Atsevišķu Taizemes augu antioksidantu un pret ādas novecošanas potenciāls: in vitro novērtējums un in silico mērķa prognozēšana 1. daļa

Abstrakts: āda ir lielākais orgāns, kas veic dažādas organismam būtiskās funkcijas. Ādas struktūras un funkciju traucējumi novecošanas procesa laikā var nopietni ietekmēt mūsu veselību un labsajūtu. Plaši pierādījumi liecina, ka reaktīvām skābekļa sugām ir būtiska loma ādas novecošanā, aktivizējot saistītos noārdošos enzīmus. Šeit tika pārbaudītas 16 Taizemes ārstniecības augu sugas, ņemot vērā to iespējamās īpašības, kas novērš ādas novecošanos. Visi ekstrakti tika pētīti attiecībā uz kopējo fenola un flavonoīdu saturu, antioksidantu, anti-elastāzes un antitirozināzes aktivitātēm, kā arī savienojumu spēju ar mērķa enzīmiem, izmantojot molekulāro dokstaciju. No visiem pārbaudītajiem augiem A. occidentale un G. zeylanicum lapām bija spēcīgi antioksidanti un inhibīcija pret elastāzi un tirozināzi. Citi potenciālie augi ietver S. alata lapu un A. catechu augļus ar salīdzinoši augstu anti-elastāzes un antitirozināzes aktivitāti, attiecīgi. Šie rezultāti atbilst arī no šiem augiem iegūto savienojumu dokstacijas pētījumiem. Tika konstatēts, ka inhibējošās darbības ir daudz pozitīvāk korelētas ar fenoliem nekā flavonoīdiem. Kopumā mūsu atklājumi atklāj, ka dažus Taizemes augus, kā arī kandidātu savienojumus kā dabiskus antioksidantu avotus un spēcīgus elastāzes un tirozināzes inhibitorus varētu izstrādāt kā daudzsološus un efektīvus ādas novecošanās terapijas līdzekļus.

Cistanche glikozīds var arī palielināt SOD aktivitāti sirds un aknu audos un būtiski samazināt lipofuscīna un MDA saturu katrā audā, efektīvi attīrot dažādus reaktīvos skābekļa radikāļus (OH-, H2O₂ utt.) un aizsargājot no izraisītiem DNS bojājumiem. ar OH-radikāļiem. Cistanche feniletanoīda glikozīdiem ir spēcīga brīvo radikāļu attīrīšanas spēja, augstāka reducējošā spēja nekā C vitamīnam, tie uzlabo SOD aktivitāti spermas suspensijā, samazina MDA saturu un tiem ir noteikta aizsargājoša iedarbība uz spermas membrānas darbību. Cistanche polisaharīdi var uzlabot SOD un GSH-Px aktivitāti eksperimentāli novecojošu D-galaktozes izraisītu peļu eritrocītos un plaušu audos, kā arī samazināt MDA un kolagēna saturu plaušās un plazmā, kā arī palielināt elastīna saturu. laba attīrošā iedarbība uz DPPH, pagarina hipoksijas laiku novecojošām pelēm, uzlabo SOD aktivitāti serumā un aizkavē plaušu fizioloģisko deģenerāciju eksperimentāli novecojošām pelēm Ar šūnu morfoloģisko deģenerāciju eksperimenti ir parādījuši, ka Cistanche ir labas antioksidanta spējas un tas var būt zāles ādas novecošanās slimību profilaksei un ārstēšanai. Tajā pašā laikā ehinakozīdam Cistančā ir ievērojama spēja attīrīt DPPH brīvos radikāļus un novērst reaktīvās skābekļa sugas un novērst brīvo radikāļu izraisītu kolagēna noārdīšanos, kā arī tam ir laba iedarbība uz timīna brīvo radikāļu anjonu bojājumiem.

