RU2817262C1 - Способ получения смеси биогенных аминов дофамина, тирамина и триптамина - Google Patents

Способ получения смеси биогенных аминов дофамина, тирамина и триптамина Download PDF

Info

Publication number
RU2817262C1
RU2817262C1 RU2022132495A RU2022132495A RU2817262C1 RU 2817262 C1 RU2817262 C1 RU 2817262C1 RU 2022132495 A RU2022132495 A RU 2022132495A RU 2022132495 A RU2022132495 A RU 2022132495A RU 2817262 C1 RU2817262 C1 RU 2817262C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dopamine
tyramine
tryptamine
polymorpha
biogenic amines
Prior art date
Application number
RU2022132495A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Юрьевич Белышенко
Анфиса Александровна Власова
Мария Егоровна Дмитриева
Наталья Александровна Имидоева
Екатерина Владимировна Малыгина
Мария Михайловна Моргунова
Александра Юрьевна Рулева
Тамара Юрьевна Тельнова
Анастасия Валерьевна Третьякова
Софья Сергеевна Шашкина
Виктория Николаевна Шелковникова
Ольга Владимировна Юрлова
Денис Викторович Аксёнов-Грибанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ИГУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ИГУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ИГУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2817262C1 publication Critical patent/RU2817262C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области химии и фармацевтики, а именно к способу получения смеси биогенных аминов дофамина, триптамина и тирамина, включающий выращивание моховидного растения Marchantia polymorpha в лабораторных условиях при комнатной температуре в диапазоне 18-25°С в контейнерах, заполненных на 1/3 по объему стерилизованным увлажненным грунтом, песком и камнями в соотношении по объему 1:1:1 с последующим снятием М. polymorpha с субстрата, измельчением моховидного растения, экстрагированием смеси биологически активных веществ из измельченного растительного сырья в присутствии растворителя метилового спирта в соотношении измельченная биомасса растения : объем растворителя, равном 1 к 10, в условиях перемешивания на протяжении 1 часа, затем центрифугирование при скорости 4 тыс. об/мин на протяжении 10 минут, далее охлаждение в термостате при температуре 6°С на протяжении 8 часов, после чего повторное центрифугирование при 13,5 тыс. об/мин, фильтрацию полученного экстракта. Технический результат заключается в одновременном получении ряда биогенных аминов – дофамина, триптамина и тирамина, без использования многостадийных процессов химического и микробиологического синтеза, а также отсутствии токсичных отходов в виде органических растворителей, аммиака и других химических агентов. 4 ил., 8 табл., 3 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к химико-фармацевтической промышленности, и может быть использовано для получения ряда биогенных аминов - дофамина, тирамина и триптамина с использованием сырья моховидного растения - печеночного мха Marchantia polymorpha. Содержание в растительной массе моховидных растений ряда биогенных аминов и возможность реализации способа получения биогенных аминов путем экстракции из растительного сырья дают возможность применения предлагаемого изобретения в фармацевтических и биомедицинских производствах.
Marchantia polymorpha L., или маршанция многообразная - представитель семейства Marchantiaceae. Печеночный слоевищный мох. Двудомное растение. Является космополитным видом, встречается на всех континентах. Произрастает в сырых местообитаниях, по берегам ручьев, на скалах, на пожарищах, избегая конкуренции с другими растениями. Имеет дихотомически ветвящийся лентовидный таллом, длиной до 20 см с углублением на вершине, где располагается точка роста. Растение способно как к половому, так и к бесполому размножению.
Биогенные амины - низкомолекулярные вещества, образующиеся в организмах животных, человека и растений из аминокислот и являющиеся биологически активными молекулами, которые оказывают значительное влияние на организм. Типовыми представителями биогенных аминов выступают дофамин, триптамин, тирамин и др.
Дофамин представляет собой моноаминовое соединение с положительной инотропной активностью. Встречается в природе в виде катехоламина, образующегося в результате декарбоксилирования дегидроксифенилаланина. Является предшественником норэпинефрина и адреналина. Выполняет функции кардиотонического препарата, бета-адренергического агониста, дофаминергического агента и симпатомиметического агента.
Триптамин представляет собой аминоалкилиндол, состоящий из индола, имеющего 2-аминоэтильную группу в положении С-3. Является промежуточным звеном при биосинтезе большинства индольных алкалоидов и алкалоидов группы хинина. Большинство производных триптамина обладают психоактивными свойствами.
Тирамин представляет собой первичный амин, полученный декарбоксилированием тирозина. Биологически активен, в связи с сосудосуживающим действием повышает кровяное давление, влияет на процессы возбуждения и торможения в нервной системе.
