книги2 / 77

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ

Лось Д.А., д.б.н., член-корр. РАН (Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия) – председатель

Загоскина Н.В., д.б.н., проф. (Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва,

Россия) – сопредседатель

Булгаков В.П., д.б.н., член-корр. РАН (Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН, Владивосток, Россия)

Куркин В.А., д.ф.н., проф. (Самарский государственный медицинский университет, Самара, Россия)

Ламан Н.А., д.б.н., академик НАН Беларуси (Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск, Беларусь)

Маммадов Р., д.б.н., профессор (Университет Памуккале, Денизли, Турция)

Носов А.В., д.б.н. (Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия)

Носов А.М., д.б.н., проф. (Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия)

Осипов В.И., д.б.н. (Университет Турку, Турку, Финляндия; Всероссийский научноисследовательский институт лекарственных и ароматических растений, Москва, Россия)

Тюкавкина Н.А., д.х.н., проф. (Сеченовский университет, Москва, Россия)

Хлесткина Е.К., д.б.н., проф. РАН (Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия)

Храмова Е.П., д.б.н. (Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск, Россия)

Лапшин П.В., к.б.н. (Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия) –

ученый секретарь

Аксенова М.А. (Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия) –

секретарь

ПРОГРАММНЫЙ И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМИТЕТ

ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ СБОРНИКА

Предисловие………………………………………………………………………………………стр. 4

Пленарные доклады……………………………………………………………………………..стр. 6

Раздел 1. Фенольные соединения: структура, физико-химические свойства, реакционная способность…………………………….…………………… стр. 10

Раздел 2. Методы выделения и определения фенольных соединений……………………..…стр. 48

Раздел 3. Фенольные соединения в жизни растений: состав, распространение, функциональная роль……….…………………………………… стр. 67

Раздел 4. Фенольные соединения: медико-биологические и фармацевтические аспекты применения…………………………………….……. стр. 174

Содержание…………………………………………………………………………………….…стр. 227

Именной указатель……………………………………………………………………….……..стр. 244

Список работ, входящих в разделы сборника, расположен в конце

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

Проводимый в 2022 г. XI Международный симпозиум «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты» является очередным в серии этих традиционных научных мероприятий по проблемам физиологии, биохимии и химии фенольных соединений, история которых насчитывает уже более 60 лет. Первый Всесоюзный симпозиум по фенольным соединениям был организован академиком А.Л. Курсановым и проф. М.Н. Запрометовым и проведен в 1966 г. в Москве в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева АН СССР. Его целью являлось объединение химиков, биологов, физиологов, технологов, фармакологов и клиницистов, работающих в этой быстро развивающейся и нужной для государства области науки. Аналогичные цели важны для ученых и практиков на современном этапе развития России.

2022 год – это год 300-летия создания Российской академии наук, которая внесла большой вклад в формирование нашего государства, его развитие, получение новых знаний и их использование в различных отраслях народного хозяйства. Это касается и таких уникальных растительных метаболитов, как фенольные соединения, которые чрезвычайно разнообразны по структуре и свойствам. Они участвуют в процессах дыхания, фотосинтеза, формирования клеточных стенок, трансдукции энергии света, адаптации и защиты растений от многих стрессовых воздействий. Фенольные соединения успешно используются как вещества-антиоксиданты в пищевой промышленности, косметологии, получении продуктов-нутриентов. Они важны при селекции новых сельскохозяйственных культур, создании фармакологически-ценных препаратов, разработке биотехнологических процессов для получения ценных растительных культур в условиях in vitro и других научно-технологических направлениях. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в изучении структуры фенольных соединений, их накопления и распределения в тканях и органах растений, биологической активности, участия в регуляции различных процессов, до сих пор остается «неразгаданной» функциональная значимость огромного разнообразия этих вторичных метаболитов.

В настоящем издании представлены материалы исследований по основным направлениям физиологии и биохимии фенольного метаболизма, химии фенольных соединений, биологической активности этих веществ, а также медико-биологическим и технологическим аспектам применения полифенолов, полученные как ведущими, так и молодыми учеными, аспирантами и студентами. Большинство из них являются новыми, современными, отражающими уровень и состояние фундаментальных и прикладных исследований в области фенольного метаболизма, а также практического применения этих природных веществ.

д.биол.н., проф. Н.В. Загоскина

д.фарм.н., проф. В.А. Куркин

5

ФЕНОЛОМ РАСТЕНИЙ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ

Загоскина Н.В.

Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, nzagoskina@mail.ru

Фенольные соединения (ФС) относятся к одним из наиболее распространенных в растениях представителям вторичного метаболизма, образование которых характерно для всех их клеток и тканей. Они чрезвычайно разнообразны по структуре и свойствам. В настоящее время растительный фенолом представлен более чем 10000 соединений, число которых продолжает увеличиваться, что обусловлено новыми методическими возможностями для их идентификации (капиллярный электрофорез, высокоэффективная жидкостная хроматография, масс-спектрометрия и другие).

ФС участвуют в жизнедеятельности растений на протяжении всей их жизни. Они могут защитить растения от болезней/патогенов, хищников, растений-конкурентов или абиотических стрессов (температура, дефицит воды, УФ-свет, токсичные металлы), а также облегчают взаимодействие с полезными или симбиотическими организмами необходимыми для питания или размножения растений. Эти специализированные метаболиты рассматривают как фитоалексины и антибиотики в ответ на действие микробиома, антифиданты против травоядных и/или в качестве сигнальных молекул для привлечения насекомых-опылителей. Все это является следствием структурного разнообразия компонентов фенолома растений, многие из которых присутствуют не только в «свободном», но и «связанном» (гликозиды, ацилированные и метоксилированные формы, коньюгаты с другими растительными метаболитами и т.п.) состоянии.

Интерес к изучению ФС в значительной степени обусловлен их способностью взаимодействовать с активными формами кислорода, тем самым способствуя поддержанию окислительно-восстановительного баланса в клетках растений, что наиболее важно в условиях действия стрессовых факторов. Это свойство растительных ФС сохраняется и при их поступлении

ворганизм человека, благодаря чему листья, семена, корни, цветки и плоды успешно используются

впище в качестве растительных биоантиоксидантов. Известно и широкое применение ФС при лечении заболеваний человека различной этиологии в качестве капилляроукрепляющих, противовирусных, онко-ингибириующих, антиоксидантных веществ. Известно и их защитное действие от COVID-19.

Все это служит основой для поиска фенол-накапливающих растений, их сохранения и размножения (в том числе в условиях in vitro). Большое внимание уделяется подбору факторов и условий, способствующих активации биосинтеза ФС или его «отдельных» путей; оценке антиоксидантной активности экстрактов, получаемых из различных органов растений и другие. Успешно развиваются исследования по регуляции накопления ФС в клетках и тканях растений в условиях светового воздействия, влияния УФ-лучей, температуры, минерального питания, гормонов, элиситации (способ обработки, длительность, концентрация вещества). Исследуется экспрессия генов фенилпропаноидного и флавоноидного путей биосинтеза ФС. Разрабатываются технологии получения микрозелени, обогащенной этими специализированными метаболитами, в качестве функционального продукта питания человека.

Все это свидетельствует о важной и разнообразной роли ФС в жизнедеятельности растений и использовании этих специализированных метаболитов для поддержания и укрепления здоровья населения на нашей планете.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (№ 121050500047-5).

7

ФЕНОЛЬНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КАК КРИТЕРИЙ ПОДЛИННОСТИ И КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И ПРЕПАРАТОВ

Куркин В.А.

ФГБОУ ВО Самарский государственный медицинский университет Минздрава РФ, Самара v.a.kurkin@samsmu.ru

На примере 107 видов ЛРС, включенных в Государственную фармакопею Российской Федерации XIV издания [1], прослеживается тенденция к использованию методологического подхода, заключающегося в оценке качества лекарственного растительного сырья (ЛРС) и лекарственных растительных препаратов (ЛРП), как правило, не по одной, а по нескольким группам биологически активных соединений (БАС).

В настоящей работе рассматривается значимость фенольных соединений как критерия подлинности и качества сырья фармакопейных растений.

Определено, что из 107 видов ЛРС, включенных в ГФ РФ XIVиздания [1], в 40 видах сырья анализируются флавоноиды (качественный и/или количественный анализ). Особенно ярко это проявляется в случае анализа ЛРС, содержащего в качестве БАС флавоноиды и эфирные масла [2, 3], причем с использованием ТСХ, ВЭЖХ, газовой хроматографии и спектрофотометрии [1]. Это важно в том отношении, что в случае получения экстракционных препаратов (настой, настойка, экстракты) из эфиромасличного сырья имеет место определение не только эфирного масла, но и таких групп действующих веществ, как флавоноиды, фенилпропаноиды, дубильные вещества, которые также вносят вклад в проявление фармакологических свойств. Данный методологический подход соответствует современной мировой тенденции, предполагающей использование в методиках качественного и количественного анализа определение 2-3 групп БАС, имеющих диагностическое значение. В основном успешно решены проблемы стандартизации ЛРС, содержащего фенилпропаноиды, введенные нами в фармакогнозию в качестве самостоятельной группы БАС, причем с использованием таких стандартных образцов, как розавин (родиолы розовой корневища и корни), сирингин, или элеутерозид В (элеутерококка колючего корневища и корни), силибин (расторопши пятнистой плоды), цикориевая кислота (эхинацеи пурпурной трава). Однако на фоне достигнутых успехов существует еще целый ряд нерешенных проблем. Одной из противоречивых проблем является стандартизация ЛРС, содержащего антраценпроизводные. Дело в том, что в настоящее время анализ коры крушины ольховидной, листьев видов кассии, листьев и побегов алоэ древовидного, корневищ марены красильной, содержащих антраценпроизводные, осуществляется с использованием многостадийных методик. На наш взгляд, для целей стандартизации вышеперечисленных видов сырья заслуживает внимания опыт, реализованный для таких видов сырья, как щавеля конского корни, жостера слабительного плоды, ревеня дланевидного корни, в случае которых из методик анализа исключены кислотный гидролиз, окисление антрагликозидов, жидкость-жидкостная экстракция [1].

