Лекарственное растение это бав

Содержание

Лекарственное растение это бав
Лекарственное растение это бав
ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ НА ФАРМАКОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Journal of Biomedical Technologies
научно-практический электронный журнал
Методические рекомендации
Особенности биотехнологии растительных тканей, органов и клеток in vitro при получении фармакологически ценных метаболитов

Лекарственное растение это бав

На современном этапе развития фармации, несмотря на очевидные успехи химического синтеза новых соединений, обладающих фармакологической активностью и являющихся основой производства новых лекарственных средств, не утрачивают своей актуальности фитопрепараты. Для производства всего ассортимента фитопрепаратов используется разнообразное лекарственное растительное сырье (ЛРС). Вполне естественно, что фармакологическая активность лекарственных средств растительного происхождения определяется комплексом биологически активных соединений (БАС), которые извлекаются из ЛРС в процессе получения субстанций или изготовления фитопрепаратов. Комплекс БАС в составе любого растения представлен разнообразными химическими соединениями, синтезируемыми в биохимических реакциях первичного и вторичного метаболизма.

В большинстве учебных материалов и в значительном количестве научных работ в классификации БАС растительного происхождения нет последовательности и единообразного подхода, зачастую преобладают архаизмы и устойчивые сленговые понятия.

Так, термин «сердечные гликозиды», широко используемый в учебной литературе стран СНГ [4, 5, 7, 9, 11], не имеет ничего общего с классификацией гликозидов по типу связи генина с агликоном. Соединения, которые относят к этому классу представляют собой типичные О-гликозиды, широко распространенные в растениях, а их агликоны имеют совершенно разную химическую структуру и тем более биогенетическое происхождение. Гликозидирование в известном смысле является способом транспортирования агликонов [19] по органам растений и в этой связи можно говорить только о форме существования агликона. Название «сердечные» или «кардиотонические» отражает фармакологическую активность подобных соединений, но и сумма флавоноидных гликозидов боярышника также обладает подобной активностью. При этом агликоны карденолидов имеют стероидный скелет, в то время как флавоноиды такого скелета не имеют.

В существующей классификации сапонинов выделяют тритерпеновые сапонины и стероидные сапонины [7, 9] или даже «тритерпеновые сапонины стероидного происхождения» [4]. Вместе с тем любые сапонины имеют своим биогенетическим предшественником тритерпеновое соединение сквален [12] и в этом случае все сапонины могут быть только тритерпеновой природы и различаются только структурой.

В.А. Куркин [3, 4] сделал попытку построить классификацию фенольных соединения, выделив в качестве «новой» группы соединений широко известный с середины 20-го века класс соединений [2, 14] – фенилпропаноидов, имеющих скелет С6–С3. В предложенной классификации [4] выглядит искусственным выделение таких групп, как «фенилпропаноиды фенилэтанового происхождения» и фенилпропанов – соединениий вида С6–С3, имеющие бескислородную боковую цепь С3 (эвгенол, анетол). Все фенольные соединения, за исключением нескольких соединений хиноидной структуры, синтезируются по схеме: шикимовая кислота → фенилаланин → фенилпропаноид и этот путь биосинтеза именуется фенилпропаноидным («phenylpropanoid pathway» [14, 16]). Фенилпропан по определению не может быть производным фенилпропаноида – только в обратном порядке. В то же время и эвгенол и анетол по своей химической структуре имеют ненасыщенную связь С=С и являются, таким образом, фенилпропенами, которые уже могут быть производными фенилпропаноидов. В случае же с «фенилпропаноидами фенилэтанового происхождения» перед нами просто олигосахариды, имеющие два разных агликона – фенилпропаноид и фенилэтаноид.

Автор [4] также вводит термины флаволигнаны и, по аналогии с ним, ксанто- и кумаринолигнаны. Термин флавонолигнан («flavonolignane») был предложен Р. Хенселем и А. Пельтером еще в 1968 году, хотя позднее они же признали неудачность данного термина, т.к. подобные соединения ничего общего с лигнанами не имеют [15]. Действительно лигнаны – это димеры монолигнолов [10], соединенных по принципу «хвост к хвосту», а неолигнаны по принципу «голова к хвосту» [18]. Номенклатура ИЮПАК [17] также не предусматривает введенных в [4] групп флаво-, ксанто-, и кумаринолигнанов, а класс неолигнанов – в понимании [4] не соответствует неолигнанам в общепринятой номенклатуре современной органической химии [17].