Noklikšķiniet uz rou cong rong priekšrocības

【Lai iegūtu plašāku informāciju:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Atslēgvārdi: fitomedicīna; pretnovecošanas; antioksidants; anti-elastāze; antitirozināze; proantocianidīns; Areca catechu; Anacardium occidentale; Glohidion zeylanicum; Senna alata

1. Ievads

Āda ir lielākais un sarežģītākais orgāns cilvēka ķermenī. Āda kalpo kā barjera starp ķermeni un ārējo vidi, un tā pilda dažādas funkcijas [1]. Tam ir nozīmīga kosmētiska nozīme papildus ķermeņa aizsardzībai pret ūdens zudumu un mikrobu infekcijām [2]. Turklāt tas darbojas, lai atbalstītu citas ķermeņa daļas, piemēram, imūnsistēmu, nervu sistēmu un endokrīno sistēmu [1]. Jaunības un skaistuma izskats var pozitīvi ietekmēt cilvēku sociālo uzvedību un cilvēka dzīvi [1,2]. Līdz ar to ādas struktūras un funkciju traucējumi, kas rodas novecojot, var nopietni ietekmēt mūsu veselību un labklājību [2,3]. Tievums, sausums, elastības trūkums, raupja tekstūra, grumbas un tumši pigmenti ir raksturīgas vecākai ādai [4]. Daudzi pētnieki pašlaik strādā pie potenciālu pretnovecošanās zāļu vai ķīmisku vielu radīšanas, jo īpaši tās, kas iegūtas no dabīgiem avotiem ādas novecošanās ārstēšanai.

Kopumā cilvēka āda noveco divos veidos: iekšēji (hronoloģiskās novecošanas rezultātā) un ārēji (vides faktoru ietekmējošo vides mainīgo lielumu rezultātā) [5]. Plaši pierādījumi liecina, ka oksidatīvajam stresam, veidojot reaktīvas skābekļa sugas (ROS), ir būtiska loma gan iekšējā, gan ārējā ādas novecošanā [6]. ROS izraisa oksidatīvus bojājumus ādas šūnām, bojājot būtiskas makromolekulas, piemēram, nukleīnskābes, fermentatīvos proteīnus un membrānas lipīdus, izraisot šūnu darbības traucējumus un šūnu nāvi [7]. Oksidatīvais stress arī veicina ekstracelulārās matricas (ECM) degradāciju, nomācot ECM komponentu sintēzi (piemēram, elastīnu) un aktivizējot ECM noārdošos enzīmus (piemēram, elastāzi), kā rezultātā samazinās ādas elastība [2,8,9]. Turklāt ROS var izraisīt neregulāras vai tumšas krāsas ādā, izraisot -melanocītu stimulējošā hormona (-MSH) veidošanos keratinocītos, tādējādi izraisot tirozināzes enzīma aktivāciju un veicinot melanīna sintēzi melanocītos [10,11]. Tāpēc ROS attīrīšana un elastāzes un tirozināzes aktivitāšu kavēšana varētu būt noderīga ādas novecošanās ārstēšanā vai pat novēršanā.

Dabiskie produkti šobrīd ir ļoti ieinteresēti kā potenciāli alternatīvi medikamenti vairāku slimību, kā arī novecošanās un ar vecumu saistītu pasliktināšanās ārstēšanai [8,12,13]. Tropu augi varētu būt interesanti, lai izpētītu to potenciālu ādas novecošanās ārstēšanā. Kā ziņots iepriekš, vairāki Andu un Himalaju augi ir uzskatīti par savienojumu avotiem, kurus var izmantot kā pretnovecošanās sastāvdaļas [14,15]. Taizeme ir pazīstama vieta, kur audzē dažādus tropu augus, no kuriem daudzi nav plaši pētīti. Šī pētījuma mērķis bija atrast potenciālos dabiskos avotus jaunu ādas novecošanās ārstēšanas līdzekļu izstrādei. 16 Taizemes ārstniecības augu ekstrakti tika pētīti in vitro, lai noteiktu to īpašības, kas saistītas ar ādas novecošanos, tostarp kopējo fenola un flavonoīdu saturu, brīvo radikāļu attīrīšanas, anti-elastāzes un antitirozināzes aktivitātes. Mēs arī turpinājām veikt korelācijas analīzi un in silico molekulārās dokstacijas pieeju, lai atklātu daudzsološos fitoķīmiskos savienojumus trīs visefektīvākajos augos ar spēcīgu elastāzes vai tirozināzes enzīma inhibīciju.

