Введение к работе
Акту_2.льно_сть_темы. Расширение мзсктаОтсв поисков и исследований природних биологически активных соединении дало толчок к изучению класса '?.нтаэкднстероняоз. ранее известных только у нас-комнх и ракообразных под общим названием экдизоиы Долодова, 1979,1987; Ахрем.Ковганко, 1989/, Эти полнгидрох оптированные стерины обладают характерними -физиологическими свойствами: проявляют активность гормонов линьки и метаморфоза у насекомых, а также половых *єромонов у ракообразных.
Обнаружение гормонов насекомых в болыгом количестве в растениях было достаточно неожиданным и представляло практический интерес, открывая доступный источник необходимых количеств чистых гормонов для исследований их биологической активности, пункции экдистероидов в растительном организме изучены недостаточно. Не исключено, что фитоэхдистероиды участвуют в процессе роста и развития растений /горовиц и соавт. ,197'и La font, Hon., 1989/.
Зкдисгерокды проявляют различные виды биологической активности. На теплокровных они обладают анаболическим, гипогликеми-чэским, гепатопротекторным, адаптогенным, тонизирующим действием /Сыров и соавт. ,1978/. Кроме того, они препятствуют развитии атеросклероза, положительно рлкяэзт- при лечении миокардита и переломов костей /Сыров и соавт. ,1986/. Некоторые из перечисленных свойств наг.;ли применение в практике. На основе окдиете рона, ВЫДелеННОГО КЗ :;!\.5ponticur,i er-rthnacLdoa , рЗЗВЗбо-
тан и производится в промышленных масштабах тонизирующий препарат "Зкдистен", применяемый при различных заболеваниях, связанных с ослаблением белоксинтезирующих процессов /Сыров, Кур-
муК0В,197б/. На ОСНОРе ЗКДИСТерОИДОЗ раСТЄНИЛ рОДД Serr.-mUa
разработан биостимулятор, увеличивающий силу и продуктивность пчелиной семьи и других насекомых /холодова и соавт. ,і990/.
Несомненно, актуальной задачей современной биоорганической химии, биохимии и биотехнологии является поиск доступного растительного сырья, содержащего экдистероидн, их химическая идентификация, разработка, методов их аналитического контроля, а также исследование биологической активности к механизмов действия в различных организмах. Изучение состава экдисторои-
дов и особенностей их накопления в органах растений будет способствовать разработке новых лекарственных препаратов и выяснению роли и механизмов действия эк диете роидов как фармакологически активных средств.
Содержание фктоэкдистероидов в растительном материале весьма велико у видов рода sc-natuio и /горовии а соазт., I97V, Холодова, 1987/ и достигает иногда Г-2 #. Наиболее распространенным в растениях представителем экдистероидрз является окдистероп или е-экдизон. он представляет собой с?7-сте-рокд гормонального действия, безопасней для окружающей среды и приводяций либо к летальному расстройству метаморфоза насекомых /Ахрем,Ковганко,1989; <ооішап ,1990/, либо к интенсификации их разведения /холодова,1979: Холодова и соавт.,1990/. ля получения экдистероидог с целью создания на их основе Елективних препаратов, используемых в биологических исследованиях и для практических целей, необходимы сырьевая база /Ахмед к соапт.,1990/, разработка способов выращивания продуцентов экди-'стероидов и технологии производства культур тканей и клеток растений для обеспечения условий элективного накопления экл.и-стерона в них. использование арсенала методов культуры клеток $ тканей растений послужили толчком для создания технологии, направлзнной на получение фигоакдистероидов серпухи венценосной В Культуре in vitro .
цель и задачи исследования, целью настоящей работы явилось исследование возможности создания сырьевой базы для получения
ЙКДИСТерОИДОВ серпухи ВениеНОСНОЙ / Scrc^tula coronataL./, ИЗУ-
"енке их химической природы и биологической активности.
Исходя из цели исследования, поставлены следующие задачи:
-
ввести в полевую культуру типичное луговое растение -серпуху венценосную и изучить возможности ее выращивания в правобережной лесостепи Украины в качестве технического сырья для получения экдистероидов.
-
Определить оптимальные нормы и сочетания органических к минеральных удобрений, густоту стояния серпухи венценосной, обеспечивающих на типичных мадогумусных черноземах максимальное содержание'экдистероидов в растениях.
