Биолошка активност и хемијски састав аутохтоних врста гљива Coprinus comatus (O.F. Müll.) Pers. Gray, 1797 и Coprinellus truncorum (Scop.) Redhead, Vilgalys & Monclavo, 2001

Abstract

У оквиру ове докторске дисертације испитана је биолошка активност екстраката плодних тела и потопљених култура (мицелије и филтрата) аутохтоних врста гљива Coprinus comatus и Coprinellus truncorum. Такође, испитан је метаболизам фосфата мицелија обе врсте употребом нуклеарно магнетне резонантне спректроскопије (31Р NMR), утицај ванадијума на метаболизам фосфата као и идентификација облика ванадата присутних у ћелији мицелије (51V NMR). Утврђена је антирадикалска и антиоксидативна активност етанолних,метанолних и водених екстраката гљива при чему су се екстракти потопљених култура издвојили по антирадикалској, а екстракти плодних тела по антиоксидативној активности. Екстракти потопљених култура истакли су се и у погледу антибактеријске активности, где се као најпотентнији показао хлороформски екстракт филтрата потопљене културе C. comatus. Такође, етанолни екстракт филтрата потопљене културе C. comatus показао се као најпотентнији у анти-ацетилхолинестеразној активности у односу на конвенционални лек донепезил. Испитан је и утицај екстраката на вијабилност ћелијских линија HepG2 (хумане хепатома ћелије) и Rin-5F (ß ћелије панкреаса пацова). Спектрофотометријским методама одређен је укупан садржај фенола и флавоноида у већини анализираних екстраката. LC/MS идентификацијом и квантификацијом фенолних киселина уочена је разлика између фенолних једињења присутних у плодном телу, мицелији и филтрату потопљене културе. Екстракти потопљених култура бележе већи број и већи садржај једињења. Укупан садржај протеина одређен само у воденим екстрактима, а укупан садржај угљених хидрата у полисахаридним екстрактима.Употребом Фуријеве инфрацрвене спектроскопске методе (FTIR) детектоване су везе између угљених хидрата присутних у полисахаридним екстрактима, а планарном хроматографијом показано је да екстракти плодног тела и филтрата врсте С. truncorum, као и екстракт плодног тела врсте C. comatus, садрже велику количину D-глукозе, док екстракт мицелије C. truncorum, баш као и екстракти филтрата и мицелије C. comatus, садрже највише галактозе. Квалитативном и квантитативном елементарном анализом (ААS) утврђен је виши садржај калијума и гвожђа у анализираним узорцима. GC-МS идентификацијом и квантификацијом масних киселина указано је на значајно присуство линолне киселине код обе врсте. Како за аутохтону врсту C.truncorum постоји мало података у литератури, подаци о њеном хемијском саставу могу се сматрати иновативним. Компаративним прегледом биолошке активности и хемијског састава екстраката плодног тела и мицелије и филтрата (потопљених култура) указано је да су анализирани екстракти извори биоактивних супстанци са медицинским потенцијалом, а потопљене културе датих гљива представљају атрактивне кандидате за даља биотехнолошка истраживања.

