1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии
  4. T. 39, № 5, 2022

Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии, 2022, T. 39, № 5, стр. 355-363

Механизмы ингибирования слияния липидных везикул экстрактами чаги и листьев облепихи

С. С. Ефимова a, *, П. Д. Злодеева a, Е. В. Шекунов a, О. С. Остроумова a

a Институт цитологии РАН
194064 Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: efimova@incras.ru

Поступила в редакцию 16.04.2022
После доработки 01.06.2022
Принята к публикации 02.06.2022

Аннотация

В работе оценена способность экстрактов семян грейпфрута (ЭСГ), листьев облепихи (ЭЛО) и чаги (ЭЧ) ингибировать слияние мембран. Установлено, что ЭЛО и ЭЧ подавляют слияние фосфатидил-глицерин-обогащенных липидных везикул под действием кальция: индекс ингибирования составляет около 90 и 100% соответственно. ЭСГ не характеризуется способностью ингибировать слияние отрицательно заряженных липосом, индуцированное введением кальция. Помимо кальций-опосредованного слияния липосом ЭЧ ингибирует и слияние везикул из смеси фосфатидилхолина и холестерина под действием полиэтиленгликоля с молекулярной массой 8000 Да (индекс ингибирования равен 80%). Два других экстракта на полимер-индуцированное слияние незаряженных мембран не действуют. Проведена оценка влияния на слияние везикул некоторых мажорных компонентов тестируемых экстрактов. Показано, что флавонолы кверцетин и мирицетин, являющиеся мажорными компонентами ЭЛО, ингибируют слияние отрицательно заряженных мембран под действием кальция (индекс ингибирования составляет около 85 и 60% соответственно). Другой флавонол ЭЛО, гликозид кверцетина рутин, такого действия не оказывает. Полученные данные позволяют связывать подавление ЭЛО кальций-индуцированного слияния липидных везикул с наличием в его составе кверцетина и мирицетина. Эти флавонолы практически не влияют на полиэтиленгликоль-индуцированное слияние везикул, что согласуется с отсутствием действия ЭЛО на слияние липосом под действием полимера. Продемонстрирована способность кверцетина и мирицетина уменьшать температуру плавления фосфатидилглицерина с насыщенными углеводородными цепями и увеличивать полуширину соответствующего плавлению пика. Наблюдаемая корреляция между параметрами, характеризующими термотропное поведение липида в присутствии кверцетина и мирицетина, и индексом ингибирования этими соединениями кальций-опосредованного слияния липосом может указывать на взаимосвязь между способностью флавонолов влиять на упаковку мембранных липидов и подавлять слияние везикул. Пентациклические тритерпеноиды бетулин и люпеол, входящие в состав ЭЧ, не подавляют слияние везикул под действием как кальция, так и полиэтиленгликоля, и их присутствие в составе ЭЧ не может быть ответственно за антифьюзогенную активность ЭЧ.

Ключевые слова: природные экстракты, ингибиторы слияния мембран, липосомы, флавонолы, сапонины

Список литературы

  1. Komura M., Suzuki M., Sangsriratanakul N., Ito M., Takahashi S., Alam M.S., Ono M., Daio C., Shoham D., Takehara K. 2019. Inhibitory effect of grapefruit seed extract (GSE) on avian pathogens. J. Vet. Med. Sci. 81, 466–472.

  2. Go C.C., Pandav K., Sanchez-Gonzalez M.A., Ferrer G. 2020. Potential role of xylitol plus grapefruit seed extract nasal spray solution in COVID-19: Case series. Cureus. 12, e11315.

  3. Monika J.A., Sudipta C., Malleswara R.E., Lilly G. 2016. Effect of hippophae rhamnoides leaf extract against dengue virus infection in U937 cells. Virol-Mycol. 5, 157.

  4. Singh P.K., Rawat P. 2017. Evolving herbal formulations in management of dengue fever. J. Ayurveda Integr. Med. 8, 207–210.

  5. Jain M., Ganju L., Katiyal A., Padwad Y., Mishra K.P., Chanda S., Karan D., Yogendra K.M.S., Sawhney R.C. 2008. Effect of Hippophae rhamnoides leaf extract against Dengue virus infection in human blood-derived macrophages. Phytomedicine. 15, 793–799.