Приведенные биогенные амины применяются в профилактике и терапии нейродегенеративных заболеваний.
Из существующего уровня техники известно, что существует несколько способов получения биогенных аминов. Известен способ получения дофамина из культур корневых волосков Beta vulgaris RU, патент РФ на изобретение RU 2326946 С2 (WO 2004/055192). Способ заключается в получении целевого продукта из культивированных клеток на питательных средах. Недостатком данного метода является трудоемкий способ получения культур клеток - продуцентов и требования по обеспечению стерильности производства.
Известен патент РФ на изобретение «Продуцент дофамина» RU 2737557 С1, в котором предложено средство для получения дофамина - штамм Bacillus cereus ВКПМ В-12401, продуцирующий дофамин. Недостатком средства являются малые выходы целевого продукта (12 пг/мл), необходимость пересевов, вырождение культуры продуцента, требования по обеспечению стерильности производства.
Известен химический способ получения тирамина, приведенный в патенте РФ на изобретение RU 2218326 С2 - «Способ получения 4-(2-аминоэтил)фенола». Приведенный способ позволяет с высоким выходом получить гидробромид тирамина из доступного исходного соединения в две химические стадии из фенола без выделения и очистки промежуточного вещества - 4-(2-бромэтилфенола). Недостатком данного способа является использование дорогого химического сырья и получение побочных высокотоксичных продуктов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототипом) является способ по патенту RU №2326946 С2 (WO 2004/055192). Недостатки известного технического решения приведены выше. Кроме того, в отличие от способа-прототипа, основным биологическим агентом которого являются клетки корневых волосков Beta vulgaris, которые можно получить только с помощью ручного труда в малых количествах, в рамках предлагаемого изобретения использованы растения мхов, выращенные в нестерильных условиях и способные обеспечивать быстрый прирост биомассы.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа одновременного получения ряда биогенных аминов из растительного сырья, а именно из моховидного растения Marchantia polymorpha.
Технический результат - одновременное получение ряда биогенных аминов - дофамина, триптамина и тирамина значительно дешевле, без использования многостадийных процессов химического и микробиологического синтеза, а также отсутствие токсичных отходов в виде органических растворителей, аммиака и других химических агентов.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ получения смеси биогенных аминов дофамина, триптамина и тирамина включает выращивание моховидного растения Marchantia polymorpha в лабораторных условиях при комнатной температуре в диапазоне 18-25°С в контейнерах, заполненных на по объему стерилизованным увлажненным грунтом, песком и камнями в соотношении по объему 1:1:1 с последующим снятием М. polymorpha с субстрата, измельчением моховидного растения, экстрагированием смеси биологически активных веществ из измельченного растительного сырья М. polymorpha в присутствии растворителя метилового спирта в соотношении измельченная биомасса растения : объем растворителя, равном 1 к 10, в условиях перемешивания на протяжении 1 часа, затем центрифугирование при скорости 4 тыс.об/мин на протяжении 10 минут, далее охлаждение в термостате при температуре 6°С на протяжении 8 часов, после чего повторное центрифугирование при 13,5 тыс. об/мин, фильтрацию полученного экстракта.
Разработанный способ обладает рядом преимуществ ввиду удешевления процессов получения ряда биогенных аминов за счет следующих факторов:
- моховидные растения могут быть выращены (культивированы) в контролируемых, неконтролируемых и в условно контролируемых условиях (температурные условия, условия освещенности, тип и состав спектра света);
- моховидные растения могут быть выращены в питательных средах с низкой концентрацией минеральных элементов, на уровне содержания последних в водопроводной воде;
- моховидные растения могут быть выращены в средах и в воде без добавления низкомолекулярных гормонов;
- моховидные растения могут синтезировать метаболиты в нестерильных условиях.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:
Фиг. 1 - Хроматограмма экстракта образца мха М. polymorpha, выращенного в лабораторных условиях. Молекулярный ион тирамина 138.0 Да (диагностические ионы 121.1 Да, 103.0 Да, 93.1 Да, 91.0 Да, 77.0 Да).
Фиг. 2 - Хроматограмма экстракта образца мха М. polymorpha, выращенного в лабораторных условиях. Молекулярный ион триптамина 161.0 Да (диагностический ион 144.0 Да).
Фиг. 3 - Хроматограмма раствора стандартного образца дофамина 2 мг/л. Молекулярный ион дофамина 154,0 Да (диагностические ионы 137,0 Да и 91,0 Да).