U okviru ove doktorske disertacije ispitana je biološka aktivnost ekstrakata plodnih tela i potopljenih kultura (micelije i filtrata) autohtonih vrsta gljiva Coprinus comatus i Coprinellus truncorum. Takođe, ispitan je metabolizam fosfata micelija obe vrste upotrebom nuklearno magnetne rezonantne sprektroskopije (31R NMR), uticaj vanadijuma na metabolizam fosfata kao i identifikacija oblika vanadata prisutnih u ćeliji micelije (51V NMR). Utvrđena je antiradikalska i antioksidativna aktivnost etanolnih,metanolnih i vodenih ekstrakata gljiva pri čemu su se ekstrakti potopljenih kultura izdvojili po antiradikalskoj, a ekstrakti plodnih tela po antioksidativnoj aktivnosti. Ekstrakti potopljenih kultura istakli su se i u pogledu antibakterijske aktivnosti, gde se kao najpotentniji pokazao hloroformski ekstrakt filtrata potopljene kulture C. comatus. Takođe, etanolni ekstrakt filtrata potopljene kulture C. comatus pokazao se kao najpotentniji u anti-acetilholinesteraznoj aktivnosti u odnosu na konvencionalni lek donepezil. Ispitan je i uticaj ekstrakata na vijabilnost ćelijskih linija HepG2 (humane hepatoma ćelije) i Rin-5F (ß ćelije pankreasa pacova). Spektrofotometrijskim metodama određen je ukupan sadržaj fenola i flavonoida u većini analiziranih ekstrakata. LC/MS identifikacijom i kvantifikacijom fenolnih kiselina uočena je razlika između fenolnih jedinjenja prisutnih u plodnom telu, miceliji i filtratu potopljene kulture. Ekstrakti potopljenih kultura beleže veći broj i veći sadržaj jedinjenja. Ukupan sadržaj proteina određen samo u vodenim ekstraktima, a ukupan sadržaj ugljenih hidrata u polisaharidnim ekstraktima.Upotrebom Furijeve infracrvene spektroskopske metode (FTIR) detektovane su veze između ugljenih hidrata prisutnih u polisaharidnim ekstraktima, a planarnom hromatografijom pokazano je da ekstrakti plodnog tela i filtrata vrste S. truncorum, kao i ekstrakt plodnog tela vrste C. comatus, sadrže veliku količinu D-glukoze, dok ekstrakt micelije C. truncorum, baš kao i ekstrakti filtrata i micelije C. comatus, sadrže najviše galaktoze. Kvalitativnom i kvantitativnom elementarnom analizom (AAS) utvrđen je viši sadržaj kalijuma i gvožđa u analiziranim uzorcima. GC-MS identifikacijom i kvantifikacijom masnih kiselina ukazano je na značajno prisustvo linolne kiseline kod obe vrste. Kako za autohtonu vrstu C.truncorum postoji malo podataka u literaturi, podaci o njenom hemijskom sastavu mogu se smatrati inovativnim. Komparativnim pregledom biološke aktivnosti i hemijskog sastava ekstrakata plodnog tela i micelije i filtrata (potopljenih kultura) ukazano je da su analizirani ekstrakti izvori bioaktivnih supstanci sa medicinskim potencijalom, a potopljene kulture datih gljiva predstavljaju atraktivne kandidate za dalja biotehnološka istraživanja.

The biological activity of extracts of basidiocarps (fruiting bodies) and submerged cultures (mycelium and filtrate) of autochthonous mushroom species Coprinus comatus and Coprinellus truncorum was examined. Furthermore, the metabolism of phosphate of mycelia of both types was studied using nuclear magnetic resonance spectros-copy ( 31 R NMR), the influence of vanadium on phosphate metabolism and the identification of vanadate oxidation states present in the mycelia cell ( 51 V NMR). The antiradical and antioxidant activity of methanolic, ethanolic and water fungal extracts was determined. Extracts of submerged cultures achieved the best anti- radical activity while fruit body extracts showed the best antioxidant activity. Extracts of submerged cultures also highlighted in terms of antibacterial activity, where the chloroform extract of the submerged culture C. comatus showed as the most potent. Also, the ethanolic extract of the submerged culture of C. comatus was found to be most relevant in anti-acetylcholinesterase activity compared with the conventional donepezil drug. The influence of extracts on the viability of cell lines HepG2 (human hepatocytes cells) and Rin-5F (ß pancreatic cells of the rat) was also examined. Spectrophotometric methods determined the total con-tent of phenol and flavonoids in most of the analyzed extracts. The LC/MS identification and quantification of phenolic acids revealed the difference between the phenolic compounds present in the fruiting body, mycelium, and the submerged culture filtrate. Extracts of submerged cultures record a greater number and higher content of compounds. The total content of proteins determined only in water extracts and the total content of carbohydrates in poly-saccharide extracts. Using the Fourier infrared spectro-scopic method (FTIR), the links between the sugar pre-sent in the polysaccharide extracts were detected, and planar chromatography showed that the extracts of the fruiting body and the filtrate of type C. truncorum, as well as the extract of the fruiting body of the species C. comatus, contain a large amount of D-glucose, while the extract of the C. truncorum mycelia and mycelia of C. comatus, contain the most galactose. GC-MS identification and quantification of fatty acids indicated a significant presence of linoleic acid in both species, while qualitative and quantitative elemental analysis (AAS) has determined a higher content of potas-sium and iron in the analyzed samples. Since there is no data in the literature for the autochtho-nous species C. truncorum, the studies on its chemical composition can be considered advanced аs innovative. A comparative review of the biological activity and the chemical composition of the extracts of the fruiting body and mycelia and filtrates of medium of submerged cultures indicated that the extracts were analyzed by sources of bioactive substances with medical potential, and the submerged cultures of these mushrooms are attractive candidates for biotechnological research.

