RU2296154C1 - Strain of the cultured cells of plants ajuga reptans l - Google Patents
Strain of the cultured cells of plants ajuga reptans l Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296154C1 RU2296154C1 RU2005132292/13A RU2005132292A RU2296154C1 RU 2296154 C1 RU2296154 C1 RU 2296154C1 RU 2005132292/13 A RU2005132292/13 A RU 2005132292/13A RU 2005132292 A RU2005132292 A RU 2005132292A RU 2296154 C1 RU2296154 C1 RU 2296154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cells
- plants
- strain
- ajuga reptans
- cultured cells
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в медицинской, пищевой и парфюмерной промышленности.The invention relates to biotechnology and can be used in the medical, food and perfume industries.
В настоящее время проводятся интенсивные исследования по получению фитоэкдистероидов из лекарственного растительного сырья (Фитоэкдистероиды / Под ред. В.В.Володина. Санкт-Петербург: Наука, 2003, 293 с.; Патент РФ №2153346, МКИ А 61 К 35/78. Способ получения экдистероидов / В.В.Володин, С.О.Володина; Патент РФ №2155599, МКИ А 61 К 35/78. Способ выделения индивидуальных соединений из смеси экдистероидов из надземной части растений Serratula coronata/ В.В.Володин, С.О.Володина).Currently, intensive studies are being conducted to obtain phytoecdysteroids from medicinal plant materials (Phytoecdysteroids / Edited by V.V. Volodin. St. Petersburg: Nauka, 2003, 293 pp .; RF Patent No. 2153346, MKI A 61
Для этих соединений показана перспектива использования в составе актопротекторных, сахароснижающих и ранозаживляющих препаратов, тонизирующих пищевых добавок и косметических композиций (Фитоэкдистероиды / Под ред. В.В.Володина. Санкт-Петербург: Наука, 2003, 293 с.; Патент РФ №2119331, МКИ А 61 К 9/06, 35/78. Средство для лечения ожоговых ран "Витадерм" / В.Н.Дармограй, С.М.Потехинский и др.; Patent EP 0436650, МКИ А 61 К N 7/00. Meybeck A., Bonte F., Phases lamellaires lipidiques hydratees on liposomes a base d′ecdysteroides.; Патент РФ №1561263, МКИ А 61 К 35/78. Способ лечения инсулинзависимого сахарного диабета. / М.И.Косовский, В.Н.Сыров и др.)For these compounds, the perspectives of the use of actoprotective, sugar-lowering and wound healing preparations, tonic food additives and cosmetic compositions (Phytoecdysteroids / Edited by V.V. Volodin. St. Petersburg: Nauka, 2003, 293 pp .; RF Patent No. 2119331, MKI A 61 K 9/06, 35/78. "Vitaderm" for the treatment of burn wounds / V. N. Darmograi, S. M. Potechinsky et al .; Patent EP 0436650, MKI A 61 K N 7/00. Meybeck A., Bonte F., Phases lamellaires lipidiques hydratees on liposomes a base d'ecdysteroides .; RF Patent No. 1561263, MKI A 61
Альтернативой растительному сырью могут служить культивируемые клетки растений. Известные штаммы культивируемых клеток экдистероидсодержащих растений, описанные в литературе, не продуцируют эти соединения в условиях in vitro либо продуцируют в концентрациях, более низких, чем дикорастущие или интродуцированные виды растений (Tomas J., Camps F., Claveria E., Coll J., Mele E., Messeguer J. Composition and location of phytoecdysteroids in Ajuga reptans in vivo and vitro cultures// Phytochemistry. 1992. V.31. No5. P.1585-1591). Ссылки на депонирование штаммов экдистероидсодержащих растений в доступных коллекциях отсутствуют.Cultured plant cells can serve as an alternative to plant materials. Known strains of cultured cells of ecdysteroid-containing plants described in the literature do not produce these compounds in vitro or produce at concentrations lower than wild or introduced plant species (Tomas J., Camps F., Claveria E., Coll J., Mele E., Messeguer J. Composition and location of phytoecdysteroids in Ajuga reptans in vivo and vitro cultures // Phytochemistry. 1992. V.31. No.5. P.1585-1591). Links to the deposit of strains of ecdysteroid-containing plants in the available collections are missing.
