antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»antibiotics-45Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSХарактеристика белково-пептидного экстракта семян мари белой (Chenopodium album L.): изучение компонентного состава, антимикробных и анальгетических свойствCharacterization of Protein and Peptide Extract from Lamb's Quarters' (Chenopodium Album L.) Seeds: Studying of Composition, Antimicrobial and Analgesic PropertiesРогожинЕ. А.RogozhinE. A.rea21@list.tuКисильО. В.KisilO. V.noemail@neicon.ruЧеретаевИ. В.CheretaevI. V.noemail@neicon.ruЗавриевС. К.ZavrievS. K.noemail@neicon.ruИнститут биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН; НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г. Ф. ГаузеРоссияM. M. Shemyakin and Yu.A. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS; G. F. Gause Institute of New AntibioticsRussian FederationНИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г. Ф. ГаузеРоссияG. F. Gause Institute of New AntibioticsRussian FederationКрымский федеральный университет им. В. И. ВернадскогоРоссияV. I. Vernadsky Crimea State UniversityRussian FederationИнститут биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАНРоссияM. M. Shemyakin and Yu.A. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RASRussian Federation201706052020629-1038Copyright © ООО «Издательство ОКИ», 20202020ООО «Издательство ОКИ»ООО «Издательство ОКИ»https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/45

В рамках настоящего исследования был проведён первичный структурный анализ и изучены биологические свойства белково-пептидного экстракта, полученного из семян мари белой ( Chenopodium album L.). Было показано, что полученный обогащённый концентрат обладал выраженными фунгицидными свойствами по отношению к ряду фитопатогенных (Fusarium oxysporum, Thielaviopsis basicola) и условно-патогенных грибов (Aspergillus spp.) на количественном уровне, сопоставимом с действием коммерческих противогрибных прапаратов, при этом обладал умеренными антибактериальными свойствами (Escherichia coli, Bacillus subtilus), не связанными с рибосоминактивирующей активностью. При изучении анальгетической активности данного экстракта в моделях острой боли «горячая вода», «горячая пластина» и «электростимуляция» продемонстрировано её наличие в широком диапазоне действующих концентраций, при этом их эффект проявляется как на спинальном, так и на супраспинальном уровнях регуляции болевой чувствительности. Первичная структурная характеристика суммарных фракций активного экстракта, по данным масс-спектрометрического анализа, позволила выявить набор компонентов в широком диапазоне молекулярных масс (1,9-12,5 кДа), белковая природы некоторых из них была подтверждена спектрофотометрически и N-концевым автоматическим секвенированием по методу Эдмана. Совокупность полученных данных позволяет позиционировать семена мари белой как богатый источник биологически активных полипептидов с антибиотическими и терапевтическими свойствами.

In this work a primary structural analysis has been carried out and biological properties of protein-peptide extract from lamb’s quarters ( Chenopodium album L.) were studied. It has been shown that the obtained enriched concentrate displayed potent fungicidal properties towards a number of phytopathogenic (Fusarium oxysporum, Thielaviopsisbasicola) and opportunistic fungi (Aspergillus spp.) at a quantitative level comparable with the effect of commercial antifungal drugs, at the same time possessing moderate antibacterial properties (Escherichiacoli, Bacillussubtilus) not associated with ribosome-inactivating activity. When studying the analgesic activity of this extract in acute pain models («hot water», «hot plate», and «electro stimulation»), it demonstrated activity in a wide range of active concentrations and at the same time their effect was manifested both at the spinal and supraspinal levels of pain sensitivity. The primary structural characteristic of the total fractions of the active extract based on mass spectrometry analysis revealed a set of compounds in a wide range of molecular masses (1.9-12.5 kDa), and protein chemical base of some of them has been confirmed by a combination of spectrophotometric analysis and N-terminal Edman sequencing. The totality of the data obtained allows positioning of the lamb’s quarters’ seeds as a rich source of biologically active polypeptides with antibiotic and analgesic properties.