-
изучить закономерности накопления экдистерона /главно-
го компонента экдистерондов серпухи венценосной/ в надземной части растений з зависимости от Фаза'развития, органа, возраста растений, а такте режима питания.
-
Выделить экдисгерокдн кз растения з индивидуальной виде и установить их структуру.
-
Исследовать возможности спектро^отомзтрнческой оценки зкдистерондоз различной структуры.
-
Оиенигь антиоксидантную активность основных окдпстерои-доз данного растения и некоторых их метаболитов.
7. Ввести растение серпуху венценосную в культуру в опытах
in vitro н изучить:
возможности получения суспензионно:1; культуры для непрерывного культивирования с целью извлечения вторичных метаболитов;
сравнительное содержание белков клеточной культуры и
полевых растений;
- возможность проведения трансформации клеток плазмдой
Agrobncteriun. rhlzogencs (Ri) ДЛЯ уСНЛСНИЯ ВУХОДа ВТОрИчНЫХ
метаболитов з культуре тканей.
Нау-'ная новизна. Впервые в зоне неустойчивого узлажнения правобережной лесостепи украй ни типичное луговое растение - сер-, пуха венценосная выращивалась как полевая техническая культура для получения зкдистероидов. В условиях типичных малогумусяых черноземов установлены оптимальные уровни минерального питания к густота растений серпухи венценосной, обеспе- :ва»п;их ей максимальную урожайность и высокий выход экдистерондов с единицы ПО- ' сєеной плошэдп. Установлены особенности накопления экдистерока з серпухе венценосной в зависимости от фазы развития, типа органов, возраста растений к режима их. питания в условиях Киевской области.
Из наземной части серпухи венценосной изолировано и достоверно идентифицировано 7 зкдистероидов, среди них 5 ранее не били обнаружены в этом растении, с иелью выбора оптимального метода аналитического контроля экдкстероидов впервые проведено сравнительное изучение чувствительности семи цветных реакций на стероиди по отношению к экдистероидам различной структури. Установлены антирздихальные и антиокислительные свойства экдистерондов различной структуры.
Разработана технология получения суспензионной клеточной культуры и каллусз серпухи венценосной, а также определены факторы, ВЛИЯПЩКе ИЗ СИНТез ЭКДИОТерОИДОВ В КуЛЬТуре in Vitro
Впервые проведено сравнительное изучение новосинтезированных белков в тканях полевых растений и в культуре тканей, как маркеров выхода зтори-нух метаболитов. Определены оптимальные режимы трансформации клеток и тканей агробактериями, способными усиливать зыход вторичных метаболитов.
Теоретическое значение и практическая пени ость работн. Охарактеризован состав экдистероидов есе одного перспективного источника биологически активних стероидов. Выявление антирадикальных и антиокпслитедьнкх свойств экдистероидов способствует более глубоко 1-7 понимании возшшшх механизмов действия этих ценных биологически активных соединений.
Разработанные способы вырзиивания серпухи венценосной в
УСЛОВИЯХ In vivo И in vxtro' МОГуТ быТ Ь рЄКОМЄНДОВЗНЬІ ДЛЯ
практического применения с целью получения экд«стероидов и последующего изготовления лекарственных препаратов на их основе. Предложенные методы аналитического контроля могут быть использованы для идентификации экдистероидов и стандартизации препаратов на их основе.
Апробация работа. Результаты исследований докладывались и обсуждались на I международном конгрессе "Биоконверсия органических отходов для получения биогумуса, биогаза, белковых ве-сесгв и охрана окружасией среды" /Киев, I99I/, Конференции профессорско-преподавательского состава Украинского государственного аграрного университета /Киев, IS9I/, УІ Украинском биохимическом съезде /Киев, 1992/ и научных се і/тарах отдела биохимии стеринов Института биохимии АН '/крайня /Киев, 1992/.
Пу_блк<аиии. По материалам диссертации опубликовано ? печатных рабо".
Объем и структура работы, риссертаиия состоит из введе и/я, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и обсуждения, изложенных в 5 разделах, выводов и списка использованной, литературу. ООяпй объем диссертации лклю-чает 159 страниц машинописного текста, 16 таблиц и 18 рисунков. Список литературы содержит ?Г7 наименований, в то," «иеле 114 иностранных авторов.