Задачей настоящего изобретения является получение активно растущего штамма суспензионной культуры растительных клеток живучки ползучей (Ajuga reptans L.), характеризующегося высоким содержанием фитоэкдистероидов.An object of the present invention is to provide an actively growing strain of suspension culture of plant cells of a tenacious creeping survivor (Ajuga reptans L.) characterized by a high content of phytoecdysteroids.
Штамм Ajuga reptans E IVk депонирован в Российскую коллекцию клеток высших растений при Институте физиологии им. К.А.Тимирязева РАН под коллекционным номером 63.The strain Ajuga reptans E IVk was deposited in the Russian collection of higher plant cells at the Institute of Physiology. K.A. Timiryazev RAS under collection number 63.
Описание исходного материала. Источником получения штамма суспензионной культуры Ajuga reptans служила длительно культивируемая каллусная культура, которая была получена в 1993 г. в лаборатории биохимии и биотехнологии растений Института биологии Коми НЦ УрО РАН из корня стерильного растения живучки ползучей, выращиваемой в научной коллекции указанного Института. Каллусную культуру выращивали на модифицированной среде Мурасиге-Скуга, с добавлением сахарозы - 30 г/л; 2,4-Д - 1 мг/мл; БАП - 0,2 г/мл; мезо-инозита - 100 мг/л и витаминов по Стаба, мг/л: фолиевой кислоты - 0,5; рибофлавина (В2) - 0,5; биотина - 1,0; Са-пантотената - 1,0; кобаламина (В 12) - 0,0015. рН до автоклавирования - 5,8. Для получения суспензионных культур каллусную культуру переносили в жидкую питательную среду, идентичную по составу среде, на которой культивировались каллусные культуры, с исключением агара. Примерно через две недели суспензионную культуру фракционировали, используя отстаивание в течение 1-2 мин (отбирали среднюю фракцию). Суспензии выращивали в конических колбах объемом 500 мл, с 60-70 мл среды при 25-26°С, относительной влажности воздуха 60%, в темноте, на качалке, 90-100 качаний в минуту. Установлен следующий режим пересева: 12±1,5 мл инокулюма на 100 мл среды. Интервал субкультивирования - 12-14 дней.Description of the source material. The source of the strain of the suspension culture Ajuga reptans was a long-cultivated callus culture, which was obtained in 1993 in the laboratory of plant biochemistry and biotechnology of the Institute of Biology of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences from the root of a sterile creeping tenacious plant grown in the scientific collection of the said Institute. Callus culture was grown on a modified Murashige-Skoog medium, with the addition of sucrose - 30 g / l; 2,4-D - 1 mg / ml; BAP - 0.2 g / ml; meso-inositol - 100 mg / l and Stab vitamins, mg / l: folic acid - 0.5; riboflavin (B2) - 0.5; biotin - 1.0; Ca-pantothenate - 1.0; cobalamin (B 12) - 0.0015. pH before autoclaving is 5.8. To obtain suspension cultures, the callus culture was transferred to a liquid nutrient medium identical in composition to the medium on which the callus cultures were cultured, with the exception of agar. After about two weeks, the suspension culture was fractionated using sedimentation for 1-2 minutes (the middle fraction was selected). Suspensions were grown in 500 ml conical flasks, with 60-70 ml of medium at 25-26 ° C,
Культуральные свойства штамма.The cultural properties of the strain.
Характер роста: суспензия белого цвета, индекс роста по сырой биомассе - 13,02±0,32, по сухой биомассе - 12,69±0,83. Удельная скорость роста по сырой биомассе - 0,36±0,03 сут-1, по сухой биомассе - 0,32±0,03 сут-1, по числу клеток - 0,31±0,03 сут-1. Число живых клеток - 88-92%.Growth pattern: white suspension, growth index for raw biomass - 13.02 ± 0.32, for dry biomass - 12.69 ± 0.83. The specific growth rate for crude biomass is 0.36 ± 0.03 days -1 , for dry biomass - 0.32 ± 0.03 days -1 , for the number of cells - 0.31 ± 0.03 days -1 . The number of living cells is 88-92%.