Выделение класса хинонов по принципу общности биосинтеза, сделанное в [4], также не обосновано т.к. синтез хинонов происходит по крайней мере тремя различными путями [10, 18]. Они могут быть объединены в отдельную группу только по принципу наличия в их структуре хиноидного ядра. В этом случае становится очевидным, что «антраценпроизводные соединения» [4, 7, 9, 11, 13] по сути не являются производными антрацена в том числе и потому, что в растениях сам антрацен не синтезируется. Один тип соединений, имеющий углеродный скелет антрацена, для обозначения которых может использоваться термин «антраценоид», образуются по поликетидному пути биосинтеза – 1,8-антрахинон (подгруппа хризацина) или в результате взаимодействия шикимовой и мевалоновой кислот – второй тип антраценоидов – 1,2-антрахинон (подгруппа ализарина).

На настоящий момент только классификация алкалоидов, созданная в середине прошлого века А.П. Ореховым, не потеряла своей актуальности и продолжает действовать после небольших уточнений в терминологии – в частности термин «алкалоиды с атомом азота в боковой цепи» [7, 11, 16] или используемый в [4] термин «экзоциклические алкалоиды» более терминологически правильно называть «изоциклическими» [1].

Отмеченные выше недостатки в используемых системах классификации природных БАС необоснованно затрудняют понимание и усвоение студентами курса фармакогнозии, т.к. разрывают логические связи с базовыми фундаментальными науками.

Деление метаболизма растений на «первичный» и «вторичный» в рассматриваемом контексте явно устарело т.к. не позволяет объяснить отнесение группы азотных соединений (аминокислот, а также витаминов, хлорофилла) – синтез которых может происходить в процессах вторичного метаболизма к БАС первичного метаболизма.

Решая подобную проблему, Дж. Харборн и П. Дей предложили [18] в первичном метаболизме рассматривать различные пути биосинтеза первичных метаболитов, таких как углеводы, липиды, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, белки. В то же время для описания синтеза вторичных метаболитов авторы ввели понятие «специального метаболизма», в котором синтезируются фенолы, изопреноиды и вторичные азотсодержащие соединения (алкалоиды). Более целесообразно с позиций фармакогнозии и оправдано использование выделение в процессе биосинтеза БАС следующих типов метаболизма:

1. Углеводно-липидный метаболизм – здесь синтезируются (из БАС, рассматриваемых в курсе фармакогнозии) моно-, олиго и полисахариды, высшие жирные кислоты, липиды, а также, в цикле Кребса, карбоновые кислоты.

2. Азотный метаболизм – ассимиляция нитратов начинается в реакции с α-кетоглутаровой кислотой и первичным продуктом ассимиляции является глутамат [6, 18]. В дальнейшем перенос аминогруппы происходит в процессе переаминирования, а углеродные скелеты всего многообразия аминокислот формируются на различных стадиях циклов Кальвина и Кребса, а других азотсодержащих соединений – в процессе биосинтеза изопреноидных и фенольных соединений. Таким образом, в процессе азотного метаболизма синтезируются как первичные метаболиты – протеиногенные аминокислоты, так и вторичные метаболиты, которые включают наряду с алкалоидами, цианогенные гликозиды и непротеиногенные аминокислоты.

Источник

Лекарственное растение это бав

ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ НА ФАРМАКОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ НА ФАРМАКОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

Кирилюк А.А., Петрище Т.Л.

УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»,

г. Витебск, Республика Беларусь

В статье рассмотрены примеры фармакологического взаимодействия лекарственных средств и биологически-активных веществ лекарственных растений (фитопрепаратов) на различных этапах метаболизма. В фармакотерапии фитопрепараты зарекомендовали себя как наиболее безопасные и малотоксичные лекарственные средства, поэтому их чаще всего назначают детям, пожилым людям, женщинам в период беременности и лактации. Часто пациенты прибегают к самолечению фитотерапией для усиления терапевтического эффекта прописанных врачом лекарственных средств, не задумываясь о том, что активные компоненты растений могут влиять на лекарственное средство.Например, совместное применение отхаркивающих средств и фитопрепаратов, обладающего отхаркивающим и муколитическим действием (алтей, тимьян, плющ, и др.) приводит к усилению отхаркивающего действия. Противопоказано применение варфарина и других антикоагулянтов с фитопрепаратами из каштана конского, гинго, зверобоя, т.к. происходит нарушение свертываемости крови. В зависимости от взаимодействия лекарственных средств с фитопрепаратами, лекарственные средства следует принимать одновременно с фитопрепаратами или вовсе избегать данной комбинации. Лечащий врач или провизор-рецептар должен проконсультировать пациента о целесообразности комбинации фитопрепаратов с лекарственными средствами.

Ключевые слова: лекарственное средство, фармакологическое взаимодействие, лекарственное растение, фармакологическая группа, рекомендации по применению.

CHARACTERISTICS OF THE INFLUENCE OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES OF MEDICINAL PLANTS FOR PHARMACOLOGICAL ACTIVITY OF DRUGS

Kirilyuk A.A., Petrishche T.L.

EE “Vitebsk State Medical University”, Vitebsk, the Republic of Belarus

The article describes examples of pharmacologic interaction of drugs and biologically active substances of medicinal plants (phytopreparations) at various stages of metabolism. In pharmacotherapy, phytopreparations have proved as the safest low-toxic medicines so they often prescribe to children, elderly, women during pregnancy and lactation. Often patients resort to self-medication with phytotherapy to enhance the therapeutic effect of prescribed medicines, without thinking that active plant components can affect the drug. For example, the combined use of expectorants and phytopreparations, having expectorant and mucolytic action (marshmallow, thyme, ivy, etc.) leads to increased expectorant action. Contraindicated warfarin and other anticoagulant with phytopreparations from chestnut horse, gingo, St. John’s wort, since there is a bleeding disorder.Depending on the interaction of drugs with phytopreparations, medicines should be taken together or separately with phytopreparations.The attending physician or pharmacist should advise the patient about the advisability of combining phytopreparations with drugs.

Keywords: drug, pharmacological interaction, medicinal plant, pharmaceutical group, application recommendations.

Актуальность. За последние годы в Беларуси и России отмечается рост потребления фитопрепаратов — лекарственных средств (ЛС) на основе лекарственных растений (ЛР). Они содержат различные биологически-активные вещества (БАВ) или их комплекс: биофлаваноиды, витамины, терпеноиды, дубильные вещества, органические кислоты, фенольные соединения, углеводы и др. В терапевтической практике фитопрепараты зарекомендовали себя как более безопасные и малотоксичные по сравнению с химически синтезированными ЛС, а также доступные и эффективные средства. Поэтому их назначают чаще всего детям, пожилым людям, а также женщинам в период беременности и лактации. Зачастую пациенты прибегают к самолечению фитотерапией для усиления терапевтического эффекта прописанных врачом ЛС, не задумываясь о том, что ЛР могут влиять на ЛС. Каждый из компонентов фитопрепаратов в отдельности или в совокупности обладает определенной активностью, что может изменять фармакологическую активность различных ЛС, применяемых совместно [ 1, 2].Исследователи отмечают, что 20–30 % пациентов, длительно получающих те или иные ЛС, дополнительно принимают различные фитопрепараты и лишь 20–25 % из них сообщают об этом своему лечащему врачу [2]. Взаимодействие между ЛС и фитопрепаратами активно изучается. По некоторым данным, побочные эффекты при совместном применении ЛС и фитопрепаратов встречается в 16% случаев [3, 4].

Цель исследования: провести аналитический обзор данных научной литературы о взаимодействии компонентов лекарственных растений на фармакологическую активность лекарственных средств, чтобы на основании полученных данных сформулировать общие рекомендации о рациональном сочетании ЛС и фитопрепаратов.

Материал и методы. В процессе работы использовались сравнительный, аналитический, описательный методы.

