pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2021-10-4(1)-95-103pharmjournal-1106Research ArticleМЕТОДЫ АНАЛИЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВANALYTICAL METHODSСравнительный ГХ-МС анализ состава метаболитов надземной и подземной части сабельника болотного (Comarum palustre L.)Comparative GC-MS analysis of the composition of metabolites of aboveground and underground parts of Comarum palustre Lhttps://orcid.org/0000-0002-0816-2579СтругарЙ.StrugarJ.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А

14A, Prof. Popov str., Saint-Petersburg, 197376, Russia

ОрловаА. А.OrlovaA. A.

Орлова Анастасия Андреевна

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А

Anastasia A. Orlova

14A, Prof. Popov str., Saint-Petersburg, 197376, Russia

anastasiya.lebedkova@spcpu.ruПовыдышМ. Н.PovydyshM. N.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А

14A, Prof. Popov str., Saint-Petersburg, 197376, Russia

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииSaint-Petersburg State Chemical-Pharmaceutical University202124122021104Приложение 195103Copyright © Стругар Й., Орлова А.А., Повыдыш М.Н., 20212021Стругар Й., Орлова А.А., Повыдыш М.Н.Strugar J., Orlova A.A., Povydysh M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1106Введение

Введение. Понимание механизмов накопления отдельных групп биологически активных веществ в перспективных видах сырья и возможности их прогнозирования важно для решения фундаментальных и прикладных задач фармацевтики. На сегодняшний день выявлены различия качественного и количественного состава вторичных метаболитов в надземной и подземной части сабельника болотного, однако остается не исследованным вопрос, касающийся природы проявления данных различий.

Цель

Цель. Сравнительное метаболомное изучение состава первичных метаболитов надземной и подземной части сабельника болотного.

Материалы и методы

Материалы и методы. В качестве объекта исследования использовали надземную и подземную часть сабельника болотного, заготовленные в окрестностях питомника лекарственных растений ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России (Ленинградская область, Всеволожский район, Приозерское шоссе, 38 км) в 2019 году и высушенные воздушно-теневым методом. Метаболомные исследования проводили с использованием метода ГХ-МС. Статистическую обработку проводили на платформе MetaboAnalyst 5.0.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. При анализе хроматограмм, полученных с использованием метода ГХ-МС, выявлено содержание 933 первичных метаболита в надземной и подземной части сабельника болотного, 120 из которых были идентифицированы. С использованием ряда статистических методов выявлено 10 метаболитов из групп моносахаридов, органических кислот и спиртов, вносящих наибольший вклад в проявление различий между исследуемыми образцами.

Заключение

Заключение. В ходе исследования выявлена взаимосвязь между составом первичных и вторичных метаболитов в лекарственном растительном сырье.

Introduction

Introduction. Understanding the mechanisms of accumulation of individual groups of biologically active substances in promising types of plant raw materials and the possibility of predicting them is important for solving fundamental and applied problems of pharmaceuticals. To date, differences have been revealed in the qualitative and quantitative composition of secondary metabolites in the aboveground and underground of Comarum palustre L., however, the issue remains unstudied.

Aim

Aim. Comparative metabolomic study of the composition of the primary metabolites of the aboveground and underground parts of Comarum palustre L.

Materials and methods

Materials and methods. The object of the study was the aboveground and underground parts of Comarum palustre L., harvested in the vicinity of the nursery of medicinal plants of the St. Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University (Leningrad Region, Vsevolozhsky District, Priozerskoe Highway, 38 km) in 2019 and dried. Metabolomic studies based on GC-MS method was perfomed. A statistical analysis based on the MetaboAnalyst 5.0 platform was used.

Results and discussion

Results and discussion. Analysis of the chromatograms obtained using the GC-MS method revealed the content of 933 primary metabolites in the aboveground and underground parts of Comarum palustre L., 120 of which were identified. Using a number of statistical methods, 10 metabolites from monosaccharides, acids and alcohols, making the greatest contribution to the manifestation of differences between the studied samples, were identified.

