Izolácia a identifikácia glukozinolátov pochádzajúcich z rastlín čeľade kapustovité

Authors: Zoltán Polozsányi 1    Helena Galádová 1    Michal Kaliňák 2    Martin Šimkovič 1   
1 Ústav biochémie a mikrobiológie, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovensko    2 Centrálne laboratóriá, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovensko   
Year: 2020
Section: Biotechnology and Food Technology
Abstract No.: 1970
ISBN: 978-80-972360-6-9

Rastliny sa vyznačujú produkciou širokého spektra sekundárnych metabolitov s rozličnými biologickými účinkami. Niektoré z nich sa syntetizujú konštitutívne, avšak mnohé až ako odpoveď na podnet, ktorým často býva stres [1]. Rastliny čeľade kapustovité (napr. brokolica, kapusta, repka, horčica, žerucha) sú známe produkciou glukozinolátov. Jedná sa o štruktúrne heterogénnu skupinu S‑glukozidov, ktoré tvoria prekurzory biologicky aktívnych látok. Pôsobením myrozinázy (β‑tioglukozidázy) dochádza k ich hydrolýze. V závislosti od štruktúry postranného reťazca glukozinolátu, podmienok a prostredia reakcie (pH, prítomnosť Fe2+ iónov) môžu vnikať izotiokyanáty, nitrily, epitionitrily, tiokyanáty, oxazolidín-2-dióny alebo deriváty indolu [2]. Z medicínskeho hľadiska sú zaujímavé najmä izotiokyanáty, z ktorých je najviac preštudovaný sulforafan. Jeho prekurzorom je glukozinolát glukorafanín. Sulforafanu sa pripisujú chemopreventívne a antikancerogénne účinky. Ukázalo sa, že znižuje oxidačný stres. Zároveň aktivuje transkripčný faktor Nrf2, čím dochádza ku indukcii expresie detoxifikačných enzýmov, čo môže viesť aj k ochrane DNA pred karcinogénmi [3].

Náplňou práce je optimalizácia izolačného postupu intaktných glukozinolátov z vybraných rastlinných druhov založeného na separácii glukozinolátov zo zmesi extraktu celkových metabolitov ionovýmennou chromatografiou. Ako modelová rastlina sa vybrala vesnovka obyčajná (Cardaria draba), ktorá rastie prevažne na synantropných stanovištiach. Súčasťou práce je aj optimalizácia separácie glukozinolátov pomocou chromatografie na tenkej vrstve s analýzou škvŕn pomocou NMR spektroskopie. Následnou analýzou intaktných glukozinolátov pomocou kvapalinovej chromatografie založenej na hydrofilných interakciách (Zic‑HILIC) sa jednotlivé identifikované glukozinoláty kvantifikujú. Po úspešnej izolácii a separácii glukozinolátov z vesnovky obyčajnej sa identifikovali dva majoritné glukozinoláty: glukorafanín a sinalbín. Ukázalo sa, že v jednotlivých častiach rastliny je množstvo sinalbínu dvoj- až štvornásobne väčšie ako množstvo glukorafanínu. Vesnovka obyčajná predstavuje vhodný zdroj na izoláciu uvedených glukozinolátov.

Kľúčové slová: intaktné glukozinoláty, glukorafanín, sinalbín, Zic-HILIC, NMR, vesnovka obyčajná

Táto práca bola podporená grantom APVV-16-0439 a ITMS 26230120006.
1. Mithöfer, A. – Boland, W. (2012) Plant Defense Against Herbivores: Chemical aspects. Annual Review of Plant Biology, 2012, Vol. 63, pp. 431-450.
2. Blažević I. (2014) Glucosinolates: Novel Sources and Biological Potential. Austin Journal of Bioorganic & Organic Chemistry, 2014, Vol. 1(1)
3. Clarke, J. D. – Dashwood, R. H. – Ho, E. (2008) Multi-targeted prevention of cancer by sulforaphane. Cancer Letters. 2008, Vol. 269, pp. 291-304.