2. Rezultāti

2.1. Ekstrakcijas ienesīgums

1. tabulā parādīts šajā pētījumā izmantoto Taizemes augu zinātniskais nosaukums, izmantotās daļas, avots, ekstrakcijas metode/šķīdinātājs un procentuālā raža. Izvilkumu procentuālais daudzums svārstījās no 2.0 procentiem līdz 36,3 procentiem (1. tabula). Vislielākā ekstrakcijas raža bija C. kalendāriem (36,3 procenti ), kam sekoja M. caldera (18,2 procenti ) un A. occidentale (16.0 procenti ), savukārt H. undatus bija vismazākā raža (2.{{). 13}} procenti).

2.2. Taizemes augu kopējais fenola saturs

Augu ekstraktos bija dažāds kopējais fenola saturs, kas svārstījās no 14,06 ± 1,55 līdz 320,14 ± 7,95 mg gallskābes ekvivalenta (GAE) uz g sausnas ekstrakta (2. tabula). Visaugstākais fenola saturs visos ekstraktos bija G. zeylanicum (320,14 ± 7,95 mg GAE uz g sausnas ekstrakta), kam sekoja A. catechu (295,79 ± 11,97 mg GAE uz g sausnas ekstrakta) un M. caldera (210,99 ± 10. GAE uz g sausnas ekstrakta), attiecīgi. Zemākais līmenis tika konstatēts C. kalendāros 14,06 ± 1,55 mg GAE uz g sausnas ekstrakta.

2.3. Taizemes augu kopējais flavonoīdu saturs

Kopējais flavonoīdu saturs augu ekstraktos dažādās augu sugās bija robežās no 2,61 ± 0,42 līdz 84,48 ± 18,32 mg kvercetīna ekvivalenta (QE) uz g sausnas ekstrakta (2. tabula). No visiem ekstraktiem vislielākais flavonoīdu saturs tika konstatēts M. caldera (84,48 ± 18,32 mg QE uz g sausnas ekstrakta), kam sekoja G. zeylanicum (52,54 ± 7,25 mg QE uz g sausnas ekstrakta) un P. dulce. (28.0attiecīgi 1 ± 4,39 mg QE uz g sausas masas ekstrakta). No otras puses, zemākais līmenis tika konstatēts E. Americana 2,61 ± 0,42 mg QE uz g sausnas ekstrakta.

2.4. DPPH Taizemes augu radikālas attīrīšanas darbība

DPPH tests ir balstīts uz savienojuma spēju ziedot ūdeņradi, lai noņemtu stabilos DPPH radikāļus [16]. Augu ekstraktu antioksidantu spējas tika izteiktas kā DPPH radikāļu attīrīšanas aktivitāte procentos, C vitamīna ekvivalenta antioksidanta kapacitāte (VCEAC) uz g ekstrakta sausnas masas un puse no maksimālās inhibējošās koncentrācijas (IC5{5}}) (tabula). 3). Pie 0,1 mg/ml ekstraktu DPPH attīrīšanas aktivitātes procentuālais daudzums svārstījās no 6,40 līdz 93,18 procentiem. Četri augu ekstrakti: G. zeylanicum (93,18 procenti), M. caldera (90,61 procenti), A. occidentale (89,01 procenti) un A. catechu (88,12 procenti) uzrādīja DPPH attīrīšanas aktivitāti, kas pārsniedz 80 procentus. Turpretim C. ternatea uzrādīja viszemāko attīrīšanas aktivitāti 6,40 procentu apmērā. Šī rangu secība bija tāda pati, salīdzinot, pamatojoties uz relatīvajām VCEAC vērtībām. Tomēr saskaņā ar IC50 vērtībām četru labāko augu ekstraktu antioksidanta kapacitāte tika mainīta šādā secībā: G. zeylanicum > A. catechu > A. occidentale > M. caldera. Iegūtie DPPH testa rezultāti liecina, ka G. zeylanicum uzrādīja spēcīgāko antioksidanta potenciālu ar vislielāko attīrīšanas aktivitātes procentuālo daudzumu un zemāko IC50 vērtību.