Таким образом, в результате проведенных исследований обоснованы новые методологические подходы к стандартизации ЛРС и ЛРП, содержащих фенольные соединения, с использованием ТСХ, ВЭЖХ, спектрофотометрии и соответствующих стандартных образцов.

Литература:

1.Государственная Фармакопея Российской Федерации XIV издания. - Т. 4. - М., 2018. - 1833 с.

2.Куркин В. А. Фармакогнозия: учебник для студентов фармацевтических вузов (факультетов), изд. 5-е, перераб. и доп. - Самара: ООО «Полиграфическое объединение «Стандарт»; ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России, 2020. - 1278 с.

3.Куркина АВ. Флавоноиды фармакопейных растений: Монография. - Самара: ООО «Офорт»; ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России, 2012. – 260 с.

8

ЗАГАДОЧНЫЕ МЕЛАНИНЫ: ОТ МИКРООРГАНИЗМОВ ДО ЭЛЕКТРОНИКИ

Минибаева Ф.В.

Казанский институт биохимии и биофизики ФИЦ КазНЦ РАН, Казань, minibayeva@kibb.knc.ru

Меланины (от греческого Melano, что означает темный или черный) представляют собой структурно-сложные темные пигменты, характерные для представителей всех биологических царств. Несмотря на природную универсальность, это одни из наиболее загадочных биополимеров биосферы. Естественные меланины являются гетерогенными полимерами, образующимися в результате окисления фенольных/индольных предшественников и последующей полимеризации промежуточных фенолов и хинонов. В зависимости от структуры, элементного состава и источника меланины подразделяются на различные типы, такие как эумеланин, феомеланин, нейромеланин, алломеланин и пиомеланин. Эти пигменты выполняют разнообразные функции, такие как тушение свободных радикалов, защита от светового стресса, перенос энергии, терморегуляция, хелатирование металлов, камуфляж, иммунный ответ и вирулентность.

В некоторых случаях эти пигменты, словно обоюдоострый меч, могут проявлять как защитные, так и токсичные свойства, в связи с чем иногда необходимо ингибирование меланогенеза. Недавние исследования продемонстрировали, что небольшие вариации в структуре мономера меланина могут вызвать значительные изменения в их физико-химических характеристиках, антиоксидантных свойствах, хелатирующей активности, а также влиять на морфологию естественных меланиновых гранул. Микроструктура меланинов довольно подробно изучена для некоторых патогенных грибов и меланосом человека, информация о структуре и физико-химических свойствах меланинов фотосинтетических организмов чрезвычайно ограничена. Особый интерес представляют свойства, морфология и функции меланинов экстремофильных организмов, в том числе лишайников.

Лишайники – симбиотические организмы, образованные в результате взаимовыгодного альянса гриба (микобионт) и водоросли/цианобактерий (фотобионт). Они выживают в условиях экстремальных температур, обезвоживания, УФ облучения. Для лишайников формирование меланинового слоя на поверхности таллома в ответ на УФ воздействие является одним из ключевых механизмов их высокой устойчивости не только к избыточному освещению, но и обезвоживанию. Связывание молекул воды с гидрофобным меланином зависит от активности специфических функциональных групп в структуре этого полимера, элементного состава, присутствия других хелатированных соединений, например полисахаридов, и ультраструктуры меланиновых частиц.

Уникальные свойства меланина делают этот естественный полимер перспективным объектом для фундаментальных и прикладных исследований, в частности, для развития так называемой «зеленой электроники», применения в медицине, биотехнологии и ремедиации.

Работа проводится в рамках выполнения государственного задания ФИЦ КазНЦ РАН, а также при финансовой поддержке гранта РНФ № 18-14-00198 (анализ меланинов лишайников).

9

РАЗДЕЛ 1

ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ: СТРУКТУРА, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

10