Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Impact of Water Stress and Temperature on Metabolites and Essential Oil of Rosmarinus officinalis (Phytochemical Screening, Extraction, and Gas Chromatography)

Laftouhi Abdelouahid, Eloutassi Noureddine, Drioua Soufiane, Ech-Chihbi Elhachmia, Rais Zakia, Abdellaoui Abdelfattah, Taleb Abdslam, Beniken Mustapha, Taleb Mustapha

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 5

237--248

EN

Currently, climate change is disrupting life on Earth by causing imbalances in the biosphere. This work aimed to evaluate the impact of climate change on the content of primary and secondary metabolites and the yield of essential oil of Rosmarinus officinalis. Thus, the results of the conducted experiment show that the content of primary metabolites decreased with increasing temperature and decreasing precipitation along the experiment(proteins from 7.61% to 7.14%, carbohydrates from 6.92% to 5.64%, fats from 1.48% to 1.29% and dietary fiber from 4.96% to 4.22% and mineral composition: Ca from 7.67% to 5.98%, Mg from 8.61% to 7.01%, Fe from 7.53% to 7.21% and Mn from 6.85% to 3.97%), and the content of secondary metabolites increased in the second year when increasing the temperature by 5 °C and water stress by 50% (coumarin from 6.59% to 10.99%, saponins from 7.15% to 8.46%, tannin from 3.92% to 5.95%, alkaloids from 6.69% to 15.62% and flavonoid from 8.02% to 15.75%),but in the fourth year when the temperature continued to increase and water stress was 75% the content of secondary metabolites decreased (coumarin from 10.99% to 8.27%, saponins from 8.46% to 7.87%, tannin from 5.95% to 4.85%, alkaloids from 15.62% to 10.68% and flavonoid from 15.75% to 11.36%)and the same results were obtained for the yield of essential oil which increased in the second year and decreased in the fourth year. This GC analysis of the three essential oil samples shows that the majority of compounds in the three essential oils studied are cineole (S1:45.98%, S2:55.36%, S3:43.08%) followed by camphor (S1:17.44%, S2:21.44%, S3:21.56%) and Alpha-pinene (S1:9.30%, S2:8.34%, S3: 9.17%) and other compounds in low percentage.

2

Plant secondary metabolites as defenses : a review

Jusuf Herlina, Elveny Marischa, Azizova Feruza, Shichiyakh Rustem A., Kulikov Dmitriy, Al-Taee Muataz M., Atiyah Karrar K., Jalil Abduladheem T., Aravindhan Surendar

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 55

206--211

EN

Plant secondary metabolites have a variety of functions, including mediating relationships between organisms, responding to environmental challenges, and protecting plants against infections, pests, and herbivores. In a similar way, through controlling plant metabolism, plant microbiomes take part in many of the aforementioned processes indirectly or directly. Researchers have discovered that plants may affect their microbiome by secreting a variety of metabolites, and that the microbiome could likewise affect the metabolome of the host plant. Pesticides are agrochemicals that are employed to safeguard humans and plants from numerous illnesses in urban green zones, public health initiatives, and agricultural fields. The careless use of chemical pesticides is destroying our ecology. As a result, it is necessary to investigate environmentally benign alternatives to pathogen management, such as plant-based metabolites. According to literature, plant metabolites have been shown to have the ability to battle plant pathogens. Phenolics, flavonoids, and alkaloids are a few of the secondary metabolites of plants that have been covered in this study.

3

Metabolity wtórne roślin w walce z koronawirusem

Guzowska Małgorzata, Wawrzyniak Rafał, Wasiak Wiesław

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2021

|

nr 1

21--25

PL

W roku 2019 pojawił nieznany dotąd wirus, który w zastraszającym tempie rozprzestrzenił się i sparaliżował cały świat. Pomimo że leki używane w medycynie to głównie związki syntetyczne, to od kilkudziesięciu lat znane są związki chemiczne pochodzenia naturalnego, które mogą wykazywać działanie między innymi przeciwwirusowe. Nie od dziś wiadomo, że natura odgrywa znaczącą rolę w wytwarzaniu naturalnych produktów przeciwwirusowych, dlatego uważa się, że rośliny mogą skutecznie wspomagać walkę z wirusami.