марь белаясеменабелки и пептидыантимикробная активностьанальгетичес-кие свойстважидкостная хроматографиямасс-спектрометриясеквенирование по ЭдмануChenopodium albumlamb's quartersChenopodium albumseedsproteins and peptidesantimicrobial activityanalgesic propertiesliquid chromatographymass spectrometryEdman sequencingReferencesНовиков B.C., Губанов И.А. Атлас-определитель высших растений предназначен для школьников и юных натуралистов. Школьный атлас-определитель высших растений ... М.: Т-во научных изданий КМК 2002; 526Новиков B.C., Губанов И.А. Атлас-определитель высших растений предназначен для школьников и юных натуралистов. Школьный атлас-определитель высших растений ... М.: Т-во научных изданий КМК 2002; 526Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. Второе изд., исправ.и доп. К. Наукова думка 1973; 592 СГродзинский А.М., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. Второе изд., исправ.и доп. К. Наукова думка 1973; 592 СPandey S., Gupta R.K. Screening of nutritional, phytochemical, antioxidant and antibacterial activity of Chenopodium album (Bathua). J Pharmacognosy Phytochemistry 2014; 3 (3): 1-9.Pandey S., Gupta R.K. Screening of nutritional, phytochemical, antioxidant and antibacterial activity of Chenopodium album (Bathua). J Pharmacognosy Phytochemistry 2014; 3 (3): 1-9.Amjad L, Alizad Z. Antibacterial Activity of the Chenopodium album Leaves and Flowers. Int J Medical, Health, Biomedical, Bioengineering and Pharmaceutical Engineering 2012; 6 (1): 2012.Amjad L, Alizad Z. Antibacterial Activity of the Chenopodium album Leaves and Flowers. Int J Medical, Health, Biomedical, Bioengineering and Pharmaceutical Engineering 2012; 6 (1): 2012.Yadav N, Vasudeva N, Singh S., Sharma S.K. Medicinal Properties of genus Chemopodium Linn. Nat Product Radiance 2007; 6 (2): 131-134.Yadav N, Vasudeva N, Singh S., Sharma S.K. Medicinal Properties of genus Chemopodium Linn. Nat Product Radiance 2007; 6 (2): 131-134.Singh K.P., Dwevedi A.K., Dhakre G. Evaluation of antibacterial activities of Chenopodium album L. Inter J Appl Biol Pharm Technol 2011; 2 (3): 1-9.Singh K.P., Dwevedi A.K., Dhakre G. Evaluation of antibacterial activities of Chenopodium album L. Inter J Appl Biol Pharm Technol 2011; 2 (3): 1-9.Rogozhin E.A., Oshchepkova Y.I., Odintsova T.I., Khadeeva N.V., Veshkurova O.N., Egorov T.A., Grishin E.V., Salikhov S.I. Novel antifungal defensins from Nigella sativa L. seeds. Plant Physiol Biochem 2011; 49 (2): 131-137.Rogozhin E.A., Oshchepkova Y.I., Odintsova T.I., Khadeeva N.V., Veshkurova O.N., Egorov T.A., Grishin E.V., Salikhov S.I. Novel antifungal defensins from Nigella sativa L. seeds. Plant Physiol Biochem 2011; 49 (2): 131-137.Odintsova T.I., Rogozhin E.A., Sklyar I.V., Musolyamov A.K., Kudryavtsev A.M., Pukhalsky V.A., Smirnov A.N., Grishin E.V. and Egorov T.A. Antifungal activity of storage 2S albumins from seeds of the invasive weed dandelion Taraxacum officinale Wigg. Prot Pept Lett 2010; 17: 522-529.Odintsova T.I., Rogozhin E.A., Sklyar I.V., Musolyamov A.K., Kudryavtsev A.M., Pukhalsky V.A., Smirnov A.N., Grishin E.V. and Egorov T.A. Antifungal activity of storage 2S albumins from seeds of the invasive weed dandelion Taraxacum officinale Wigg. Prot Pept Lett 2010; 17: 522-529.