Результаты. Различают два типа фармакологического взаимодействия фитопрепаратов и ЛС: фармакодинамическое (диетические компоненты растений оказывают аддитивное или синергическое действие на лекарственное средство) и фармакокинетическое (изменение метаболизма, распределения, экскреции, абсорбции и связывания с белком плазмы крови БАВ или лекарственного средства, приводящие к повышению / снижению их лечебных свойств). Поскольку любое фармакологическое взаимодействие будет связано с влиянием ЛС на БАВ растений (и наоборот), и будет изменять фармакологическую активность ЛР (или ЛС), целесообразно определить какие БАВ определяют те или иные свойства лекарственных растений [1, 3] (таблица 1).

Таблица 1

Взаимосвязь БАВ растений с их фармакологической активностью(примеры)

Эфирное масло (терпеноиды)

Мята, тимьян (чабрец), душица, тмин, кориандр, укроп, петрушка, сельдерей, валериана, полынь.

Источник

Journal of Biomedical Technologies

научно-практический электронный журнал

Методические рекомендации

Особенности биотехнологии растительных тканей, органов и клеток in vitro при получении фармакологически ценных метаболитов

Cавушкин
Андрей Иванович

ФГУП «Госсорткомиссия», Петрозаводск, Россия, fagafon@yandex.ru

Сидорова
Наталья Анатольевна

Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия, vanlis@petrsu.ru

Прокопюк
София Михайловна

Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия, vanlis@petrsu.ru

биотехнология
культура растительных тканей
каллус
фитогормоны
метаболические процессы
биологически активные вещества

В статье рассмотрены вопросы перспективных исследований в области биотехнологии растений как раздела прикладных наук, аккумулировавшего в себе новейшие достижения биологических наук и технологий; обобщены результаты исследований по разнообразию биоинженерных подходов к созданию продуцентов биологически активных веществ. В контексте биотехнологии с использованием растительных организмов апробированы методы введения в культуру каллусных тканей Maclura pomifera (Raf.) Schneid. В серии экспериментов представлены примеры модификации состава питательных сред для получения первичного каллуса. Установлена зависимость между концентрацией фитогормонов в среде и особенностью формирования каллуса у эксплантов. Максимальный размер экспланта 10.3 мм получен с использованием среды с добавлением ауксинов 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и 3-индолилуксусной кислоты (ИУК) в диапазоне концентраций 0.5-1 мг/л и 1-5 мг/л, соответственно. Сделано предположение, что вариабельность тканей соплодий Maclura pomifera (Raf.) Schneid по способности к калусообразованию может быть связана с изменениями направленности метаболических процессов у растения.

Введение

В последнее время в биотехнологии растений наблюдается повышенный интерес к новым источникам ценных биологически активных веществ для получения из них фармакологических препаратов, не обладающих побочными эффектами, и их синтетических аналогов. В связи с этим, разрабатываются и апробируются промышленные технологии культивирования растительных тканей и органов, обладающих повышенным биосинтетическим потенциалом. Так, на основе клеточной культуры воробейника краснокорневого (Lithospermum erythrorhizon Sieb. et Zucc.) в Японии налажено биотехнологическое производство шиконина, обладающего антибактериальным, противовоспалительным и противоожоговым (ранозаживляющим) действием. На его основе созданы препараты «Гешиспон», «Дигиспон-А», используемые в качестве раневого коллагенового биодеградируемого покрытия с диоксидином и шиконином, а также «Коллахит Ш» — раневое покрытие на основе коллаген-хитозанового комплекса с шиконином. С помощью суспензионной культуры клеток женьшеня (Panax ginseng) в ОАО «Биохиммаш» (Институт прикладной биохимии и машиностроения) разработана технология получения биомассы женьшеня для использования в медицинской и косметической промышленности.