Цитологическая характеристика. В суспензионной культуре живучки ползучей содержание крупных агрегатов (>50 клеток в агрегате) в течение цикла культивирования изменялось от 14,6 до 63,5%, доля мелких агрегатов (1-4 и 5-20 клеток в агрегате), наоборот, уменьшалось. На фиг.1 представлена агрегированность суспензионной культуры Ajuga reptans с циклом культивирования одна неделяCytological characteristic. In suspension creeping survivor culture, the content of large aggregates (> 50 cells in the aggregate) during the cultivation cycle varied from 14.6 to 63.5%, and the proportion of small aggregates (1-4 and 5-20 cells in the aggregate), on the contrary, decreased. Figure 1 shows the aggregation of the suspension culture of Ajuga reptans with a culture cycle of one week
Кариологическая характеристика.Karyological characteristic.
По литературным данным (Болховских З.В., Гриф В.Г., Захарьева О.И., Матвеева Т.С. Хромосомные числа цветковых растений. Л.: Наука, - 1969) число хромосом в клетках меристемы корня интактного растения Ajuga reptans 2n=32. Анализ распределения числа хромосом в клетках суспензионной культуры корня Ajuga reptans выявил большую вариабельность уровня плоидности. На фиг.2 представлено распределение числа хромосом в клетках суспензионной культуры Ajuga reptans.According to literature data (Bolkhovskikh Z.V., Grif V.G., Zakharyeva O.I., Matveeva T.S. Chromosomal numbers of flowering plants. L .: Nauka, - 1969) the number of chromosomes in the cells of the root meristem of the intact plant Ajuga reptans 2n = 32. Analysis of the distribution of the number of chromosomes in the cells of the suspension culture of the root of Ajuga reptans revealed a large variability in the level of ploidy. Figure 2 presents the distribution of the number of chromosomes in cells of a suspension culture of Ajuga reptans.
В популяции клетки с числом хромосом, близким к диплоидному (2n=30-34), составляют всего 11%. В процессе длительного культивирования происходит редукция числа хромосом: модальный класс (40% популяции) представлен анеуплоидными клетками с числом хромосом 25-29. Обнаружены также клетки с более низким числом хромосом 20-24 и <20 хромосом. В популяции суспензионной культуры имеются и анеуплоидные клетки с числом хромосом, значительно превышающим диплоидное: от 35 до 55 и выше. Доля таких клеток составляет приблизительно 30%.In the population, cells with the number of chromosomes close to diploid (2n = 30-34) make up only 11%. During long-term cultivation, a reduction in the number of chromosomes occurs: the modal class (40% of the population) is represented by aneuploid cells with a number of chromosomes 25-29. Cells with a lower number of chromosomes of 20-24 and <20 chromosomes were also found. In the suspension culture population, there are also aneuploid cells with the number of chromosomes significantly exceeding the diploid one: from 35 to 55 and higher. The proportion of such cells is approximately 30%.
Характеристика биосинтеза экдистероидов в суспензионной культуре клеток.Characterization of ecdysteroid biosynthesis in cell suspension culture.
Анализ биомассы клеток на содержание экдистероидов проводили методом обращенно-фазной ВЭЖХ на аналитической системе ВЭЖХ Varian, Pro Star (США).Analysis of cell biomass for the content of ecdysteroids was carried out by reverse phase HPLC on an analytical HPLC system Varian, Pro Star (USA).