2.5. ABTS Taizemes augu radikālas attīrīšanas darbība

ABTS tests ir balstīts uz savienojuma spēju pārnest ūdeņraža atomus, lai neitralizētu stabilu ABTS radikāļu katjonu. Augu ekstraktu antioksidantu spējas tika izteiktas kā ABTS radikāļu attīrīšanas aktivitātes procents, VCEAC mg uz g sausnas ekstrakta un IC50 (4. tabula). Pie 0,1 mg/ml ekstraktu ABTS attīrīšanas aktivitātes procentuālais daudzums svārstījās no 13,93 procentiem līdz 99,37 procentiem. Astoņi augu ekstrakti: G. zeylanicum (99,37 procenti), A. catechu (99,31 procenti), A. occidentale (99,23 procenti), M. caldera (98,88 procenti), E. Americana (95,62 procenti), Z. officinale (94,07 procenti). ), P. dulce (83,99 procenti) un H. undatus (82,16 procenti) uzrādīja ABTS attīrīšanas aktivitāti, kas pārsniedz 80 procentus. Turpretim C. kalendāri uzrādīja zemāko attīrīšanas aktivitāti – 13,93 procenti. Saskaņā ar VCEAC četru labāko augu ekstraktu antioksidantu kapacitāte un IC50 vērtības tika noteiktas līdzīgā secībā: G. zeylanicum > A. catechu > A. occidentale > M. caldera. Jāatzīmē, ka ABTS testa rezultāti arī parādīja, ka ekstrakts ar spēcīgāko antioksidanta aktivitāti bija G. zeylanicum lapas, ko raksturo vislielākā tīrīšanas aktivitātes procentuālā daļa un zemākā IC50 vērtība.

2.6. Taizemes augu anti-elastāzes aktivitāte

Augu ekstraktu elastāzes inhibējošā aktivitāte tika novērtēta, izmantojot elastāzes inhibīcijas testu ar N-sukcinil-trialanil-paranitroanilīdu (SANA) kā substrātu. Epigallokatehīna gallātam (EGCG) (0,1 mg/ml), kas tika izmantots kā pozitīva kontrole, inhibīcijas līmenis bija 45,27 procenti. Ekstraktu elastāzi inhibējošās aktivitātes ir parādītas 5. tabulā (sk. arī S1 tabulu). Pie 0,5 mg/mL ekstraktu elastāzes inhibīcijas procenti svārstījās no 1,33 procentiem līdz 88,31 procentiem. Vislielākā elastāzi inhibējošā iedarbība bija A. catechu (88,31 procenti), kam sekoja G. zeylanicum (87,43 procenti), A. occidentale (84,78 procenti) un S. alata (73,95 procenti), savukārt S. asper mizai bija viszemākā elastāzes inhibīcija. efekts ir 1,33 procenti. Augstas fona absorbcijas dēļ daži augu ekstrakti bez nosakāmas aktivitātes tika atkārtoti pārbaudīti ar 0,1 mg/ml. Tika konstatēts, ka M. caldera, P. nigrum, Z. cassumunar un S. asper lapas, izņemot Z. officinale, uzrādīja zemu vai mērenu inhibējošo darbību diapazonā no 3,46 procentiem līdz 35,74 procentiem. Tomēr C. calendars, C. asiatica, C. ternatea, E. americana un H. undatus ietekme netika novērota pat augstākās koncentrācijās.