EN

In 2019, a previously unknown virus emerged, which spread at an alarming rate and paralyzed the entire world. Although the drugs used in medicine are mainly synthetic compounds, for several decades, chemical compounds of natural origin have been known which may have antiviral effects. It has long been demonstrated that nature plays a significant role in the formation of natural antiviral products, so it is believed that plants eon effectively support the fight against viruses.

4

Metabolity wtórne roślin jako alternatywne pestycydy

Haliński Łukasz

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2019

|

nr 1

62--67

PL

Skala zastosowania syntetycznych pestycydów we współczesnym rolnictwie, ich toksyczność oraz negatywny wpływ na środowisko naturalne sprawiają, że poszukiwane są ich naturalne, mniej szkodliwe zamienniki. W artykule opisane są wybrane grupy metabolitów wtórnych roślin, które mogą być zastosowane jako alternatywne pestycydy, z uwzględnieniem ich trwałości w środowisku, toksyczności dla organizmów niedocelowych oraz możliwości wykorzystania do stworzenia produktu szeroko dostępnego na rynku.

EN

Large scale of synthetic pesticides usage in modern agriculture, their toxicity and negative impact on the natural environment are the main reasons to search for their natural, less harmful substitutes. Selected groups of plant secondary metabolites that could be used as alternative pesticides are briefly described in the article, including their persistence in the environment, toxicity for nontarget organisms and the possibility of using them for creating a product that could be commercialised on a larger scale.

5

Biopestycydy jako stymulatory odporności roślin

Mołoń A., Durak R.

Polish Journal for Sustainable Development

|

2018

|

T. 22, cz. 1

69--74

PL

Obecna koncepcja rozwoju rolnictwa, tzw. rolnictwo zrównoważone, oraz wdrażanie technik integrowanej ochrony roślin zakłada ograniczenie zużycia chemicznych środków na rzecz środków pochodzenia naturalnego. Kluczową rolę pełnią tu biopestycydy o działaniu owadobójczym, bakteriobójczym, grzybobójczym i chwastobójczym. Roślina pod wpływem patogenu może uruchomić reakcje obronne o zasięgu lokalnym i/lub systemowym. Obecnie coraz większą uwagę skupia się na indukowaniu reakcji obronnych roślin. Praca przedstawia mechanizmy obronne, stymulatory odporności roślin i grupy związków pochodzenia roślinnego wykazujące działanie insektycydowe.

EN

The current concept of the development of sustainable agriculture and implementation of integrated plant protection technologies is based on limited use of chemicals in favour of natural means. A key role is played here by biopesticides of insecticidal, bactericidal, fungicidal and herbicidal activity. Under pathogenic influence, a plant may activate defensive reactions of and/or systemic range. Recently, more and more attention has been paid to inducing plants’ defensive reactions. This paper presents defensive mechanisms and resistance stimulators in plants and groups of compounds of plant origin showing insecticidal activity.

6

In Vitro propagation affects the composition of narrow-leaved lavender essential oils

Andrys D., Kulpa D.