Состав элюента: вода - ацетонитрил (100:20), скорость элюирования 1,5 мл/мин; λ=242 нм; колонка Diasorb C16/T (150×4 мм; 7 мкм). Основным компонентом клеточной биомассы, как и в интактных растениях, является 20-гидроксиэкдизон (используется в качестве субстанции известного тонизирующего препарата "Экдистен"). В проанализированных образцах биомассы присутствовали минорные количества полиподина В, 29-норгсенгостерона и аюголактона, также характерные для интактных растений живучки ползучей. Динамика накопления экдистероидов в цикле выращивания носит периодический характер. Максимум синтеза экдистероидов приходился, как правило, на конец экспоненциальной фазы (в среднем 0,5%). В первые дни культивирования наблюдалось снижение уровня биосинтеза 20Е. В течение экспоненциальной фазы роста наблюдались всплески биосинтетической активности.The composition of the eluent: water - acetonitrile (100: 20), the elution rate of 1.5 ml / min; λ = 242 nm; Diasorb C 16 / T column (150 × 4 mm; 7 μm). The main component of cellular biomass, as in intact plants, is 20-hydroxyecdysone (used as a substance of the famous tonic drug "Ecdisten"). Minor amounts of polypodine B, 29-norgsengosterone and ayugolactone, also characteristic of intact creeping tenacious plants, were present in the analyzed biomass samples. The dynamics of the accumulation of ecdysteroids in the growing cycle is periodic. The maximum synthesis of ecdysteroids was, as a rule, at the end of the exponential phase (on average 0.5%). In the early days of cultivation, a decrease in the level of 20E biosynthesis was observed. Bursts of biosynthetic activity were observed during the exponential growth phase.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Штамм суспензионной культуры растительных клеток живучки ползучей культивируют на среде указанного выше состава при 26°С в темноте. В фазу замедления роста (12-14 сутки) биомассу клеток отделяют от жидкой среды фильтрованием под ваккумом. 500 г сырой биомассы промывают дистиллированной водой и разрушают гомогенизатором при скорости 15 тыс. об/мин в течение 5 минут при комнатной температуре. В гомогенат добавляют двойной объем водного этанола или метанола. Экстракцию проводят в течение 2 часов при перемешивании при температуре 20-40°С. После отделения осадка проводят вторичную экстракцию биомассы водным этанолом или метанолом. Экстракты объединяют и упаривают под вакуумом. Сгущение экстракта проводят не досуха, а оставляют 10% от исходного количества жидкой фазы. Остаток трижды экстрагируют гексаном для удаления побочных веществ липидной природы, а затем дважды смесью этилацетат:метанол для извлечения целевого продукта. Органические извлечения упаривают досуха, наносят на оксид алюминия и проводят колоночную хроматографию смесью хлороформ-метанол возрастающей полярности. Определение целевых фракций, содержащих сумму экдистероидов, проводят с помощью ТСХ и ВЭЖХ-хроматографии. Целевые фракции упаривают и перекристаллизовывают в смеси этилацетат-метанол 9:1. Получают 0,03 г 20-гидроксиэкдизона (чистота продукта - 92%), содержащего в качестве сопутствующих экдистероидов - полиподин В, 29-норгсенгостерон и аюголактон, в минорных концентрациях. По своему составу экдистероидный препарат, выделенный из биомассы культивируемых клеток, идентичен препарату, получаемому из нативных растений серпухи венценосной, что указывает на возможность использования суспензионной культуры клеток в качестве альтернативного источника 20-гидроксиэкдизона - субстанции актопротекторных и тонизирующих экдистероидсодержащих лекарственных препаратов.The strain of the suspension culture of plant cells of a tenacious creep is cultured on a medium of the above composition at 26 ° C in the dark. In the phase of growth retardation (12-14 days), the biomass of the cells is separated from the liquid medium by filtration under vacuum. 500 g of crude biomass is washed with distilled water and destroyed by a homogenizer at a speed of 15 thousand rpm for 5 minutes at room temperature. A double volume of aqueous ethanol or methanol is added to the homogenate. The extraction is carried out for 2 hours with stirring at a temperature of 20-40 ° C. After separation of the sediment, secondary extraction of the biomass with aqueous ethanol or methanol is carried out. The extracts are combined and evaporated in vacuo. The extract is not concentrated to dryness, but 10% of the initial amount of the liquid phase is left. The residue was extracted three times with hexane to remove lipid by-products, and then twice with ethyl acetate: methanol to recover the desired product. The organic extracts are evaporated to dryness, applied to alumina and column chromatography is carried out with a mixture of increasing polarity chloroform-methanol. The determination of the target fractions containing the sum of ecdysteroids is carried out using TLC and HPLC chromatography. The desired fractions were evaporated and recrystallized in a 9: 1 ethyl acetate-methanol mixture. Obtain 0.03 g of 20-hydroxyecdysone (product