2.7. Taizemes augu antitirozināzes aktivitāte

Augu ekstraktu tirozināzi inhibējošā aktivitāte tika novērtēta, izmantojot dopahroma metodi ar 3,4-dihidroksi-L-fenilalanīnu (L-DOPA) kā substrātu. Kojīnskābe (KA) (0.02 mg/ml), pozitīva kontrole, uzrādīja 68,35 procentu inhibīcijas līmeni. Ekstraktu tirozināzes inhibējošā aktivitāte ir parādīta 6. tabulā (sk. arī S2 tabulu). Pie 1 mg/ml ekstraktu tirozināzes inhibīcijas procenti svārstījās no 4,80 procentiem līdz 91,51 procentiem. G. zeylanicum bija visaugstākā tirozināzes inhibējošā iedarbība (91,51 procenti), kam sekoja A. occidentale (81,01 procenti), M. caldera (76,12 procenti) un A. catechu (75,38 procenti), savukārt P. nigrum bija vismazākā tirozināzi inhibējošā iedarbība. pie 4,80 procentiem. Divi augu ekstrakti, kuriem nebija nosakāmas aktivitātes augstās fona absorbcijas dēļ, tika atkārtoti pārbaudīti pie 0,1 mg/ml, un aktivitātes tika konstatētas 3,98% (Z. cassumunar) un 21,28% (Z. officinale). Tomēr P. dulce neuzrādīja nekādu efektu pat paaugstinātas koncentrācijas gadījumā.

2.8. Korelācijas analīze

Ņemot vērā vairākus iepriekšējos ziņojumus par augu ekstraktu potenciālo elastāzi un tirozināzi inhibējošo darbību [8, 16, 17], bija iespējams, ka ekstraktiem piemīt augsts antioksidanta potenciāls un tiem ir spēcīga elastāzi un tirozināzi inhibējoša iedarbība. Tādējādi, lai pārbaudītu šīs attiecības šajā pētījumā, mēs turpinājām veikt Pearson korelācijas analīzi, lai izpētītu saistību starp abu enzīmu inhibējošo darbību un antioksidantu satura līmeni, kā arī izmantoto ekstraktu antioksidantu jaudu. Korelācijas stiprums tiek sadalīts pēc korelācijas koeficienta (r vērtības) šādi: r=0.91{{10}} līdz 1.000 norāda uz ļoti spēcīgu korelāciju, r=0.710 līdz 0.900 norāda uz augstu korelāciju, r=0.410 līdz 0,700 norāda uz mērenu korelāciju, r=0.210 līdz 0,400 norāda uz nelielu korelāciju, un r=0.000 līdz 0,200 norāda uz nelielu korelāciju [18]. Elastāzes inhibīcijai bija augsta pozitīva korelācija ar kopējo fenola saturu, DPPH un ABTS radikāļu attīrīšanas aktivitātēm, kā parādīts attiecīgi 1.a, c un d attēlā. Līdzīgi tirozināzes inhibīcija uzrādīja ļoti spēcīgu pozitīvu korelāciju ar kopējo fenola saturu un ABTS radikāļu attīrīšanas aktivitāti (2.a, d attēls), savukārt tas uzrādīja augstu pozitīvu korelāciju ar DPPH radikāļu attīrīšanas aktivitāti (2.c attēls). Tomēr kopējais flavonoīdu saturs bija mēreni pozitīvi korelēts gan ar elastāzes, gan tirozināzes inhibīciju (1.b un 2.b attēls). Šie rezultāti parādīja, ka fenola savienojumi un antioksidantu aktivitāte var būtiski ietekmēt elastāzes un tirozināzes enzīmu inhibīciju.

