујем. Аутор Докторска дисертација је урађена у оквиру пројекта Министарства просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије „Микроморфолошка, фитохемијска и молекуларна истраживања – систематски, еколошки и применљиви аспекти“ (ОИ173029). Експериментални део докторске дисертације је урађен у следећим лабораторијама: ➢ Фитохемијској лабораторији Катедре за морфологију и систематику биљака Биолошког факултета Универзитета у Београду, ➢ Лабораторији за модификаторе биолошког одговора Института за онкологију и радиологију Србије, ➢ Лабораторији за испитивање природних ресурса фармаколошки и биолошки активних једињења Департмана за хемију, биохемију и заштиту животне средине Природно-математичког факултета Универзитета у Новом Саду и ➢ Миколошкој лабораторији Одељења за физиологију биљака Института за биолошка истраживања „Синиша Станковић“ – Института од националног значаја за Републику Србију Универзитета у Београду. Фитохемијска анализа и биолошка активност екстраката Prunus mahaleb L., P. spinosa L., Rubus discolor Weihe & Nees и R. serpens Weihe ex Lej & Court (Rosaceae) САЖЕТАК Циљ ове докторске дисертације је био испитивање хемијског састава и биолошких активности екстраката листова и плодова P. mahaleb, P. spinosa, R. discolor и R. serpens. Екстракти су добијени ултразвучном екстракцијом екстрагенсима различите поларности (вода, етанол и ацетон). Естракти листова и плодова R. discolor и R. serpens су били богатији фенолним једињењима од екстраката врста рода Prunus. LC-MS/MS методом је квантификовано 11 фенолних киселина и семиквантификовано 5 антоцијана. У њиховим екстрактима преовлађивале су хлорогенска, кафена и гална киселина, док је најзаступљенији антоцијанин у екстрактима плодова био цијанидин-глукозид/галактозид. Доминантне фенолне киселине у екстрактима P. mahaleb су биле p- и о-кумаринска, протокатехинска и гална, а код P. spinosa p- хидрокси-бензоева, гална, кафена, p-кумаринска и хлорогенска. Водени екстракт листа R. serpens је показао најјачу антиоксидантну активност у коришћеним тестовима (DPPH, ABTS, FRAP и TRC), осим у случају ß-каротен/линолеинска киселина теста где је највећу активност испољио ацетонски екстракт плода исте врсте. Антимикробна активност је одређена микродилуционом методом, а екстракти R. discolor и R. serpens су испољили јаче антибактеријско и антифунгално дејтво у односу на екстракте врстa рода Prunus. Цитотоксична активност различитих екстраката према HeLa, K562 и MDA-MB-453 ћелијским линијама је испитана MTT тестом. Показано је да екстракти листова R. discolor и R. serpens имају значајнији цитотоксични ефекат него екстракти врста рода Prunus. Морфолошком анализом ћелијске смрти и Annexin V-FITC/PI методом бојења је утврђено да екстракти цитотоксични ефекат остварују апоптозом малигних ћелија, а анализом дистрибуције ћелија по фазама ћелијског циклуса да доводе до пораста G1 ћелија, као и пораста броја апоптотичних (subG1 пик) ћелија. Сви испитивани екстракти су успешније инхибирали α-глукозидазу, него α-амилазу, при чему су се посебно истакли етанолни екстракти листова R. discolor и R. serpens. У овом раду су први пут представљени резултати хемијског састава и биолошких активности за врсту R. serpens, као и антидијабетичне активности за екстракте листова преостале три врсте. Добијени резултати указују да екстракти листова и плодова испитиваних врста испољавају бројне биолошке активности пре свега захваљујући синергистичком дејству фенолних једињења, те да се потенцијално могу применити као нутрацеутици и у фитофармацији. Кључне речи: Rosaceae, Prunus, Rubus, екстракти, фенолна једињења, LC-MS/MS, антиоксидантна активност, антимикробна активност, антидијабетична активност, антитуморска активност Научна област: Биологија Ужа научна област: Морфологија, фитохемија и систематика биљака УДК број: 582.711.713:582.711.712:615.451.1:581.45:581.47:547.623:633.8 Phytochemical analysis and biological activity of Prunus mahaleb L., P. spinosa L., Rubus discolor Weihe & Nees and R. serpens Weihe ex Lej & Court extracts (Rosaceae) ABSTRACT This study was aimed to evaluate the chemical composition and bioactivity of P. mahaleb, P. spinosa, R. discolor and R. serpens leaves and fruits. The extracts of the above-mentioned species were obtained by ultrasound-assisted extraction using solvents of different polarity (water, ethanol and acetone). The extracts of R. discolor and R. serpens species contained higher amounts of phenols than extracts of Prunus species. LC-MS/MS analysis enabled the identification of 11 phenolic acids and semi-quantification of 5 anthocyanins. The dominant phenolic acids in R. discolor and R. serpens extracts were chlorogenic, caffeic and gallic, whilst cyanidin-glucoside/galactoside was the main anthocyanin in their fruit extracts. The main phenolic acids in P. mahaleb extracts were p- and о- coumaric,