Фиг. 4 - Хроматограмма экстракта образца мха М. polymorpha, выращенного в лабораторных условиях. Молекулярный ион дофамина 154,0 Да (диагностические ионы 137,0 Да и 91,0 Да).
Способ осуществляется следующим образом.
Растения мха Marchantia polymorpha культивировали в лабораторных условиях, при комнатной температуре в диапазоне 18-25°С. Для культивирования мха использовали полипропиленовые прозрачные контейнеры, заполненные на грунтом, песком и камнями в соотношении 1:1:1. Субстрат стерилизовали в автоклаве при 121°С. Далее некоторое начальное количество биомассы растений мха М. polymorpha измельчали блендером в водопроводной воде и орошали ими подготовленный субстрат. Каждый 3 дня мхи орошали водопроводной водой или раствором питательной среды Тамия в различных концентрациях (от 1 до 10%). Среду Тамия готовили в соответствии с ПНД Ф Т 14.1:2:4.10-2004 Т 16.1:23:3.7-2004. Водопроводную воду предварительно отстаивали в пластиковых емкостях. Для освещения использовали фитолампы с фотопериодом 12/12 ч, фотосинтетическим фотонным потоком 9 мкмоль/с. Культивацию проводили на протяжении 8 недель, или до прироста биомассы в объеме не менее чем на 50%.
Образцы мха снимали с подложки и промывали в потоке водопроводной воды. Затем мхи измельчали блендером в метаноле (100%, ХЧ) в соотношении 1 к 10, обеспечив тем самым экстракцию из измельченного растительного сырья природных биологически активных веществ - биогенных аминов. Затем образец оставляли в условиях перемешивания на протяжении 1 часа. Образцы центрифугировали при скорости 4 тыс.об/мин. на протяжении 10 минут. Затем образцы помещали в термостат при температуре 6°С на 8 часов, после чего образцы повторно центрифугировали при 13,5 тыс. об/мин и переносили в виалы, предварительно профильтровав экстракты через PTFE шприцевые фильтры (0,45 мкм) для хромато-масс-спектрометрического анализа.
Содержание в полученном из измельченного растительного сырья М. polymorpha целевых продуктов подтверждено путем хромато-масс-спектрометрического анализа. Общий хромато-масс-спектрометрический анализ образцов проводили на базе хромато-масс-спектрометра Agilent Technologies Infinity II с масс-спектрометрическим детектором 6470 В. Хроматографические условия представлены в таблице 1.
Режимы хроматографирования и работы масс-спектрометрического детектора представлены в таблицах 2 и 3.
Выявление в полученном экстракте биогенных аминов проводили с применением аналитических стандартов и совокупности MRM-переходов при фрагментации молекул. MRM - переходы, используемые в качестве диагностических, приведены в таблице 4 ниже [Wallace W. Е. Mass spectra //NIST chemistry webbook, NIST standard reference database. - 2018. - №. 69.]:
Для идентификации и установления концентрации дофамина, полученного в экстракте из растительного сырья мха Marchantia polymorpha, применяли аналитический стандарт дофамина гидрохлорида (Sigma -Aldrich, lot № BCBV9268).
Хромато-масс-спектрометрический анализ по определению концентрации дофамина в экстракте проводили на базе хромато-масс-спектрометра Agilent Technologies Infinity II с масс-спектрометрическим детектором 6470 В. Хроматографические условия представлены в таблице 5.
Заявленный способ поясняем следующими примерами:
Пример 1. Выявление тирамина в экстрактах мха М. polymorpha при выращивании мха в лабораторных условиях и экстракции тирамина из растения и из субстрата, на котором произрастало растение.
На фиг. 1. представлены материалы, характеризующие хроматограммы MRM-переходов тирамина. Тирамин обнаружен в образцах мха М. polymorpha, выращенного в лабораторных условиях, описанных выше. Тирамин получен посредством измельчения сырья и экстракции раствором метилового спирта. Анализ субстрата, на котором был выращен мох, указывает на отсутствие тирамина, что свидетельствует о внутриклеточном (экзогенном) синтезе тирамина в концентрации 1 мг/кг. Сводные материалы представлены в таблице 6.
Пример 2. Выявление триптамина в экстрактах мха М. polymorpha при выращивании мха в лабораторных условиях и экстракции триптамина из растения и из субстрата, на котором произрастало растение.
На фиг. 2. представлены материалы, характеризующие хроматограммы MRM-переходов триптамина. Триптамин обнаружен в образцах мха М. polymorpha, выращенного в лабораторных условиях, описанных выше. Триптамин получен посредством измельчения сырья и экстракции раствором метилового спирта. Анализ субстрата, на котором был выращен мох, указывает на отсутствие триптамина, что свидетельствует о внутриклеточном синтезе триптамина в концентрации 1 мг/кг. Сводные материалы представлены в таблице 7.