Acta Chromatographica

|

2018

|

Vol. 30, no. 4

225--230

EN

The aim of this study was to identify and determine by means of gas chromatography–flame ionization detector (GC–FID) and gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) method the volatile compounds of essential oils obtained from three varieties of narrow-leaved lavender grown in the field and in in vitro cultures. The essential oils were isolated by hydrodistillation in Deryng apparatus. It was found that the analyzed essential oils varied in terms of chemical composition depending on the variety and conditions of growth. Sixty-four to 87 different compounds were identified in the oils. Essential oils of all 3 varieties obtained in in vitro cultures contained large amounts of borneol (13–32%). This compound was also dominant in plants obtained from in vivo conditions in varieties Ellagance Purple (11%) and Blue River (13%), and in the Munstead variety, the dominant compound was linalool (13%). High concentration of epi-α-cadinol (10–20%) was found in essential oils obtained from in vitro cultured plants. Globulol was found in high concentration (10%) in the Munstead variety grown in in vitro conditions. However, significant quantitative and qualitative differences were found with respect to composition of essential oils obtained from plants grown in the field and in vitro conditions. There was a lack of (E)-β-ocimene, 3-octyn-2-one, 1-octen-3-yl acetate, sabina ketone, pinocarvone, trans-carveol, nerol, epi-longipinanol, or humulene epoxide II. In comparison to oils obtained from field-grown plants, the oils isolated from plants grown in in vitro conditions contained the less volatile compounds identified in the final stage of GC–FID and GC–MS analysis, i.e., thymol, carvacrol, γ-gurjunene, trans-calamene, α-calacorene, khusinol, and 8-cedren-13-ol.

7

Przemysłowe i medyczne znaczenie izoflawonów, metabolitów wtórnych soi

Grynkiewicz G.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 7

1497--1502

PL

Zaprezentowano paradoks, jaki stanowi ogromna lecz niewykorzystana produkcja agrotechniczna cennych metabolitów wtórnych soi, w tym izoflawonów, z jednej strony, i zapotrzebowanie na te materiały roślinne po stronie sektora badań i rozwoju innowacyjnych produktów dla takich działów gospodarki, jak przemysł farmaceutyczny, spożywczy, kosmetyczny, oraz wytwórczość pomocniczych środków ochrony zdrowia, takich jak suplementy diety. Dla przybliżenia diagnozy problemu przedstawiono zarys stanu badań nad rozwojem produktu leczniczego lub chemoprewencyjnego z genisteiny, opierając się na surowcach naturalnych, w konfrontacji z koncepcją nowego leku z syntetyczną substancja aktywną, spełniającego wszelkie wymagania farmaceutycznego systemu zapewnienia jakości, oraz kompletnej dokumentacji rejestracyjnej wg EMA.

EN

A review, with 32 refs., of soy isoflavones, their prodn. in soy as a multifunctional bioreactor and their biochem. properties and uses as plant polyphenols. In particular, synthesis and pharmacol. importance of genistein isoflavone was taken into consideration.

8

Cyanobacterial and microalgal bioactive compounds – the role of secondary metabolites in allelopathic interactions

Żak A., Kosakowska A.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2016

|

Vol. 45, No. 1

131--143

EN

Secondary metabolites produced by plants, algae, bacteria and fungi may affect the growth and development of biological systems. This is a natural process which occurs worldwide and is known as allelopathy. A relatively small number of these allelopathic compounds has been identified. The majority of studies describe the inhibitory effect of investigated compounds, extracts, cell-free filtrates and living cells on other organisms, although stimulatory interactions have also been noticed. Allelopathic interactions in aquatic environments could provide a competitive advantage to some species over other primary producers. Furthermore, allelopathy occurs in all aquatic habitats and all groups of autotrophs are capable of producing and releasing allelopathically active compounds. Moreover, secondary metabolites obtained from phytoplankton could demonstrate other useful bioactive properties. This review is intended to summarize the current knowledge of allelopathic interactions between microalgae and cyanobacteria in aquatic environments, as well as to provide a brief overview of the ecological importance of these interactions and their potential practical application in different branches of industry

9

Polifenole, hydroksykwasy karboksylowe i karotenoidy w owocach suchodrzewu jadalnego (Lonicera coerulea var. kamtschatica)

Mech-Nowak A., Kruczek M., Kaszycki P., Bieniasz M., Kostecka-Gugała A.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 6