Биоинженерные подходы к созданию продуцентов биологически активных веществ (БАВ) из растительных организмов разрабатываются уже приблизительно с середины прошлого века, и на сегодняшний день они претерпели значительные изменения, благодаря развитию различных направлений биологии: геномики, эпигеномики, интерферомики, протеомики, метаболомики, транскриптомики и др. Огромный объём данных, получаемых методами этих разделов науки, очень важен для системной биологии, изучающей сложные биологические системы. К таким системам можно отнести и суспензионные культуры растительных клеток, и культуры каллусных тканей, а также структуру взаимодействий между отдельными клетками в этих культурах. Для оптимизации процессов накопления вторичных метаболитов в таких сложных многокомпонентных системах разрабатываются технологические подходы, основанные на сумме экспериментальных данных, получаемых с помощью вышеупомянутых научных дисциплин. При этом, часто приходится сталкиваться с множеством трудностей как технологического, так и методологического характера. Так, например, секвенирование de novo геномов высших растений является сложной задачей, так как многие растения являются полиплоидами и их геномы содержат значительную долю повторяющихся последовательностей. Также, у высших растений имеются так называемые аллополиплоидные формы, содержащие близкие, но не идентичные геномы, что также усложняет задачу и увеличивает стоимость анализа структуры генома. С другой стороны, данный метод геномики, позволяющий определить весь набор нуклеотидных последовательностей неизвестного генома, предоставляет возможность произвести скрининг генов, вовлечённых в пути биосинтеза продуктов обмена веществ лекарственных растений и, далее, с помощью генноинженерных методов активировать их работу для получения биологически активного вещества необходимого качества и количества.

Основными «поставщиками» лекарственных веществ для фармацевтической промышленности, получаемых биотехнологически из растений различных видов, в настоящее время являются каллусные культуры и суспензионные культуры клеток. При этом технология каллусных культур предполагает выращивание на плотной (агаризованной) питательной среде, в то время как суспензионные культуры требуют культивирования в жидких питательных средах. Получают каллусные ткани с помощью твёрдофазной ферментации или с помощью глубинного культивирования клеточных суспензий. На выход вторичных метаболитов в культуре каллусных тканей и в клеточных культурах влияет очень большое количество факторов как эндогенной (генетические, эпигенетические, физиологические, гормональные), так и экзогенной (физические – температура, интенсивность и спектральный состав света, аэрация; химические – pH среды, химический состав питательной среды и пр.) природы. Таким образом, изменяя и комбинируя эти факторы, можно добиться увеличения выхода вторичных метаболитов. Другим методом, используемым в биотехнологии растений для получения активных продуцентов БАВ, является выделение и селекция сомаклональных вариантов, возникающих в процессе культивирования исходных клеточных линий вследствие их генетической гетерогенности, индуцируемой условиями культивирования клеток in vitro. Причины и механизмы возникновения сомаклональной изменчивости разнообразны, но к основным можно отнести следующие: полиплоидия, анеуплоидия, хромосомные перестройки, точечные мутации, соматический (митотический) кроссинговер и обмен сестринских хроматид, изменчивость цитоплазматических геномов, амплификация и редукция генов, активация ранее репрессированных (молчащих) генов, активация мобильных генетических элементов (Воинов, 2015). Возникающее таким образом генетическое разнообразие в растительных клеточных популяциях после проведения соответствующего цитологического и генетического анализа даёт возможность осуществлять скрининг наиболее активных в отношении биосинтеза вторичных метаболитов сомаклонов. Сочетание этого метода с индуцированным мутагенезом in vitro позволяет на следующих этапах культивирования клеток и каллусов производить клеточную селекцию, выделяя и отбирая клеточные популяции с искомыми признаками, например, со стабильным и повышенным, по сравнению с исходной линией, выходом целевого вторичного метаболита для получения из него лекарственного препарата.

Одним из перспективных продуцентов БАВ растительного происхождения считают маклюру оранжевую (Maclura pomifera (Raf.) Schneid.). Из соплодий маклюры в официальной медицине многих стран изготавливают лекарства для улучшения сердечной деятельности, антибиотики, составы для лечения поверхностных ран. К основным соединениям маклюры, обладающим биологической активностью, в настоящее время относят два наиболее изученных изофлавона (изомерные соединения флавоноидов) – осайин и помиферин, способные укреплять стенки капилляров. Также большое значение имеют стероидоподобные вещества, найденные в плодах маклюры – лупеол и ситостерол, обладающие противовоспалительными и простатопротекторными свойствами. Исследование этих и других БАВ маклюры на различных объектах в условиях in vitro и in vivo показало, что они обладают антимикробным, антиоксидантным, кардиопротекторным, противоопухолевым действием. Выделяемые из плодов этого растения соединения обладают также иммуномодулирующим действием.