Пример 3. Выявление дофамина в экстрактах мха М. polymorpha при выращивании мха в лабораторных условиях и экстракции дофамина из растения и из субстрата, на котором произрастало растение.
На фиг. 3. представлены материалы, характеризующие MRM-переходы стандартного образца дофамина. На фиг. 4 представлены материалы, характеризующие MRM-переходы дофамина в полученных экстрактах мха. Дофамин обнаружен в образцах мха М. polymorpha, выращенного в лабораторных условиях, описанных выше. Дофамин получен посредством измельчения сырья и экстракции раствором метилового спирта. Анализ субстрата, на котором был выращен мох М. polymorpha, также указывает на наличие дофамина в среде. Эндогенная (внутриклеточная) концентрация дофамина составляет 2 мг/кг биомассы мха. Экзогенная (внеклеточная) концентрация дофамина в воде составляет 2 мг/кг субстрата. Сводные материалы представлены в таблице 8.
Таким образом, предлагаемое изобретение может быть внедрено в практику фармацевтических и биомедицинских предприятий, направленных на получение биогенных аминов, в т.ч. дофамина, триптамина и тирамина. Принимая во внимание преимущества данного способа, в т.ч. одновременное получение ряда названных биогенных аминов, отсутствие требований по стерильности производственного процесса, выраженный экзогенный синтез, а также широкий спектр условий культивирования мха, использование мхов М. polymorpha является конкурентным способом получения биогенных аминов.
Список литературы:
1. Патент РФ RU 2218326 С2 - "Способ получения 4-(2-аминоэтил)фенола". Авторы: Крысин А.П., Егорова Т.Г., Просенко А.Е., Кобрин B.C.
2. Патент РФ RU 2326946 С2 (WO 2004/055192) - "Способ получения ДОФА и дофамина из культур корневых волосков Beta vulgaris". Авторы: Токаре Р.А., Бхамиди С, Рао Р.С.
3. Патент РФ RU 2737557 C1 - "Продуцент дофамина". Авторы: Петров С.А., Субботин A.M., Костоломова Е.Г., Акунеева Т.В.
4. Wallace W.Е. Mass spectra //NIST chemistry webbook, NIST standard reference database. - 2018. - №. 69.

Claims (1)

  1. Способ получения смеси биогенных аминов дофамина, триптамина и тирамина, включающий выращивание моховидного растения Marchantia polymorpha в лабораторных условиях при комнатной температуре в диапазоне 18-25°С в контейнерах, заполненных на 1/3 по объему стерилизованным увлажненным грунтом, песком и камнями в соотношении по объему 1:1:1 с последующим снятием М. polymorpha с субстрата, измельчением моховидного растения, экстрагированием смеси биологически активных веществ из измельченного растительного сырья в присутствии растворителя метилового спирта в соотношении измельченная биомасса растения : объем растворителя, равном 1 к 10, в условиях перемешивания на протяжении 1 часа, затем центрифугирование при скорости 4 тыс. об/мин на протяжении 10 минут, далее охлаждение в термостате при температуре 6°С на протяжении 8 часов, после чего повторное центрифугирование при 13,5 тыс. об/мин, фильтрацию полученного экстракта.