Conclusion

Conclusion. The study revealed the relationship between the composition of primary and secondary metabolites in medicinal plant raw materials.

сабельник болотныйнадземная частьподземная частьпервичные метаболитыметаболомный анализComarum palustre L.aerial partunderground partprimary metabolitesmetabolomic analysisРезультаты работы получены с использованием оборудования ЦКП «Аналитический центр ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России» в рамках соглашения № 075-15-2021-685 от 26 июля 2021 года при финансовой поддержке Минобрнауки России. Работа выполнена при методологической поддержке кафедры физиологии и биохимии растений Санкт-Петербургского государственного университетаThe results of the work were obtained using the equipment of the Center for Collective Use "Analytical Center of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education SPKhFU of the Ministry of Health of Russia" in the framework of agreement No. 075-15- 2021-685 dated July 26, 2021 with the financial support of the Ministry of Education and Science of Russia. This work was carried out with the methodological support of the Department of Plant Physiology and Biochemistry, St. Petersburg State UniversityReferencesKarimi A., Maedeh M., Rafieian-Kopaei M. Herbal versus synthetic drugs; beliefs and facts. Journal of nephropharmacology. 2015;4(1):27–30.Karimi A., Maedeh M., Rafieian-Kopaei M. Herbal versus synthetic drugs; beliefs and facts. Journal of nephropharmacology. 2015;4(1):27–30.Лужанин В. Г., Уэйли А. К., Понкратова А. О., Гришукова Е. А., Сулоев И. С., Смирнов С. Н., Серебряков Е. Б. Выделение индивидуальных соединений из надземной части стальника полевого (Ononis arvensis L.) и золотарника канадского (Solidago canadensis L.). Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021;10(1):83–89. DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-1-83-89.Luzhanin V. G., Whaley A. K., Ponkratova A. O., Grishukova E. A., Suloev I. S., Smirnov S. N., Serebryakov E. B. Isolation of Individual Compounds from the Terrestrial Parts of Ononis Arvensis L. and Solidago Canadensis L. Razrabotka I registratsiya lekarstvennykh sredstv = Drug development & registration. 2021;10(1):83–89. (In Russ.) DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-1-83-89.Moilanen J., Sinkkonen J., Salminen J. P. Characterization of bioactive plant ellagitannins by chromatographic, spectroscopic and mass spectrometric methods. Chemoecology. 2013;23:165–179. DOI: 10.1007/s00049-013-0132-3.Moilanen J., Sinkkonen J., Salminen J. P. Characterization of bioactive plant ellagitannins by chromatographic, spectroscopic and mass spectrometric methods. Chemoecology. 2013;23:165–179. DOI: 10.1007/s00049-013-0132-3.Ajebli M., Eddouks M. The promising role of plant tannins as bioactive antidiabetic agents. Current Medical Chemistry. 2019;26(25):4852–4884. DOI: 10.2174/0929867325666180605124256.Ajebli M., Eddouks M. The promising role of plant tannins as bioactive antidiabetic agents. Current Medical Chemistry. 2019;26(25):4852–4884. DOI: 10.2174/0929867325666180605124256.Sergun V., Burkova V., Poznyakovsky V., Tokhiriyon B. Siberian plants and natural mineral salts for dietary supplements. Internetional Journal of Pharmaceutical Research and Allied Sciences. 2021;10(2):108–115. DOI: 10.51847/ChW0Q2S4ev.Sergun V., Burkova V., Poznyakovsky V., Tokhiriyon B. Siberian plants and natural mineral salts for dietary supplements. Internetional Journal of Pharmaceutical Research and Allied Sciences. 