Анализ содержания алкалоидов индольного ряда в растениях семейства Apocynaceae и разработка методов получения на их основе противоопухолевых лекарственных препаратов: по заданию 1.11 «Оптимизировать получение природных лекарственных субстанций на основе суспендированных и инкапсулированных в полисахаридные носители клеток Echinacea purpurea и Catharanthus roseus» : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель О. В. Молчан

Abstract

Объект исследования – растения и культуры in vitro Catharanthus roseus G. Don и Vinca minor L. Цель работы — определение условий культивирования растений и культур in vitro данных видов, изучение процессов биосинтеза и накопления ТИА, установление взаимосвязи между активностью ключевых ферментов биосинтеза и уровнем накопления алкалоидов, а также механизмов, лежащих в основе регуляции процессов биосинтеза рядом экзогенных факторов, для разработки способов получения противоопухолевых лекарственных препаратов. В результате проведенной работы установлено, что наиболее приемлемыми для культивирования являются растения C. roseus культиваров Roseus Group (сорта “Rosea” и “Coquette”) и «дикого типа» V. minor. Установлены режимы и условия семенного, вегетативного и клонального размножения получением адвентивных побегов на эксплантах in vitro, а также получения и культивирования каллусной ткани и клеток в суспензии. Показано, что культуры in vitro могут быть альтернативным источником терпеновых индольных алкалоидов (ТИА). В растениях и культурах in vitro методами ТСХ, ВЭЖХ и масс-спектрометрии идентифицированы все основные коммерчески ценные ТИА: противоопухолевые (винбластин, винкристин, винкарубин) и гипотензивные (винкамин, аймалицин, резерпин, серпентин). Установлено содержание и идентифицированы ТИА в листьях интродуцированных на территории Беларуси растений V. minor, в т.ч. винкамин и бис-индольный алкалоид винкарубин, характеризующийся противоопухолевой активностью. В корневой системе V. minor впервые идентифицированы серпентин- и аймалицин-подобные алкалоиды. Получены и проанализированы масс-спектры экстрактов алкалоидов листьев, корней и каллусной ткани C. roseus и V. minor, а также масс спектры второго порядка индивидуальных соединений. Показано, что клетки каллусной культуры V. minor синтезируют широкий спектр ТИА, среди которых преобладают дегидровинцин и дегидровинкамайин. Установлено, что в каллусах V. minor и C. roseus стриктозидина накапливается больше, чем в нативных растениях. Определена активность ключевого фермента биосинтеза ТИА – L-триптофан-декарбоксилазы в листьях, корнях растений, каллусной и суспензионной культурах. Установлено, что свет стимулирует активность ТДК и повышает содержание триптамина (каллусы C. roseus и V. minor), а также содержание дегидровинкамайина и дегидровинцина (каллус V. minor), аймалицина и серпентина (каллус C. roseus). На основании разработанных методов экстракции, очистки, разделения и идентификации алкалоидов, а также культивирования клеток in vitro предложена технологическая схема получения препарата суммы алкалоидов из клеток суспензионной культуры