purity - 92%) containing, as concomitant ecdysteroids, polypodine B, 29-norgsengosterone and ayugolactone, in minor concentrations. In its composition, the ecdysteroid preparation isolated from the biomass of cultured cells is identical to the preparation obtained from native plants of crowned serpent, which indicates the possibility of using a suspension culture of cells as an alternative source of 20-hydroxyecdysone, a substance of actoprotective and tonic ecdysteroid-containing drugs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005132292/13A RU2296154C1 (en) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Strain of the cultured cells of plants ajuga reptans l |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005132292/13A RU2296154C1 (en) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Strain of the cultured cells of plants ajuga reptans l |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296154C1 true RU2296154C1 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=37999154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005132292/13A RU2296154C1 (en) | 2005-10-19 | 2005-10-19 | Strain of the cultured cells of plants ajuga reptans l |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296154C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639566C1 (en) * | 2016-08-05 | 2017-12-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии растений им. К.А.Тимирязева Российской академии наук | CALUS STRAIN OF CULTURED TURKESTANIAN AJUGA TURKESTANICA (REGEL) Briq. PLANT CELLS IN VITRO - TURKESTERONE PRODUCER |
-
2005
- 2005-10-19 RU RU2005132292/13A patent/RU2296154C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639566C1 (en) * | 2016-08-05 | 2017-12-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии растений им. К.А.Тимирязева Российской академии наук | CALUS STRAIN OF CULTURED TURKESTANIAN AJUGA TURKESTANICA (REGEL) Briq. PLANT CELLS IN VITRO - TURKESTERONE PRODUCER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Samarakoon et al. | In vitro studies of anti-inflammatory and anticancer activities of organic solvent extracts from cultured marine microalgae | |
Zabala et al. | Elicitation with methyl-jasmonate stimulates peruvoside production in cell suspension cultures of Thevetia peruviana | |
JP2009500013A (en) | Method for producing corosolic acid by plant cell suspension culture | |
Abyari et al. | Enhanced accumulation of scopoletin in cell suspension culture of Spilanthes acmella Murr. using precursor feeding | |
Liu et al. | Elicitation of alkaloids in in vitro PLB (protocorm-like body) cultures of Pinellia ternata | |
Łuczkiewicz et al. | Production of pulchelin E in hairy roots, callus and suspension cultures of Rudbeckia hirta L. | |
RU2296155C1 (en) | Strain of cultured cells of plants serratula coronata l | |
Behera et al. | Experimental studies on the growth and usnic acid production in “lichen” Usnea ghattensis in vitro | |
RU2360964C1 (en) | CULTURE OF ROOT STRAIN Hed th (Hedysarum theinum Krasnob) - PRODUCER OF ISOFLAVONS | |
RU2296154C1 (en) | Strain of the cultured cells of plants ajuga reptans l | |
CN110218200B (en) | Cyclic depsipeptide compound in mangrove endophytic fungi and preparation method and application thereof | |
JP4852353B2 (en) | Novel cinnamic acid derivative, process for producing the same and propolis fermented product | |
JP4452829B2 (en) | Screening method for drug candidates using cellular slime molds | |
Ionkova | Effect of methyl jasmonate on production of ariltetralin lignans in hairy root cultures of Linum tauricum | |
Song et al. | Characterization of cell growth and camptothecin production in cell cultures of Camptotheca acuminata | |
US11045670B2 (en) | Cosmetic use of extracts derived from somatic embryo enriched plant cell cultures and cosmetic compositions containing those extracts | |
Zavala-Ortiz et al. | Interest of cellular differentiation in the production of vincristine and vinblastine in suspension cultures of Catharanthus roseus (L.) G Don. | |
US20050255569A1 (en) | Method for producing triterpene composition | |
RU2639566C1 (en) | CALUS STRAIN OF CULTURED TURKESTANIAN AJUGA TURKESTANICA (REGEL) Briq. PLANT CELLS IN VITRO - TURKESTERONE PRODUCER | |
EP3930710A1 (en) | Hydroxypheophorbide compounds, methods and uses thereof | |
JP3786461B2 (en) | New physiologically active substance | |
KR100385092B1 (en) | Method of culture, extraction and analysis for producing an anticancer agent decursinol angelate via a root culture of Angelica gigas Nakai | |
Lee et al. | Effect of culture conditions on the biosynthesis of gagaminine, a potent antioxidant from the roots of Cynanchum wilfordii | |
CN112300239B (en) | Steroid compound in bamboo leaves, its extraction method and use | |
Samarakoon et al. | Anti-inflammatory activity of nonyl 8-acetoxy-6-methyloctanoate, isolated from the cultured marine diatom, Phaeodactylum tricornutum: mediated via suppression of inflammatory mediators in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181020 |