Садыкова B.C., Кураков A.B., Коршун B.A., Рогожин Е.А., Громовых Т.И., Куварина А.Е., Баранова А.А. Антимикробная активность веществ, продуцируемых штаммом Trichoderma citrinoviride ВКПМ-1228: оптимизация лабораторного культивирования и спектр действия индивидуальных пептаиболов. Антибиотики и химиотер. - 2015. - Т. 60. - 11-12. - С. 3-8.Садыкова B.C., Кураков A.B., Коршун B.A., Рогожин Е.А., Громовых Т.И., Куварина А.Е., Баранова А.А. Антимикробная активность веществ, продуцируемых штаммом Trichoderma citrinoviride ВКПМ-1228: оптимизация лабораторного культивирования и спектр действия индивидуальных пептаиболов. Антибиотики и химиотер. - 2015. - Т. 60. - 11-12. - С. 3-8.Osterman I.A., Prokhorova I.V., Sysoev V.O., Boykova Y.V., Efremenkova O.V, Svetlov M.S., Kolb V.A., Bogdanov A.A., Sergiev P.V., Dontsova O.A Attenuation-based dual-fluorescent-protein reporter for screening translation inhibitors. Antimicrob Agents Chemother 2012; 56 (4): 1774-1783.Osterman I.A., Prokhorova I.V., Sysoev V.O., Boykova Y.V., Efremenkova O.V, Svetlov M.S., Kolb V.A., Bogdanov A.A., Sergiev P.V., Dontsova O.A Attenuation-based dual-fluorescent-protein reporter for screening translation inhibitors. Antimicrob Agents Chemother 2012; 56 (4): 1774-1783.Polikanov Y.S., Osterman I.A., Szal T., Tashlitsky V.N., Serebryakova M.V., Kusochek P., Bulkley D., Malanicheva I.A., Efimenko T.A., Efremenkova O.V., Konevega A.L., Shaw K.J., Bogdanov A.A., Rodnina M.V., Dontsova O.A., Mankin A.S., Steitz T.A., Sergiev P.V. Amicoumacin a inhibits translation by stabilizing mRNA interaction with the ribosome. Mol Cell 2014; 56(4): 531-540.Polikanov Y.S., Osterman I.A., Szal T., Tashlitsky V.N., Serebryakova M.V., Kusochek P., Bulkley D., Malanicheva I.A., Efimenko T.A., Efremenkova O.V., Konevega A.L., Shaw K.J., Bogdanov A.A., Rodnina M.V., Dontsova O.A., Mankin A.S., Steitz T.A., Sergiev P.V. Amicoumacin a inhibits translation by stabilizing mRNA interaction with the ribosome. Mol Cell 2014; 56(4): 531-540.Odintsova T.I., Rogozhin E.A., Baranov Yu.V., Musolyamov A.Kh., Yalpani N., Egorov Ts.A., Grishin E.V. Seed defensins of barnyard grass Echinochloa crusgalli (L.) Beauv. Biochimie 2008; 90: 1667-1673.Odintsova T.I., Rogozhin E.A., Baranov Yu.V., Musolyamov A.Kh., Yalpani N., Egorov Ts.A., Grishin E.V. Seed defensins of barnyard grass Echinochloa crusgalli (L.) Beauv. Biochimie 2008; 90: 1667-1673.Slavokhotova A.A., Odintsova T.I., Rogozhin E.A., Musolyamov A.K., Andreev Y.A., Grishin E.V., Egorov T.A. Isolation, molecular cloning and antimicrobial activity of novel defensins from common chickweed (Stellaria media L.) seeds. Biochimie 2011; 93 (3): 450-456.Slavokhotova A.A., Odintsova T.I., Rogozhin E.A., Musolyamov A.K., Andreev Y.A., Grishin E.V., Egorov T.A. Isolation, molecular cloning and antimicrobial activity of novel defensins from common chickweed (Stellaria media L.) seeds. Biochimie 2011; 93 (3): 450-456.Рогожин Е.А., Тепкеева И.И., Зайцев Д.В., Демушкин В.П., Смирнов А.Н. Биологическая активность пептидных экстрактов лекарственных растений против фитопатогенных грибов и оомицетов. Доклады РАСХН. - 2011. - № 4. - С. 34-37.