2021;10(2):108–115. DOI: 10.51847/ChW0Q2S4ev.Kashchenko N. I., Chirikova N. K., Olennikov D. N. Agrimoniin, an active ellagitannin from Comarum palustre herb with anti-α-glucosidase and antidiabetic potential in streptozotocininduced diabetic rats. Molecules. 2017;22(1):1–16. DOI: 10.3390/molecules22010073.Kashchenko N. I., Chirikova N. K., Olennikov D. N. Agrimoniin, an active ellagitannin from Comarum palustre herb with anti- α-glucosidase and antidiabetic potential in streptozotocininduced diabetic rats. Molecules. 2017;22(1):1–16. DOI: 10.3390/molecules22010073.Hellen H., Schallhart S., Praplan A. P., Tykkä T., Aurela M., Lohila A., Hakola H. Sesquiterpenes dominate monoterpenes in northern wetland emissions. Atmospheric Chemistry and Physics. 2020;20(11):7021–7034. DOI: 10.5194/acp-20-7021-2020.Hellén H., Schallhart S., Praplan A. P., Tykkä T., Aurela M., Lohila A., Hakola H. Sesquiterpenes dominate monoterpenes in northern wetland emissions. Atmospheric Chemistry and Physics. 2020;20(11):7021–7034. DOI: 10.5194/acp-20-7021-2020.Орлова А. А., Стругар Й., Штарк О. Ю., Жуков В. А., Лужанин В. Г., Повыдыш М. Н. Использование подходов метаболомики в анализе лекарственных растений и фитопрепаратов (обзор). Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021;10(1):97–105. DOI:10.33380/2305-2066-2021-10-1-97-105.Orlova A. A., Strugar J., Shtark O. Yu., Zhukov V. A., Luzhanin V. G., Povydysh M. N. Use of Metabolomic Approaches in Analysis of Medicinal Plants and Phytopreparations (Review). Razrabotka I registratsiya lekarstvennykh sredstv = Drug development & registration. 2021;10(1):97–105. (In Russ.) DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-1-97-105.Strižincová P., Ház A., Burčová Z., Feranc J., Kreps F., Ńurina I., Jablonský M. Spruce bark—a source of polyphenolic compounds: Optimizing the operating conditions of supercritical carbon dioxide extraction. Molecules. 2019; 24(22):1–15. DOI: 10.3390/molecules24224049.Strižincová P., Ház A., Burčová Z., Feranc J., Kreps F., Ńurina I., Jablonský M. Spruce bark—a source of polyphenolic compounds: Optimizing the operating conditions of supercritical carbon dioxide extraction. Molecules. 2019; 24(22):1–15. DOI: 10.3390/molecules24224049.Milkovska-Stamenova S., Schmidt R., Frolov A., Birkemeyer C. GC-MS method for the quantitation of carbohydrate intermediates in glycation systems. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2015;63:5911–5919. DOI: 10.1021/jf505757m.Milkovska-Stamenova S., Schmidt R., Frolov A., Birkemeyer C. GC-MS method for the quantitation of carbohydrate intermediates in glycation systems. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2015;63:5911–5919. DOI: 10.1021/jf505757m.Rosli M. A. F., Mediani A., Azizan K. A., Baharum S. N., Goh H.-H. UPLC-TOF-MS/MS-Based metabolomics analysis reveals speciesspecific metabolite compositions in pitchers of Nepenthes ampullaria, Nepenthes rafflesiana and their hybrid Nepenthes× hookeriana. Frontiers in Plant Science. 2021;12:655004. DOI: 10.3389/fpls.2021.655004.Rosli M. A. F., Mediani A., Azizan K. A., Baharum S. N., Goh H.-H. UPLC-TOF-MS/MS-Based metabolomics analysis reveals speciesspecific metabolite compositions in pitchers of Nepenthes ampullaria, Nepenthes rafflesiana and their hybrid Nepenthes× hookeriana. Frontiers in Plant Science. 2021;12:655004. DOI: 10.3389/fpls.2021.655004.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.