Оптимизация приготовления экстракта из листьев Reynoutria sachalinensis для определения активности шикиматдегидрогеназы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Reynoutria sachalinensis (рейнутрия сахалинская) является перспективным объектом исследования механизмов синтеза таннинов в растениях из-за содержания большого количества проантоцианидинов.

Цель работы – оптимизация методов приготовления экстрактов из листьев R. sachalinensis для определения активности шикиматдегидрогеназы, ключевого фермента шикиматного пути, связанного с биосинтезом таннинов.

Материал и методы. Экстракцию с осаждением белка проводили при помощи 60 или 80% (v/v) ацетона, а также с применением глицерола и без него. Оценивали влияние замораживания экстрактов при –80 °C на активность шикиматдегидрогеназы.

Результаты. Выявлено, что замораживание как неочищенных, так и очищенных ацетоном экстрактов не снижает активность шикиматдегидрогеназы, а увеличение концентрации ацетона до 80% (v/v) приводит к повышению активности фермента по сравнению с концентрацией ацетона 60%. Установлено, что глицерол не оказывает значимого влияния на активность фермента.

Выводы. Оптимизированный метод экстракции с использованием 80% (v/v) ацетона и низкотемпературного хранения позволяет эффективно проводить экстракцию белков и ферментов, в частности шикиматдегидрогеназы, из листьев R. sachalinensis для дальнейших биохимических исследований.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. А. Бондарев

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»

Автор, ответственный за переписку.
Email: xcsergey@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-7039-2939
SPIN-код: 9186-5325

мл. науч. сотрудник, лаборатория геномики и биохимии лекарственных растений

Россия, 117216, Москва, ул. Грина, д. 7

А. А. Середа

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»

Email: nensi.sereda@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-1891-4846
SPIN-код: 6292-5126

мл. науч. сотрудник, лаборатория геномики и биохимии лекарственных растений

Россия, 117216, Москва, ул. Грина, д. 7

Д. Н. Балеев

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»

Email: dbaleev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1228-0594

к.c.-x.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория атомарно-молекулярной биорегуляции и селекции

Россия, 117216, Москва, ул. Грина, д. 7

Е. Р. Никонорова

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»

Email: gatiatulinaer@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6360-2194
SPIN-код: 5392-5170

к.м.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория геномики и биохимии лекарственных растений

