Рівень окиснювально-модифікованих білків у м’язовій тканині райдужної форелі (oncorhynchus mykiss walbaum) як біомаркер антиоксидантних властивостей екстрактів листків різних сортів camellia japonica l. (theaceae d. Don)

Завантажити PDF

DOI: 10.32900/2312-8402-2019-122-4-17

Буюн Л.,
д. б. н.,
Харченко І.,
к. н.,
Маринюк М.,
асп.,
Національний ботанічний сад імені М. М. Гришка,
Національна академія наук України, Київ, Україна
Ткаченко Г.,
д. б. н.,
Осадовський З.,
д. б. н.,
Інститут біології та охорони середовища Поморської академії в Слупську Слупськ, Польща

Ключові слова: райдужна форель, Oncorhynchus mykiss Walbaum, м’язова тканина, Camellia japonica L., сорти, окиснювально-модифіковані білки

Досліджено антиоксидантну активність рослинних екстрактів Camellia japonica L. шляхом визначення вмісту альдегідних та кетонових похідних окиснювально-модифікованих білків. Було встановлено, що екстракти листків Camellia japonica L. ‘Kramer’s Supreme’, C. japonica ‘C.M. Wilson’, C. japonica ‘La Pace’, C. japonica ‘Benikarako’, C. japonica ‘Fanny Bolis’ виявляють протекторний ефект на окиснювальне пошкодження білків у м’язовій тканині райдужної форелі. Листки різних сортів Camellia japonica, що культивуються за умов оранжерейної культури, були відібрані в Національному ботанічному саду імені М. М. Гришка (НБС) Національної академії наук України. Свіжозібрані листки промивали, зважували, подрібнювали та гомогенізували у 100 мМ фосфатному буфері (pH 7,2) (співвідношення 1:19, в/о) при кімнатній температурі. Після цього було досліджено відфільтровані екстракти. У дослідженнях було використано особини райдужної форелі, середня маса яких складала 80-120 г. Зразки тканин промивали та гомогенізували у льодяному буфері (100 мМ Тріс-HCl, pH 7,2) за допомогою скляного гомогенізатора, зануреного у льодяну баню. Отримані 10 %-ні гомогенати центрифугували при 3000 g упродовж 15 хв при 4 °C. Після центрифугування супернатант м’язової тканини риб було використано для інкубації з екстрактами листків різних сортів C. japonica (у співвідношенні 19:1) при комнатній температурі.
Контрольну групу (м’язову тканину форелі) інкубували з 100 мМ Тріс-HCl буфером (pH 7,2) (у співвідношенні 19:1). Тривалість інкубації складала 2 години. При інкубації м’язової тканини з екстрактами листків різних сортів C. japonica, рівень альдегідних похідних було співвіднесено зі значенням цього показника для контрольної групи. Як виявилось, серед шести досліджених екстрактів, найвищий інгібуючий ефект був характерний для C. japonica ‘LaPace’ (зниження рівня кетонових похідних склало 28,2 % (p<0,05) у порівнянні з контрольною групою). Натомість, рівень кетонових похідних окиснювально-модифікованих білків у зразку з екстрактом C. japonica ‘Mrs. LymanClarke’ підвищився на 2,8 % (p>0,05) у порівнянні з контрольними значеннями. Найнижчий рівень кетонових похідних характерний для екстракту листків C. japonica ‘LaPace’. Відповідно, екстракти листків Camelliajaponica можуть бути використані в аквакультурі як антиоксидантні засоби, беручи до уваги їх доступність та низьку собівартість. Тим більше, використання таких рослинних продуктів як антиоксиданти та імуностимулятори в аквакультурі може виявляти позитивний вплив на оточуюче середовище у зв’язку з їх здатністю до біологічного розпаду.