В лаборатории доклинических исследований, клеточной патологии и биорегуляции Института высоких биомедицинских технологий ПетрГУ разрабатываются новые подходы к культивированию клеток и тканей растений продуцентов БАВ. В период с 2014-2015 г.г. в рамках Программы стратегического развития ПетрГУ проведена серия экспериментов по апробации методов получения каллусной культуры Maclura pomifera (Raf.) Schneid. – продуцента широкого спектра физиологически активных веществ, таких как флавоноиды, тритерпеноиды, стероиды, аминокислоты и витамины.

Материалы и методы

Для введения опытного растения в каллусную культуру готовили питательную среду Мурасиге-Скуга согласно прописи (Murashige, 1969) c добавлением витаминов десятикратной концентрации и стимуляторов роста (ауксины и цитокинины). Для получения первичного каллуса готовили несколько сред с различным соотношением регуляторов роста. В качестве ауксинов использовали 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д) и 3-индолилуксусную кислоту (ИУК) в диапазоне концентраций 0.5-1 мг/л и 1-5 мг/л, соответственно. Концентрация цитокининов (бензиламинопурин) составляла от 10 -5 до 10 -7 моль/л. Источником эксплантов служили зрелые плоды маклюры. Сначала их отмывали водой с детергентом от загрязнений, обрабатывали спиртом, после чего стерилизовали поверхность плодов раствором гипохлорита кальция в 2–5%-ной концентрации с последующим промыванием стерильной дистиллированной водой. После этого плоды разрезали в условиях ламинар-бокса на несколько частей, из которых в дальнейшем извлекали ткани мезокарпия размером, в среднем, 5 мм. После этого экспланты помещали на подготовленные питательные среды в чашки Петри, которые располагали под лампами дневного света. Развитие каллуса наблюдалось через 1-2.5 недели после введения в культуру. Первичный каллус начинал формироваться с краёв эксплантов в средах с повышенным содержанием ИУК и без определённой локализации – в вариантах с высокой концентрацией 2,4-Д. Экспланты на всех типах питательных сред образовывали каллус серовато-белого цвета рыхлой консистенции.

Результаты

В результате серии экспериментов исследована динамика калусообразования на 7-е, 13-е и 18-е сутки. Максимальный размер каллуса Maclura pomifera (Raf.) Schneid установлен для среды с содержанием ауксина 2,4 -Д в количестве 5.0 мг/л и экспозицией – 18 суток. Так, на 7-е сутки опыта в варианте с 2,4-Д и концентрацией фитогормона 5.0 мг/л размер каллуса составил 6.1 мм, а на 18-е сутки – 10.3 мм (разница в приросте составляет 40.8%). В то же время, для ИУК при максимальной концентрации в данном эксперименте (1.0 мг/л) динамика нарастания каллуса выражена не столь резко – 5.5 мм на 7-е сутки и 7.8 мм на 18-е (разница в приросте составляет 29.5%). Таким образом, выявлена положительная корреляция между концентрацией фитогормона и временем экспозиции экспланта на питательной среде, содержащей этот гормон. Установлено, что динамика роста каллусной ткани зависит от типа фитогормона и его концентрации в среде (Таблица).

Таблица. Развитие каллуса у эксплантов Maclura pomifera в зависимости от концентрации фитогормонов в питательной среде

Концентрация фитогормонов	7 суток (мм)	13 суток (мм)	18 суток (мм)
ИУК (0.5 мг/л)	5.6	6.2	7.2
ИУК (1.0 мг/л)	5.5	6.7	7.8
2,4-Д (1.0 мг/л)	5.8	6.8	8.1
2,4-Д (5.0 мг/л)	6.1	7.2	10.3