948-953

PL

Aktywne biologicznie wtórne metabolity roślinne oznaczano w ekstraktach owoców dwóch odmian suchodrzewu jadalnego (jagody kamczackiej, Lonicera coerulea var. kamtschatica), wykorzystując metody wysokosprawnej chromatografii cieczowej HPLC-DAD (high performance liquid chromatography, photodiode array detector) oraz HPLC UV-Vis. Zidentyfikowano 5 kwasów fenolowych (kwas chlorogenowy, ferulowy, salicylowy, cynamonowy i kawowy) oraz 3 związki z grupy flawonoidów (katechina, kwercetyna i rutyna). Spośród karotenoidów stwierdzono obecność luteiny, zeaksantyny i β-karotenu. Obecność związków fenolowych korelowała z potencjałem antyoksydacyjnym ekstraktów, mierzonym jako pojemność przeciwrodnikowa metodą elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR, electron paramagnetic resonance). Dużą aktywność przeciwutleniającą owoców jagody kamczackiej potwierdzono w badaniach porównawczych z wykorzystaniem ekstraktów innych owoców jagodowych (maliny i jeżyny) bogatych w antyoksydanty z grupy związków fenolowych.

EN

Two cultivars of blue honeysuckle (Lonicera coerulea var. kamtschatica) were extd. with acidic MeOH to recover chlorogenic, ferulic, salicyl, cinnamic, and caffeic acids, catechin, quercetin, rutin, lutein, zeaxanthin and β-carotene. The exts. were analyzed by high-performance liq. chromatog. to identify the components. Antioxidant potential of the exts. was detd. by electron paramagnetic resonance spectroscopy and confirmed by comparative measurements of other berry exts. (raspberry, blackberry).

10

Therapeutic Properties of Epigaeic Lichens from Sowia Gora

Studzińska-Sroka E., Zarabska-Bożejewicz D.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 6

675--680

EN

One of the aim of nature protection should be improving the knowledge of society about properties of observed organisms. It can be helpful in creating the properly ecological conspicuous. Some species of lichens, eg genus Usnea, Ramalina, Pseudevernia, Cetraria, were commonly used in medicine from antiquity time. Their therapeutic properties are connected with the presence of secondary metabolites, eg cetraric acid, furmarprotocetraric acid, usnic acid. Nowadays few of the lichens have still application in producing some pills, tablets, syrups, toothpastes. During field trips in Sowia Gora (Puszcza Notecka) some epigaeic lichens known from therapeutic properties were recorded. Suggestion of necessity of putting some information connected with therapeutic properties of species in the didactic table along the road of nature complexes characterized by high diversity of lichens is given. It permits to increase the level of interest in this group of species and ipso facto contribute to protection of lichens.

PL

Jednym z celów ochrony przyrody powinno być poszerzanie wiedzy społeczeństwa na temat właściwości obserwowanych organizmów. Może być to pomocne w kreowaniu właściwej świadomości prośrodowiskowej. Niektóre gatunki porostów, np. z rodzaju Usnea, Ramalina, Pseudevernia, Cetraria, były powszechnie wykorzystywane w medycynie od czasów starożytnych. Ich lecznicze właściwości powiązane są z obecnością metabolitów wtórnych, takich jak kwas cetrarowy, kwas furmaprotocetrarowy, kwas usninowy. Obecnie istnieje grupa porostów, która jest wykorzystywana przy produkcji tabletek, syropów, past do zębów. Podczas badań terenowych w okolicach Sowiej Góry (Puszcza Notecka) udało się zaobserwować interesujące porosty naziemne wykazujące właściwości lecznicze. W artykule zasygnalizowano konieczność umieszczania informacji na temat właściwości leczniczych porostów na tablicach o charakterze dydaktycznym w kompleksach przyrodniczych cechujących się dużym bogactwem gatunkowym porostów. Pozwoli to zwiększyć zainteresowanie tą omówioną grupą organizmów i tym samym przyczynić się do ochrony porostów.