RU2022132495A 2022-12-12 Способ получения смеси биогенных аминов дофамина, тирамина и триптамина RU2817262C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2817262C1 true RU2817262C1 (ru) 2024-04-12

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2834293A1 (fr) * 2002-01-03 2003-07-04 Ricarimpex Extraits de sangsues a effet psychosomatique
RU2326946C2 (ru) * 2002-12-16 2008-06-20 Каунсел Оф Сайнтифик Энд Индастриал Рисерч Способ получения дофа и дофамина из культур корневых волосков beta vulgaris
WO2009143064A2 (en) * 2008-05-18 2009-11-26 Rice Science, Llc Rice bran extracts for inflammation and methods of use thereof
CN114027324A (zh) * 2021-11-24 2022-02-11 中国科学院成都生物研究所 地钱在防治根腐病中的应用
KR102405455B1 (ko) * 2021-04-27 2022-06-08 강원대학교산학협력단 우산이끼 분획물을 유효성분으로 함유하는 항염증용 조성물
ES2918021A1 (es) * 2021-01-13 2022-07-13 Consejo Superior Investigacion extracto de una planta de Marchantia y de polymorpha subsp. y sus usos
KR20220134700A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 경희대학교 산학협력단 물대(Arundo donax) 추출물을 포함하는 여드름 예방 또는 치료용 조성물

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2834293A1 (fr) * 2002-01-03 2003-07-04 Ricarimpex Extraits de sangsues a effet psychosomatique
RU2326946C2 (ru) * 2002-12-16 2008-06-20 Каунсел Оф Сайнтифик Энд Индастриал Рисерч Способ получения дофа и дофамина из культур корневых волосков beta vulgaris
WO2009143064A2 (en) * 2008-05-18 2009-11-26 Rice Science, Llc Rice bran extracts for inflammation and methods of use thereof
ES2918021A1 (es) * 2021-01-13 2022-07-13 Consejo Superior Investigacion extracto de una planta de Marchantia y de polymorpha subsp. y sus usos
KR20220134700A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 경희대학교 산학협력단 물대(Arundo donax) 추출물을 포함하는 여드름 예방 또는 치료용 조성물
KR102405455B1 (ko) * 2021-04-27 2022-06-08 강원대학교산학협력단 우산이끼 분획물을 유효성분으로 함유하는 항염증용 조성물
CN114027324A (zh) * 2021-11-24 2022-02-11 中国科学院成都生物研究所 地钱在防治根腐病中的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOHAMMED G.I. et al. A critical overview on the chemistry, clean-up and recent advances in analysis of biogenic amines in foodstuffs // TrAC Trends in Analytical Chemistry. - 2016. - Vol. 78. - P. 84-94. KIM S.Y. et al. Anti-inflammatory effect of liverwort (Marchantia polymorpha L.) and racomitrium moss (Racomitrium canescens (Hedw.) Brid.) growing in Korea // Plants. - 2021. - Vol. 10. - No. 10. - Art. 2075. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Berkov et al. Plant sources of galanthamine: phytochemical and biotechnological aspects
Wu et al. High yield production of salidroside in the suspension culture of Rhodiola sachalinensis
JP4769868B2 (ja) 植物細胞懸濁培養によるコロソール酸の製造方法
Muszyńska et al. Indole compounds in fruiting bodies of some selected Macromycetes species and in their mycelia cultured in vitro
RU2817262C1 (ru) Способ получения смеси биогенных аминов дофамина, тирамина и триптамина
RU2290936C1 (ru) Способ получения средства для поддерживающей терапии, обладающего тканеспецифической активностью
CN1124785C (zh) 诱导水稻生成植物抗毒素的诱导剂的筛选方法和以诱导剂为有效成分的水稻病害防除剂
JP4297654B2 (ja) フコキサンチンおよび/またはフコステロールの取得方法
JPH02242668A (ja) 時宜を得た惹起による植物の代謝産物生産の最大増強
Jaremicz et al. Multi‐development–HPTLC Method for Quantitation of Hyoscyamine, Scopolamine and their Biosynthetic Precursors in Selected Solanaceae Plants Grown in Natural Conditions and as In Vitro Cultures
RU2813550C1 (ru) Способ получения смеси биологически активных веществ: биогенных аминов гистамина, триптамина, тирамина, кинуренина, а также производного кинуренина - кинуреновой кислоты
Addis et al. Developmental Variation of the Neurotoxin, β-N-Oxalyl-l-α, β-diamino propionic acid (ODAP), in Lathyrus sativus
RU2038086C1 (ru) Способ получения биологически активного продукта из личинок большой восковой моли
EP0197525B1 (en) Plant culture cell and use thereof
RU2296155C1 (ru) Штамм культивированных клеток растений serratula coronata l.
RU2639566C1 (ru) Каллусный штамм культивируемых клеток растения живучка туркестанская Ajuga turkestanica (Regel) Briq. в условиях in vitro - продуцент туркестерона
RU2558237C1 (ru) Способ получения бактериородопсина
JP5081346B2 (ja) 酸化防止活性を有する化合物、該化合物を含有する食品インテグレーターとして有用な組成物及び該化合物の製法
RU2504577C2 (ru) Способ получения масла из семян софоры японской и его состав
CN114561294B (zh) 一种耐高温高光的四爿藻的筛选
RU2713118C1 (ru) Способ выделения суммы фурокумаринов из клеточной культуры болиголова пятнистого (Conium maculatum L.)
KR930009510B1 (ko) 배양 식물 세포 및 그의 제조방법
CN106978464B (zh) 一种提高蛹虫草Cm04类胡萝卜素产量的固体发酵方法
RU2563349C1 (ru) Способ получения бактериородопсина
JP2545359B2 (ja) 植物培養細胞