GC-MS analýza acetylovaných extraktov vybraných rastlín za účelom identifikácie inozitolov

GC-MS analýza acetylovaných extraktov vybraných rastlín za účelom identifikácie inozitolov

Sekcia: 
Rok:
2022

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
83%
Prevedenie (dizajn)
83%
Diskusná interakcia
83%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Mgr. Jana Jakubčinová PhD.100%100%100%
Ing. Veronika Šamajová100%100%100%
doc. Ing. Melánia Feszterová PhD.100%100%100%
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.100%100%100%

GC-MS analýza acetylovaných extraktov vybraných rastlín za účelom identifikácie inozitolov

Mária Kopáčová1 , Vladimír Pätoprstý
1 Chemický ústav Slovenskej akadémie vied, v. v. i., Bratislava, SR
chemmari@savba.sk

     Inozitoly (1,2,3,4,5,6-cyklohexanoly), najrozšírenejšie cyklitoly v eukaryotických bunkách, existujú v deviatich možných stereoizoméroch. Päť z nich, myo-, scyllo-, muco-, neo- a d-chiro-inozitol sa vyskytujú v prírode, kým ostatné štyri možné izoméry (l-chiro-, allo-, epi- a cis-inozitol) sú odvodené z myo-inozitolu, ktorý tvorí štruktúrny základ pre množstvo sekundárnych  látok [1,2]. Inozitoly a ich metyléter deriváty ako rastlinné sekundárne metabolity sú zaujímavé pre ich mnohé farmaceutické vlastnosti [3]. Majú antioxidačné, protizápalové a protirakovinové vlastnosti a sú prospešné v redukcii rozvoja metabolických porúch (cukrovka, hypertenzia) a aterosklerózy. Známe sú aj inzulín-napodobujúce účinky D‑pinitolu, D-chiro-inozitolu a sequoyitolu. Myo-inozitol spolu s D-chiro-inozitolom dokáže zlepšiť vývoj kostí a minerálnu hustotu kostí, čím potláčajú osteoklastogenézu [4]. Preto cieľom tejto štúdie bolo metódou plynovej chromatografie a hmotnostnej spektrometrie (GC-MS) identifikovať inozitoly v listoch vybraných rastlín, a to lipy malolistej, púpavy lekárskej, pohánkovca japonského, ginka biloba, agáta bieleho, brezy bradavičnatej a sofory japonskej.

 

     Metanolové extrakty vybraných rastlín boli po ultrazvukovej homogenizácii a zásaditej acetylácii analyzované metódou GC-MS. Po prvotných meraniach bol teplotný gradient aj metóda optimalizovaná pre vhodnú separáciu identifikovaných inozitolov. Na separáciu bola použitá polárna kolóna SP-2330 a na detekciu MS s kvadrupólovým analyzátorom. Inozitoly boli identifikované porovnávaním retenčných časov a hmotnostných spektier eluovaných píkov vzoriek a rovnako pripravených štandardov a tiež pomocou databázy knižnice NIST.

 

     Takýmto spôsobom boli v študovaných rastlinách identifikované 3 inozitoly a 3 metyléter inozitoly v eluovanom poradí: d-pintol, chiro-inozitol, sequoyitol, ononitol, myo- a scyllo-inozitol. Čo sa týka ich plošného zastúpenia, myo-inozitol ako najviac vyskytujúci sa inozitol v prírode obsahovali všetky vybrané rastliny. V listoch ginka, agáta, či sofory bolo najväčšie zastúpenie d-pinitolu oproti zvyšným v nich obsiahnutých inozitolov (72,65-81,37 %). V púpave a pohánkovci je chiro-inozitol viac zastúpený v porovnaní s myo-inozitolom, (v pomere 2,1:1,2). V listoch brezy sa identifikoval iba myo-inozitol, kým v listoch lipy aj scyllo-inozitol. Sequoyitol bol prítomný v listoch ginka a sofory, d-ononitol vo vzorke agáta.

 

     Kolóna aj metóda sa ukázala ako vyhovujúca a bolo by možné ich použiť aj na analýzu ďalších rastlinných vzoriek, keďže inozitoly predstavujú niekoľko zdraviu prospešných vlastností. Táto štúdia nám priniesla tiež poznanie charakteristických hmotnostných spektier acetylovaných inozitolov a metyléter inozitolov. Hmotnostná spektrometria hrá významnú úlohu pri jednoznačnej identifikácii, z toho dôvodu je použitá metóda GC-MS považovaná za vhodnú na tento typ analýz.

Poďakovanie: 

Táto práca bola finančne podporená projektom VEGA 2/0096/20.

Zdroje: 

[1]         Al-Suod H., Ligor M., Raţiu I.-A., et al. (2017) Phytoch. Lett. 20, p. 507

[2]         Sanz M. L., Martínez-Castro I., Moreno-Arribas M. V. (2008) Food Chem. 111, p. 778

[3]         Endringer D. C., Pezzuto J. M., Braga F. C. (2009) Phytomed. 16, p. 1064

[4]         Owczarczyk-Saczonek A., Lahuta L. B., Ligor M., et al. (2018) Nutrien. 10, p. 1891

Diskusia

Dobrý deň,

Pekná práca. Keďže uvádzate, že inozitoly predstavujú niekoľko zdraviu prospešných vlastností, plánujete vo výskume pokračovať aj na iných druhoch rastlín , napr. s potravinárskym účelom?

Dobrý deň,

ďakujem pekne za otázku. Keďže inozitoly sú významné aj pri prevencii rakoviny, či predchádzaniu iných chorôb, bolo by vhodné ich vo forme potravín aj zaraďovať do jedálnička. Takže áno, rada by som sa venovala aj výskumu druhov rastlín s potravinárskym účelom z hľadiska obsahu inozitolov.

Dobrý deň, zaujímavá práca, blahoželám k výsledkom. V tabuľke 1 uvádzate percentuálne zastúpenie jednotlivých inozitolov v listoch študovaných rastlín. Prosím Vás a dala by sa určiť výťažnosť týchto inozitolov pri ich izolácii z listov resp. viete posúdiť efektivitu získavania týchto terapeuticky potenciálne vysoko účinných látok? Táto otázka je totiž kruciálna z hľadiska ďalšieho výskumu a prípadného testovania inozitolov v biologických systémoch na in vitro či in vivo úrovni, resp. máte vedomosť že by existovali aj vedecké práce hodnotiace biologickú účinnosť inozitolov in silico? Vopred ďakujem za odpovede, ZB

Dobrý deň pani Dr. Brnoliaková,

Ďakujem. Pri izolácii z listov extrakciou by sa, myslím si, dala určiť výťažnosť aj spektrofotometricky. Alebo pri už meraní metódou GC-MS by sa množstvo stanovovalo prostredníctvom predtým pridaného vnútorného štandardu o známej hmotnosti. Čo sa týka extrakcie, je to efektívna metóda získavania látok z rastlín, avšak pravdepodobne, ako sme pozorovali a budeme ešte skúmať, sú to len voľné inozitoly, ktoré sme dokázali namerať. Extrakty by sa po frakcionácii na jednotlivé inozitoly mohli po výmene rozpúšťadla za vodu lyofilizovať a získať v práškovej forme. Témou testovania inozitolov v biologických systémoch na in vitro, in vivo úrovni som sa nezaoberala a čo som prezerala publikácie, nenašla som ani vedecké práce hodnotiace biologickú účinnosť inozitolov in silico. Ďakujem a prajem pekný deň.

M. Kopáčová

Ďakujem za komplexnú odpoveď, veľa úspechov do ďalšej práce Vám želám. Srdečne, ZB