11

Współczesne metody ekstrakcji, izolacji i analizy metabolitów wtórnych roślin

Haliński Ł. P., Czerwicka M., Stepnowski P.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2010

|

R. 15, nr 6

16-21

12

Biosynteza związków poliketydowych przez Aspergillus Terreus

Bizukojć M.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2009

|

Z. 377

8-154

PL

Aspergillus terreus jest grzybem nitkowym należącym do gromady Ascomycota. Posiada on szczególną zdolność do biosyntezy poliketydowego metabolitu, będącego inhibitorem reduktazy (S)-3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA, zwanego kwasem mewinolinowym. Związek ten w postaci laktonu, nazwanego oficjalnie lowastatyną, jest wykorzystywany w medycynie jako lek obniżający poziom endogennego cholesterolu w organizmie człowieka. Niniejsze opracowanie ma formę krótkiej monografii mającej na celu przybliżenie czytelnikowi zagadnień biochemicznych, fizjologicznych, morfologicznych i kinetycznych biosyntezy niektórych metabolitów wtórnych produkowanych przez A. terreus ze szczególnym uwzględnieniem najważniejszego metabolitu, czyli lowastatyny, oraz często jej towarzyszącej (+)-geodyny. W pracy omówione zostały w pierwszej kolejności mechanizmy biochemiczne rządzące biosyntezą lowastatyny oraz (+)-geodyny. Opisany został klaster genów odpowiedzialnych za syntezę enzymów niezbędnych do biosyntezy lowastatyny oraz przedstawione zostały zasady działania syntaz poliketydowych. Szczegółowo pokazano szlak biosyntezy lowastatyny oraz takich oktaketydowych metabolitów, jak sulochryna, (+)-geodyna i kwas astrowy. Podana została także pierwszorzędowa struktura enzymów odpowiedzialnych za biosyntezę lowastatyny. Zagadnienia biochemiczne biosyntezy metabolitów wtórnych A. terreus zostały opracowane w większości na podstawie danych literaturowych. Uzupełniono jednakże niektóre brakujące dane poprzez odtworzenie mechanizmu działania syntazy oktaketydowej antronu emodyny na podstawie ogólnej wiedzy na temat syntaz poliketydowych. Dodatkowo została przeprowadzona na podstawie anotacji częściowo zsekwencjonowanego genomu własna rekonstrukcja sieci metabolicznej dla pierwotnego metabolizmu A. terreus. Skorelowana ona została z danymi fizjologicznymi pochodzącymi z własnych eksperymentów i znalezionymi w literaturze przedmiotu, związanymi na przykład z asymilacją substratów i produkcją metabolitów pierwotnych, jak etanol. Przeprowadzona krótka analiza porównawcza sieci metabolicznej z danymi eksperymentalnymi pozwoliła także na sformułowanie propozycji uzupełnienia „dziur" (holes), czyli brakujących enzymów bądź reakcji w anotacji sieci metabolicznej, szczególnie tych związanych z metabolizmem laktozy. W dalszej części pracy skupiono się na aspektach fizjologicznych procesu biosyntezy metabolitów wtórnych i przedstawiono wpływ składu podłoża oraz warunków procesowych na biosyntezę lowastatyny i (+)-geodyny przez A. terreus. Dzięki wynikom badań eksperymentalnych określony został wpływ źródła węgla i azotu na jednoczesną biosyntezę lowastatyny i (+)-geodyny, co w dalszym etapie badań pozwoliło na sformułowanie modelu kinetycznego procesu biosyntezy lowastatyny przez A. terreus. Dodatkowo przebadany został wpływ takich śladowych substancji odżywczych, jak witaminy, na biosyntezę metabolitów A. terreus. Na podstawie własnych danych eksperymentalnych udowodniono, że niektóre witaminy z grupy B wpływają pozytywnie na biosyntezę lowastatyny. Opracowana została także strategia prowadzenia procesu biosyntezy lowastatyny w bioreaktorze. Udana okazała się próba zminimalizowania produkcji (+)-geodyny poprzez stosowanie odpowiedniej kontroli pH oraz suplementację podłóż witaminami. Kolejnym aspektem omawianym w pracy jest znaczenie morfologii i różnicowania się strzępek grzybni w biosyntezie lowastatyny i (+)-geodyny. Przedstawione zostały czynniki wpływające na morfologię grzybni, wielkość, kształt i formę peletek A. terreus. Przedstawiono także wyniki badań dotyczących wewnętrznej struktury peletek grzybni A. terreus, a różnicowanie się strzępek grzybni zostało skorelowane z biosyntezą lowastatyny i (+)-geodyny. Wreszcie przedstawiono dwa modele biosyntezy lowastatyny przez A. terreus, które można znaleźć w literaturze przedmiotu. Są to model morfologicznie strukturalny oraz sformułowany przez autora niestrukturalny model kinetyczny. Ten drugi model powstał na podstawie wyników badań z hodowli wstrząsanej i został pozytywnie zweryfikowany w procesach bioreaktorowych.