Рогожин Е.А., Тепкеева И.И., Зайцев Д.В., Демушкин В.П., Смирнов А.Н. Биологическая активность пептидных экстрактов лекарственных растений против фитопатогенных грибов и оомицетов. Доклады РАСХН. - 2011. - № 4. - С. 34-37.Tolmacheva A.A., Rogozhin E.A., Deryabin D.G. Antibacterial and quorum sensing regulatory activities of some traditional Eastern-European medicinal plants. Acta Pharm 2014; 64: 139-152.Tolmacheva A.A., Rogozhin E.A., Deryabin D.G. Antibacterial and quorum sensing regulatory activities of some traditional Eastern-European medicinal plants. Acta Pharm 2014; 64: 139-152.Deryabin D.G., Tolmacheva A.A. Antibacterial and Anti-Quorum Sensing Molecular Composition Derived from Quercus cortex (Oak bark) Extract. Molecules 2015; 20 (9): 17093-17108.Deryabin D.G., Tolmacheva A.A. Antibacterial and Anti-Quorum Sensing Molecular Composition Derived from Quercus cortex (Oak bark) Extract. Molecules 2015; 20 (9): 17093-17108.Park J.S., Hwang D.J., Lee S.M., Kim Y.T., ChoiS.B., Cho K.J. Ribosome-inactivating activity and cDNA cloning of antiviral protein isoforms of Chenopodium album. Molecules and Cells 2004; 17 (1): 73-80.Park J.S., Hwang D.J., Lee S.M., Kim Y.T., ChoiS.B., Cho K.J. Ribosome-inactivating activity and cDNA cloning of antiviral protein isoforms of Chenopodium album. Molecules and Cells 2004; 17 (1): 73-80.Arenz S., Juette M.F., Graf M., Nguyen F., Huter P., Polikanov Y.S., Blanchard S.C., Wilson D.N. Structures of the orthosomycin antibiotics avilamycin and evernimicin in complex with the bacterial 70S ribosome. Proc Natl Acad Sci USA 2016; 113(27): 7527-7532.Arenz S., Juette M.F., Graf M., Nguyen F., Huter P., Polikanov Y.S., Blanchard S.C., Wilson D.N. Structures of the orthosomycin antibiotics avilamycin and evernimicin in complex with the bacterial 70S ribosome. Proc Natl Acad Sci USA 2016; 113(27): 7527-7532.Metelev M., Osterman I.A., Ghilarov D., Khabibullina N.F., Yakimov A., Shabalin K., Utkina I., Travin D.Y., Komarova E.S., Serebryakova M., Artamonova T., Khodorkovskii M., Konevega A.L., Sergiev P.V., Severinov K., Polikanov Y.S. Klebsazolicin inhibits 70S ribosome by obstructing the peptide exit tunnel. Nat Chem Biol 2017; 13 (10): 1129-1136.Metelev M., Osterman I.A., Ghilarov D., Khabibullina N.F., Yakimov A., Shabalin K., Utkina I., Travin D.Y., Komarova E.S., Serebryakova M., Artamonova T., Khodorkovskii M., Konevega A.L., Sergiev P.V., Severinov K., Polikanov Y.S. Klebsazolicin inhibits 70S ribosome by obstructing the peptide exit tunnel. Nat Chem Biol 2017; 13 (10): 1129-1136.Carvalho e Silva M.A.G., Carneiro L.P., Castelo Branco M.F.G., Barros E.M.L., Lemos S.I., de Barros T.L., Marques R.B. Anti-Inflammatory Effect Of Mastruz ( Chenopodium Ambrosioides) Extract In Respiratory Distress Syndrome. Int J Pharm Sci Invent 2016; 5 (5): 34-39.Carvalho e Silva M.A.G., Carneiro L.P., Castelo Branco M.F.G., Barros E.M.L., Lemos S.I., de Barros T.L., Marques R.B. Anti-Inflammatory Effect Of Mastruz ( Chenopodium Ambrosioides) Extract In Respiratory Distress Syndrome. Int J Pharm Sci Invent 2016; 5 (5): 34-39.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.