Бібліографічний список

  1. Akihisa, T., Yasukawa, K., Kimura, Y., Takase, S., Yamanouchi, S., Tamura, T. (1997). Triterpene alcohols from camellia and sasanqua oils and their anti-inflammatory effects. Pharm. Bull. (Tokyo), 45(12), 2016-2023. DOI:10.1248/cpb.45.2016.
  2. Amar, E. C., Kiron, V., Satoh, S., Watanabe, T. (2004). Enhancement of innate immunity in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) associated with dietary intake of carotenoids from natural products. Fish Shellfish Immunol., 16(4), 527-537. DOI: 10.1016/j.fsi.2003.09.004.
  3. Bashir, S., Khan, B. M., Babar, M., Andleeb, S., Hafeez, M., Ali, S., Khan, M. F. (2014). Assessment of Bioautography and Spot Screening of TLC of Green Tea (Camellia) Plant Extracts as Antibacterial and Antioxidant Agents. Indian J. Sci., 76(4), 364-370. PMCID: PMC4171874.
  4. Berlett, B. , Stadtman, E. R. (1997). Protein oxidation in aging, disease, and oxidative stress. Journal of Biological Chemistry, 272, 20313-20316. DOI:10.1074/jbc.272.33.20313.
  5. Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Biochem., 72, 248-254. DOI: 10.1006/abio.1976.9999.
  6. Chacko, S. , Thambi, P. T., Kuttan, R., Nishigaki, I. 2010. Beneficial effects of green tea: a literature review. Chin. Med., 5, 13. DOI: 10.1186/1749-8546-5-13.
  7. Dalle-Donne, I., Giustarini, D., Colombo, R., Rossi, R., Milzani, A. (2003). Protein carbonylation in human diseases. Trends in Molecular Medicine, 9(4), 169-176. DOI: 10.1111/j.1582-4934.2006.tb00407.x.
  8. Dubinina, E. , Burmistrov, S. O., Khodov, D. A., Porotov, I. G. (1995). Oxidative modification of human serum proteins. A method of determining it. Voprosy Meditsinskoĭ Khimii, 41, 24-26 (Article in Russian, Abstract in English).
  9. Facciola, S. (1990). Cornucopia. A source book of edible plants. Vista: Kampong Publishing, 677 p.
  10. Fassina, G., Buffa, A., Benelli, R., Varnier, O. E., Noonan, D. M., Albini, A. (2002). Polyphenolic antioxidant (-)-epigallocatechin-3-gallate from green tea as a candidate anti-HIV agent. AIDS, 16(6), 939-941. DOI: 10.1097/00002030-200204120-00020.
  11. Hasanpour, S., Salati, A. P., Falahatkar, B., Azarm, H. M. (2017). Effects of dietary green tea (Camellia sinensis) supplementation on growth performance, lipid metabolism, and antioxidant status in a sturgeon hybrid of Sterlet (Huso huso ♂ × Acipenser ruthenus ♀) fed oxidized fish oil. Fish Physiol. Biochem., 43(5), 1315-1323. DOI: 10.1007/s10695-017-0374-z.
  12. Jeong, C. H., Kim, J. H., Choi, G. N., Kwak, J. H., Kim, D. O., Heo, H. J. (2010). Protective effects of extract with phenolics from camellia (Camellia japonica) leaf against oxidative stress-induced neurotoxicity. Food Sci. Biotechnol., 19(5): 1347-1353. DOI: 10.1007/s10068-010-0192-x.
  13. Kanth, B. K., Lee, K. Y., Lee, G. J. (2014). Antioxidant and radical-scavenging activities of petal extracts of Camellia japonica Hortic. Environ. Biotechnol., 55: 335-341. DOI: 10.1007/s13580-014-0024-7.
  14. Kharchenko, I., Maryniuk, M., Buyun, L., Tkachenko, H., Pażontka-Lipiński, P., Witaszek, M., Osadowski, Z. (2017). Lipid peroxidation level in the muscle tissue of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) under in vitro incubation with extracts from leaves of various cultivars of Camellia japonica (Theaceae). Науково-технічний бюлетень Інституту тваринництва, Нац. акад. аграр. наук України. Харків, N 118, 2017. – C. 3-13. [The Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Animal Science NAAS of Ukraine, National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Kharkiv, N 118, 2017.]