EN

Aspergillus terreus is a filamentous fungus that belongs to the phylum Ascomycota. It is able to biosynthesise a polyketide metabolite, which inhibits (S)-3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase and is called mevinolinic acid. The lactone form of this compound, which was internationally named lovastatin, is used in medicine to decrease the level of the endogenous cholesterol in human organisms. This work is a short monograph, whose aim is to present the biochemical, physiological, morphological and kinetic issues of biosynthesis of selected secondary metabolites produced by A. terreus. The special attention is paid to the most important metabolite, i.e. the aforementioned lovastatin and to (+)-geodin, which frequently accompanies lovastatin in the cultivation processes. In this work the biochemical mechanisms governing lovastatin and (+)-geodin biosynthesis were first presented. The gene cluster, which is responsible for the expression of the enzymes required for lovastatin biosynthesis, was described. Also the action of polyketide synthases was presented. Metabolic pathways of lovastatin biosynthesis and of such octaketide metabolites as sulochrin, (+)-geodin, and asterric acid were described in detail. The biochemical issues of secondary metabolites biosynthesis by A. terreus were mostly elaborated upon the literature data. However, few lacking data were supplemented. The hypothetical action of emodin anthrone octaketide synthase was described on the basis of the general knowledge concerning polyketide synthases. Additionally, the reconstruction of the metabolic network to mainly describe the primary metabolism of A. terreus was made upon the annotation the partially sequenced genome. The results of this reconstruction were correlated with the physiological data originated from own experiments and selected literature data. They concerned the assimilation of substrates and primary metabolites formation, e.g. ethanol. The comparative analysis of the reconstructed metabolic network and the experimental data allowed for the proposal to fill the holes, i.e. lacking enzymes or reactions, in the annotated network, especially those connected with lactose metabolism. In the second part of the work the physiological issues of the biosynthesis of secondary metabolites were discussed. The influence of the medium composition and process conditions on lovastatin and (+)-geodin biosynthesis by A. terreus was presented. Owing to the experimental results the influence of carbon and nitrogen source on the simultaneous lovastatin and (+)-geodin biosynthesis was described. Next, it allowed for the formulation of the kinetic model of lovastatin biosynthesis by A. terreus. Additionally, the influence of such trace nutrients as vitamins on lovastatin and (+)-geodin biosynthesis by A. terreus was studied. On the basis of own experimental data, it was proved that some B-group vitamins positively influence lovastatin biosynthesis. Also the strategy of lovastatin biosynthesis in bioreactor was elaborated. The minimisation of (+)-geodin production was successfully achieved by means of the valid pH control procedure and media supplementation with B-group vitamins. Another issue discussed was the influence of morphology and hyphal differentiation on lovastatin and (+)-geodin biosynthesis. The factors influencing the hyphal morphology, i.e. the size and shape of A. terreus pellets were discussed. Also the experimental results concerning the infrastructure of the pellets were presented and hyphal differentiation was correlated with lovastatin and (+)-geodin biosynthesis. Finally, two kinetic models to describe lovastatin biosynthesis were shown. These are a morphologically structured and an unstructured kinetic models. The latter was formulated by the author of this work upon the experimental results from a shake flask cultures and successfully verified in the bioreactor cultivations.