Россия, 117216, Москва, ул. Грина, д. 7

Список литературы

  1. Ahlawat Y.K., Singh M., Manorama K. et al. Plant phenolics: neglected secondary metabolites in plant stress tolerance. Braz J Bot. 2023 Nov 2; 47(3): 703–21.
  2. Tong Z., He W., Fan X., Guo A. Biological Function of Plant Tannin and Its Application in Animal Health. Front Vet Sci. 2022 Jan 10; 8: 803657.
  3. Koyama K., Kono A., Ban Y. et al. Genetic Architecture Underlying Proanthocyanidin Composition in American Hybrid Grapes. Am J Enol Vitic. 2023; 74(1): 0740016.
  4. Mora J., Pott D.M., Osorio S., Vallarino J.G. Regulation of Plant Tannin Synthesis in Crop Species. Frontiers in Genetics [Internet]. 2022 [cited 2023 Aug 14]; 13. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2022.870976.
  5. Matuschek E. The effect of fruit extracts with polyphenol oxidase (PPO) activity on the in vitro accessibility of iron in high-tannin sorghum. Food Chemistry. 2005 May; 90(4): 765–771.
  6. Pierpoint W.S. The Extraction of Enzymes From Plant Tissues Rich in Phenolic Compounds. In: Protein Purification Protocols [Internet]. New Jersey: Humana Press; 2003 [cited 2024 Sep 25]. P. 65–74. Available from: http://link.springer.com/10.1385/1-59259-655-X:65.
  7. Ossipov V., Bonner C., Ossipova S., Jensen R. Broad-specificity quinate (shikimate) dehydrogenasefrom Pinus taeda needles. Plant Physiology and Biochemistry. 2000 Dec; 38(12): 923–928.
  8. Scopes R.K. Separation by Precipitation. In: Protein Purification [Internet]. New York, NY: Springer New York; 1982 [cited 2024 Sep 25]. P. 39–66. Available from: http://link.springer.com/10.1007/978-1-4757-1770-9_3.
  9. Никонорова Е.Р., Балеев Д.Н. Применение метода осаждения белка ацетоном для определения активности ферментов лекарственных растений. Химия растительного сырья. 2023; 4: 111–117. [Nikonorova Y.R., Baleyev D.N. Acetone precipitation of proteins for determination of the of enzymes activity in medicinal plants. JCPRM. 2023 Dec 15; (4): 111–117. (In Russ.)]; https://doi.org/10.14258/jcprm.20230412549.
  10. Bhatnagar B.S., Bogner R.H., Pikal M.J. Protein Stability During Freezing: Separation of Stresses and Mechanisms of Protein Stabilization. Pharmaceutical Development and Technology. 2007 Jan; 12(5): 505–23.
  11. Li W., Chen Q., Wang X., Chen Z. Effect of Freezing on Soybean Protein Solution. Foods. 2023 Jul 9; 12(14): 2650.
  12. Nawrot-Hadzik I., Ślusarczyk S., Granica S. et al. Phytochemical Diversity in Rhizomes of Three Reynoutria Species and their Antioxidant Activity Correlations Elucidated by LC-ESI-MS/MS Analysis. Molecules. 2019 Mar 21; 24(6): 1136.
  13. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry. 1976 May; 72(1–2): 248–254.
  14. Dı́az J., Bernal A., Pomar F., Merino F. Induction of shikimate dehydrogenase and peroxidase in pepper (Capsicum annuum L.) seedlings in response to copper stress and its relation to lignification. Plant Science. 2001 Jun; 161(1): 179–188.
  15. Lourenco E.J., Silva G.M.L., Neves V.A. Purification and properties of shikimate dehydrogenase from cucumber (Cucumis sativus L.). J Agric Food Chem. 1991 Mar; 39(3): 458–462.
  16. Thorat A.A., Suryanarayanan R. Characterization of Phosphate Buffered Saline (PBS) in Frozen State and after Freeze-Drying. Pharmaceutical Research. 2019 May 13; 36(7): 98–98.
  17. Thorat A.A., Munjal B., Munjal B. et al. Freezing-induced protein aggregation – Role of pH shift and potential mitigation strategies. Journal of Controlled Release. 2020 Jul 10; 323: 591–599.
  18. Zbacnik T.J., Holcomb R.E., Katayama D.S. et al. Role of Buffers in Protein Formulations. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2017 Mar 1; 106(3): 713–733.
  19. Kolhe P., Amend E, Singh S. et al. Impact of freezing on pH of buffered solutions and consequences for monoclonal antibody aggregation. Biotechnology Progress. 2009 Dec 28; 26(3): 727–33.
  20. Tokmakov A.A., Kurotani A., Sato K.I. Protein pI and Intracellular Localization. Front Mol Biosci. 2021; 8: 775736.
  21. Fajardo J.E., Waniska R.D., Cuero R.G. et al. Effects of chitosan and aspergillus flaws on isozymes related to phenouc compound synthesis and protein profiles of peanut seeds. Food Biotechnology. 1994 Nov 1; 8: 213–228.
  22. Huang K., Li M., Liu Y. et al. Functional Analysis of 3-Dehydroquinate Dehydratase/Shikimate Dehydrogenases Involved in Shikimate Pathway in Camellia sinensis. Front Plant Sci. 2019 Oct 11; 10: 1268.
  23. Carpenter J.F., Crowe J.H. The mechanism of cryoprotection of proteins by solutes. Cryobiology. 1988 Jun 1; 25(3): 244–55.
  24. Liu Z., Yang W., Wei H. et al. The mechanisms and applications of cryoprotectants in aquatic products: An overview. Food Chemistry. 2023 May; 408: 135202.
  25. Anchordoquy T.J., Carpenter J.F. Polymers Protect Lactate Dehydrogenase during Freeze-Drying by Inhibiting Dissociation in the Frozen State. Archives of Biochemistry and Biophysics. 1996 Aug; 332(2): 231–238.
  26. Niu L., Zhang H., Wu Z. et al. Modified TCA/acetone precipitation of plant proteins for proteomic analysis. PLOS ONE. 2018 Dec 17; 13(12).
  27. Nickerson J.L., Baghalabadi V., Dang Z. et al. Organic Solvent-Based Protein Precipitation for Robust Proteome Purification Ahead of Mass Spectrometry. Journal of Visualized Experiments. 2022 Feb 7; 180.
  28. Dounce A.L., Mourtzikos G.A. Isolation of Three Crystalline Proteins from Beef Liver After Partial Purification by Acetone Fractionation. Preparative Biochemistry & Biotechnology. 1981 Jan 1; 11(5): 501–523.
  29. Bontpart T., Marlin T., Vialet S. et al. Two shikimate dehydrogenases, VvSDH3 and VvSDH4, are involved in gallic acid biosynthesis in grapevine. EXBOTJ. 2016 May; 67(11): 3537–3550.
  30. Singh S.A., Christendat D. Structure of Arabidopsis Dehydroquinate Dehydratase-Shikimate Dehydrogenase and Implications for Metabolic Channeling in the Shikimate Pathway. Biochemistry. 2006 Jun 1; 45(25): 7787–7796.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ИД "Русский врач", 2025