  15. Kharchenko, I., Maryniuk, M., Tkachenko, H., Buyun, L., Pażontka-Lipiński, P., Witaszek, M., Osadowski, Z. (2018). Superoxide dismutase activity level in the muscle tissue of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) as a biomarker of antioxidant properties of leaf extracts of Camellia japonica cultivars (Theaceae). Рыбохозяйственные водоёмы России: фундаментальные и прикладные исследования. Материалы II Всероссийской научной конференции с международным участием, ФГБНУ «Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства им. Л.С. Берга» (ФГБНУ «ГосНИОРХ»), Санкт-Петербург, 2-4 апреля 2018 г. [Fishery reservoirs of Russia: fundamental and applied research. Proceedings of the II All-Russian Scientific Conference with International Participation, FGBIU “L.S. Berg State Research Institute of the Lake and River Fisheries» (FGBNU «GosNIORH»), St. Petersburg, April 2-4, 2018.] – P. 528-535.
  16. Kharchenko, I., Maryniuk, M., Tkachenko, H., Buyun, L., Pażontka-Lipiński, P., Witaszek, M., Osadowski, Z. (2017)b. Total antioxidant activity of the muscle tissue of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) under incubation with extracts from leaves of various cultivars of Camellia japonica Scientific Journal of DALRYBVTUZ, 43(4): 18-26. (Харченко И. И., Маринюк М. М., Ткаченко Г. М., Буюн Л. И., Пажонтка-Липинский П., Виташек М., Осадовский З. 2017. Общая антиоксидантная активность мышечной ткани радужной форели (Oncorhynchus mykiss Walbaum) в исследованиях in vitro с экстрактами из листьев различных сортов камелии японской (Camellia japonica L.). Научные труды Дальрыбвтуза, 43(4), 18-26.)
  17. Kunkel, G. (1984). Plants for human consumption. An annotated checklist of the edible phanerogams and ferns. Koenigstein: Koeltz Scientific Books, 393.
  18. Landolt, M.L. (1989). The relationship between diet and the immune response. Aquaculture, 79: 193-206. DOI: 10.1016/0044-8486(89)90461-4.
  19. Lee, H. H., Cho, J. Y., Moon, J. H., Park, K. H. 2011. Isolation and identification of antioxidative phenolic acids and flavonoid glycosides from Camellia japonica Hortic. Environ. Biotechnol., 52(3): 270-277. DOI: 10.1007/s13580-011-0157-x.
  20. Lee, J. H., Kim, J. W., Ko, N. Y., Mun, S. H., Kim, D. K., Kim, J. D., Kim, H. S., Lee, K. R., Kim, Y. K., Radinger, M., Her, E., Choi, W.S. (2008). Camellia japonica suppresses immunoglobulin E-mediated allergic response by the inhibition of Syk kinase activation in mast cells. Exp. Allergy, 38(5), 794-804. DOI:10.1111/j.1365-2222.2008.02936.x.
  21. Levine, R. L. (2002). Carbonyl modified proteins in cellular regulation, aging, and disease. Free Radic. Biol. Med., 32(9), 790-796. DOI: 10.1016/s0891-5849(02)00765-7.
  22. Levine, R. L., Garland, D., Oliver, C. N., Amic, A., Climent,, Lenz, A. G., Ahn, B. W., Shaltiel, S., Stadtman, E. R. (1990). Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins. Methods in Enzymology, 186, 464-478. DOI:10.1016/0076-6879(90)86141-h.
  23. Long, M., Lin, W., Hou, J., Guo, H., Li, L., Li, D., Tang, R., Yang, F. 2017. Dietary supplementation with selenium yeast and tea polyphenols improve growth performance and nitrite tolerance of Wuchang bream (Megalobrama amblycephala). Fish Shellfish Immunol., 68, 74-83. DOI: 10.1016/j.fsi.2017.07.017.
  24. Martínez, A., Portero-Otin, M., Pamplona, R., Ferrer, I. (2010). Protein targets of oxidative damage in human neurodegenerative diseases with abnormal protein aggregates. Brain Pathology, 20(2), 281-297. DOI: 10.1111/j.1750-3639.2009.00326.x.
  25. Mizutani, T., Masaki, H. (2014). Anti-photoaging capability of antioxidant extract from Camellia japonica Exp. Dermatol., Suppl. 1, 23-26. DOI:10.1111/exd.12395.
  26. Nakamura, S., Fujimoto, K., Nakashima, S., Matsumoto, T., Miura, T., Uno,, Matsuda, H., Yoshikawa, M. (2012). Medicinal flowers. XXXVI. Acylated oleanane-type triterpene saponins with inhibitory effects on melanogenesis from the flower buds of Chinese Camellia japonica. Chem. Pharm. Bull., 60(6), 752758. DOI: 10.1248/cpb.60.752.