В рамках данной работы была исследованна биологическая активность экстракта плодородных тел и погружонных видов култур (мицелии и филтрата) автотоных видов грибов Coprinus comatus и Coprinellus truncorum. Также, исследованн метаболизм фосфата обеих видов мицелий с помощью ядерного магнитного резонанса спектроскопии (31Р ЯМР), влияние на содержание ванадия в метаболизме фосфата, а также идентификация формы ванадата присущего в клеток мицеллий (51V ЯМР). Установленная антирадикальная и антиоксидантная активность метанольных, этанольных и водных экстрактов гриб, причём выделяются экстракты погружённых культур по антирадикальной активности и экстракты плодородных тел по антиоксидантной активности. Экстракты погружённых культур выделялись и в плане антибактериальной активности, причем, наиболее мощным из филтратов показался экстракт хлороформа погруженной культуры C. comatus. А также этанольный экстракт филтрата погружённой культуры C. comatus оказался найболее мощным в анти-ацетихолинестеразной активностипо сравнению с традиционным лекарством донепезилом. Было исследовано и влияние экстрактов на виябильность клеток линий HepG2 (гуманые хепатома клетки) и Rin-5F (ß клетки поджелудочной железы крыс). Методом спектрофотометрии определена совокупность фенола и флавоноида в большинстве проанализированных экстрактах. С помощью ЛС ̸МС идентификации и квантификации фенолных кислот была замечена разница между соединениями фенола, присущих в плодородном теле, и мицелии, и филтрата погружённой культуры. Экстракты погружённых культур отражают больше количество и более высокое содержание соединений. Общее содержание белков выделен только в водяных экстрактах, и общее содержание углеводов в полисахаридных экстрактах. Используя инфракрасный метод спектроскопии Фурия (ИКМСФ) были обнаружены связи между сахарами, присущими в полисахаридных экстрактах, а планарной хромотографиой было показано, что экстракты плодородного тела и филтратов вида С. truncorum, а также и экстракты плодородного тела вида C. comatus содержат большое количество D-глюкозы, в то время как экстракт мицелии C. truncorum, именно как и экстракт фильтрата и мицелии C. comatus, содержат больше всего галактозы. GC-МS идентификацией и квантификацией жирных кислот показано значительное наличие линолевой кислоты у обоих видах. А качественным и квантитативным элементарным анализом установленно большее содержание калиума и железа в анализированых шаблонах. Из-за того, что для автохтонного вида C. truncorum практически не было данных в литературе, данные о её химическом составе можно считать прогрессивным и инновационным. Сравнительный анализ биологической активности и химического состава экстрактов плодородного тела и мицелии и фильтрат (погружённых культур) показаывает, что проанализированные экстракты — источники биологически активных веществ с медицинским потенциалом, и погружённые культуры данных гриб являются привлекательными кандидатами для биотехнологических исследований.