Заключение

Можно предположить, что вариабельность эксплантов Maclura pomifera (Raf.) Schneid по способности к калусообразованию связана с изменениями направленности метаболических процессов в ходе каллусогенеза. Растения обладают метаболическими путями биосинтеза десятков тысяч вторичных продуктов. Набор вторичных метаболитов растений очень разнообразен. Если количество первичных метаболитов, синтезируемых в ключевых процессах первичного метаболизма (фотосинтез, дыхание, углеводородный, липидный и азотный обмен), достигает нескольких сотен, то, по приблизительным оценкам, количество метаболитов, образующихся в процессах вторичного метаболизма, достигает 200 000 (терпены, поликетиды, фенолы, алкалоиды, цианогенные гликозиды, небелковые аминокислоты) (Fett-Neto, 2010; Gupta, 2015). В отличие от первичных метаболитов, присутствующих во всех растительных клетках, вторичные метаболиты могут быть специфичны для одного или нескольких видов растений (Борисова, 2014). Кроме этого, вещества вторичного метаболизма не имеют собственных путей синтеза и для своего образования используют основные метаболические пути растений. Их биосинтез происходит на ответвлениях метаболических путей белков, углеводов, липидов, где функционирует широкий спектр ферментов, обусловливающих способность растений синтезировать разнообразные соединения (Борисова, 2014; Воинов, 2015). Одним из биотехнологических подходов к изменению метаболизма растений и, в конечном счёте, к увеличению выхода вторичных метаболитов, являющихся во многих случаях конечным целевым продуктом в цикле производства лекарственных препаратов, является контроль экспрессии генов, вовлечённых в данный процесс, на уровне основных регуляторных факторов транскрипции, которые являются привлекательными объектами для инжиниринга вторичных метаболических путей (Kayser, 2007; Воинов, 2015). Эти подходы, основанные на знаниях, накапливающихся в области метаболомики и транскриптомики, служат основой для разработки инструментов метаболической инженерии, дают возможность проектировать и создавать новые метаболические пути в растительных организмах, получать продукты лекарственного назначения с заданными свойствами, которые невозможно получить традиционными способами. Инжиниринг метаболических путей растений направлен на получение в трансгенной клетке новых биохимических реакций путем введения чужеродных генов или модификацией генов клетки-хозяина (Wu, 2008). Иногда такими продуцентами важных лекарственных соединений являются уникальные тропические и эндемические растения, недоступные для их агротехнического производства в умеренных климатических зонах большинства развитых стран мира. Выделение из таких растений генов, определяющих направленный синтез специфических органических соединений, и их перенос в подобранные соответствующим образом растения превращает их в новые продуценты важных биологически активных веществ.

Библиография

1. Arora R. Medicinal Plant Biotechnology. Wallingford: CAB International; 2010.

2. Fett-Neto AG (Ed.) Plant Secondary Metabolism Engineering: Methods and Applications. Methods in Molecular Biology 2010, 643.

3. Gupta VK, Tuohy MG, Lohani M, O’Donovan A (eds.). Biotechnology of Bioactive Compounds: Sources and applications. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd; 2015.

4. Kayser O, Quax WJ (eds.). Medicinal Plant Biotechnology. From Basic Research to Industrial Applications. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; 2007.

5. Murashige T, Tucker DPH. Growth factor requirements of Citrus tissue culture. Proc First Int Citrus Symp 1969, 3:1155-1161.

6. Wu S, Chappell J. Metabolic engineering of natural products in plants: tools of the trade and challenges for the future. Curr Opin Biotechnol 2008,19:145-152.

7. Борисова Г.Г., Ермошин А.А., Малева М.Г., Чукина Н.В. Основы биохимии вторичного обмена растений: учебно-методическое пособие. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2014. 128 с.

8. Воинов Н.А., Волова Т.Г. Органогенез в культуре соматических тканей: сомаклональная изменчивость, гормоннезависимые растительные ткани [http://medbe.ru/ materials/problemy-i-metody-biotekhnologii/organogenez-v-kulture-somaticheskikh-tkaney].

9. Воинов Н.А., Волова Т.Г. Области применения генной инженерии растений [http://medbe.ru/materials/problemy-i-metody-biotekhnologii/oblasti-primeneniya-gennoy-inzhenerii-rasteniy].

10. Булгаков В.П., Федореев С.А., Журавлев Ю.Н. Биотехнология – здоровью человека: научные достижения и первые шаги инноваций на Дальнем Востоке // Вестник ДВО РАН. – 2004. – №3. – С.93-99.

11. Дейнеко Е.В. Генетически модифицированные растения – продуценты рекомбинантных белков медицинского назначения // Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2012. – №2(18). – С. 41-51.

Источник