  27. Nootash, S., Sheikhzadeh, N., Baradaran, B., Oushani, A. K., Maleki Moghadam, M. R., Nofouzi, K., Monfaredan, A., Aghebati, L., Zare, F., Shabanzadeh, S. (2013). Green tea (Camellia sinensis) administration induces expression of immune relevant genes and biochemical parameters in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Fish Shellfish Immunol., 35(6), 1916-1923. DOI: 10.1016/j.fsi.2013.09.030.
  28. Oh, G. S., Kang, S. S., Chung, M. G. (1996). Temporal genetic structure in Camellia japonica (Theaceae). Genes Genet. Syst., 71, 9-13. DOI: 10.1266/ggs.71.9.
  29. Onodera, K., Tsuha, K., Yasumoto-Hirose, M., Tsuha, K., Hanashiro, K., Naoki, H., Yasumoto, T. (2010). Okicamelliaside, an extraordinarily potent anti-degranulation glucoside isolated from leaves of Camellia japonica. Biotechnol. Biochem., 74(12), 2532-2534. DOI: 10.1271/bbb.100630.
  30. Salinero, C., Feás, X., Mansilla, J. P., Seijas, J. A., Vázquez-Tato, M. P., Vela, P., Sainz, M. J. (2012). ¹H-nuclear magnetic resonance analysis of the triacylglyceride composition of cold-pressed oil from Camellia japonica. Molecules, 17(6), 6716-6727. DOI: 10.3390/molecules17066716.
  31. Sayed, A.E.H., Soliman, H.A.M. (2018). Modulatory effects of green tea extract against the hepatotoxic effects of 4-nonylphenol in catfish (Clarias gariepinus). Environ. Saf., 149, 159-165. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2017.11.007.
  32. Sheikhzadeh, N., Nofouzi, K., Delazar, A., Oushani, A. K. (2011). Immunomodulatory effects of decaffeinated green tea (Camellia sinensis) on the immune system of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Fish Shellfish Immunol., 31(6): 1268-1269. DOI: 10.1016/j.fsi.2011.09.010.
  33. Sousa, C., Quintelas, C., Augusto, C., Ferreira, E.C., Páscoa, R. N. M. J. (2019). Discrimination of Camellia japonica cultivars and chemometric models: An interlaboratory study. Computers and Electronics in Agriculture, 159, 28-33. DOI:1016/j.compag.2019.02.025.
  34. Stadtman, E. R., Levine, R. L. (2000). Protein oxidation. N Y Acad. Sci., 899, 191-208. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2001.tb05632.x.
  35. Stuart, R. G. A. (1979). Chinese Materia Medica: vegetable kingdom. Southern Materials Centre Inc., Taipei.
  36. Tang, G. Y., Zhao, C. N., Xu, X. Y., Gan, R. Y., Cao, S. Y., Liu, Q., Shang, A., Mao, Q. Q., Li, H. B. (2019). Phytochemical Composition and Antioxidant Capacity of 30 Chinese Teas. Antioxidants (Basel), 8(6). DOI: 10.3390/antiox8060180.
  37. Thawonsuwan, J., Kiron, V., Satoh, S., Panigrahi, A., Verlhac, V. (2010). Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) affects the antioxidant and immune defense of the rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Fish Physiol. Biochem., 36(3), 687-697. DOI:1007/s10695-009-9344-4.
  38. Usher, G. (1974). A dictionary of plants used by man. London: Constable, 619 p.
  39. Vela, P., Salinero, C., Sainz, M. 2013. Phenological growth stages of Camellia japonica. Ann. Appl. Biol., 162, 82-190. DOI: 10.1111/aab.12010.
  40. Wang, C.-C., Ho, C.-T., Lee, S.-C.,Way, T.-D. (2016). Isolation of eugenyl b-primeveroside from Camellia sasanqua and its anticancer activity in PC3 prostate cancer cells. Food Drug Analysis, 24, 105-111. DOI: 10.1016/j.jfda.2015.06.005.
  41. Yoshikawa, M., Morikawa, T., Asao, Y., Fujiwara, E., Nakamura, S., Matsuda, H. (2007). Medicinal flowers. XV. The structures of noroleanane- and oleanane-type triterpene oligoglycosides with gastroprotective and platelet aggregation activities from flower buds of Camellia japonica. Pharm. Bull., 55(4), 606-612. DOI: 10.1248/cpb.55.606.
  42. Zar, J. H. (1999). Biostatistical Analysis, 4th Prentice Hall Inc., New Jersey, 663 p.
  43. Zhao, C. N., Tang, G. Y., Cao, S. Y., Xu, X. Y., Gan, R. Y., Liu, Q., Mao, Q. Q., Shang, A., Li, H. B. (2019). Phenolic Profiles and Antioxidant Activities of 30 Tea Infusions from Green, Black, Oolong, White, Yellow and Dark Teas. Antioxidants (Basel), 8(7). DOI: 10.3390/antiox8070215.