2.9. Molekulārā dokstacija

Pēc tam mēs novērtējām fitoķīmisko savienojumu spējas trīs visefektīvākajos augos ar spēcīgu elastāzes vai tirozināzes enzīmu inhibīciju. Molekulāro dokstaciju parasti izmanto, lai prognozētu savienojumu saistīšanās afinitāti ar olbaltumvielu receptoriem vai fermentiem salīdzinājumā ar zināmajiem inhibitoriem. Saskaņā ar mūsu in vitro skrīninga pārbaužu rezultātiem mēs atklājām, ka A. occidentale bija visspēcīgākais elastāzes inhibitors, kam sekoja G. zeylanicum un S. alata IC50 vērtību secībā. Tādējādi mēs izvēlējāmies fitoķīmiskos savienojumus, kas iegūti no šiem trim augiem, lai novērtētu to spēju inhibēt elastāzi. Elastāzes (3HGP) un savienojumu mijiedarbības rezultāti ir parādīti S4 tabulā kā saistīšanās enerģija, inhibīcijas konstante, ūdeņraža saišu skaits, aminoskābju mijiedarbība un saites garums. Saistīšanas enerģija starp 3HGP un savienojumiem parāda rādītājus no –2,26 līdz –11,95 kcal/mol (S4 tabula). EGCG, pozitīva kontrole, uzrādīja saistīšanas enerģiju pie –9,69 kcal/mol. Saskaņā ar dokstacijas rezultātiem pieciem savienojumiem bija zemāka saistīšanās enerģija nekā pozitīvajai kontrolei. Proantocianidīna tetramēram bija viszemākā saistīšanās enerģija (-11,95 kcal/mol), kas liecināja, ka tam ir vislabākā afinitāte salīdzinājumā ar citiem savienojumiem elastāzes inhibīcijā, kam seko amentoflavons, rutīns, agatisflavons un kaempferola 3-O-gentiobiosīds. , ar saistošajām enerģijām attiecīgi –11,81, –10,12, –9,92 un –9,73.

Turklāt IC50 vērtību secība augu ekstraktiem ar tirozināzes inhibīciju bija ļoti līdzīga elastāzes inhibīcijai. Mēs atklājām, ka G. zeylanicum piemīt visaugstākā inhibējošā iedarbība, kam sekoja A. catechu un A. occidentale. Tādējādi savienojumi, kas iegūti no šiem trim augiem, tika atlasīti, lai izpētītu to spēju inhibēt tirozināzi. Tirozināzes (2Y9X) un savienojumu mijiedarbības rezultāti ir parādīti S5 tabulā kā saistīšanās enerģija, inhibīcijas konstante, ūdeņraža saišu skaits, aminoskābju mijiedarbība un saites garums. Saistīšanas enerģija starp 2Y9X un savienojumiem uzrādīja rādītājus no –4,56 līdz –10,42 kcal/mol (S5 tabula). KA, labi zināms tirozināzes inhibitors, uzrādīja saistīšanās enerģiju pie –4,59 kcal/mol. Pamatojoties uz dokstacijas rezultātiem, o-kumarskābei (-10,42 kcal/mol) un proantocianidīna tetramēram (-10,42 kcal/mol) bija viszemākā saistīšanās enerģija pret elastāzi, salīdzinot ar citiem savienojumiem, kam sekoja kofeīnskābe, ferulīnskābe un areka tanīns A1 ar saistīšanas enerģijām attiecīgi –10,10, –10.00 un –9,94. 3. un 4. attēlā parādītas ligandu un olbaltumvielu mijiedarbības 2D diagrammas elastāzes un tirozināzes gadījumā pozitīvai kontrolei un pieciem savienojumiem ar viszemāko saistīšanas enerģiju.

【Lai iegūtu plašāku informāciju:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】