  6. Enkhtaivan G., Maria John K.M., Pandurangan M., Hur J.H., Leutou A.S., Kim D.H. 2017. Extreme effects of Seabuckthorn extracts on influenza viruses and human cancer cells and correlation between flavonol glycosides and biological activities of extracts. Saudi J. Biol Sci. 24, 1646–1656.

  7. Shahzad F., Anderson D., Najafzadeh M. 2020. The antiviral, anti-inflammatory effects of natural medicinal herbs and mushrooms and SARS-CoV-2 infection. Nutrients. 12, 2573.

  8. Arunachalam K., Sasidharan S., Yang X. 2022. A concise review of mushrooms antiviral and immunomodulatory properties that may combat against COVID-19. Food Chem. Advances. 1, 100023.

  9. Eid J.I., Das B., Al-Tuwaijri M.M., Basal W.T. 2021. Targeting SARS-CoV-2 with Chaga mushroom: An in silico study toward developing a natural antiviral compound. Food. Sci. Nutr. 9, 6513–6523.

  10. Pan H.H., Yu X.T., Li T., Wu H.L., Jiao C.W., Cai M.H., Li X.M., Xie Y.Z., Wang Y., Peng T. 2013. Aqueous extract from a Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus (higher Basidiomycetes), prevents herpes simplex virus entry through inhibition of viral-induced membrane fusion. Int. J. Med. Mushrooms. 15, 29–38.

  11. Tian J., Hu X., Liu D., Wu H., Qu L. 2017. Identification of Inonotus obliquus polysaccharide with broad-spectrum antiviral activity against multi-feline viruses. Int. J. Biol. Macromol. 95, 160–167.

  12. Seetaha S., Ratanabunyong S., Tabtimmai L., Choowongkomon K., Rattanasrisomporn J., Choengpanya K. 2020. Anti-feline immunodeficiency virus reverse transcriptase properties of some medicinal and edible mushrooms. Vet. World. 13, 1798–1806.

  13. Choengpanya K., Ratanabunyong S., Seetaha S., Tabtimmai L., Choowongkomon K. 2021. Anti-HIV-1 reverse transcriptase property of some edible mushrooms in Asia. Saudi J. Biol. Sci. 28, 2807–2815.

  14. Avula B., Sagi S., Wang Y.H., Wang M., Gafner S., Manthey J.A., Khan I.A. 2016. Liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometry analysis of limonoids and flavonoids in seeds of grapefruits, other citrus species, and dietary supplements. Planta. Med. 82, 1058–1069.

  15. Yogendra Kumar M.S., Tirpude R.J., Maheshwari D.T., Bansal A., Misra K. 2013. Antioxidant and antimicrobial properties of phenolic rich fraction of Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L.) leaves in vitro. Food Chem. 141, 3443–3450.

  16. Pop R.M., Socaciu C., Pintea A., Buzoianu A.D., Sanders M.G., Gruppen H., Vincken J.-P. 2013. UHPLC/PDA-ESI/MS analysis of the main berry and leaf flavonol glycosides from different carpathian Hippophaë rhamnoides L. varieties. Phytochem. Anal. 24, 484–492.

  17. Criste A., Urcan A.C., Bunea A., Pripon Furtuna F.R., Olah N.K., Madden R.H., Corcionivoschi N. 2020. Phytochemical composition and biological activity of berries and leaves from four romanian sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) varieties. Molecules. 25, 1170.

  18. Nikitina S.A., Khabibrakhmanova V.R., Sysoeva M.A. 2016. Composition and biological activity of triterpenes and steroids from Inonotus obliquus (chaga). Biochem. (Moscow) Supplement Series B. 62, 369–375.

  19. Chicka M.C., Hui E., Liu H., Chapman E.R. 2008. Synaptotagmin arrests the SNARE complex before triggering fast, efficient membrane fusion in response to Ca2+. Nat. Struct. Mol. Biol. 15, 827–835.

  20. Lai A.L., Millet J.K., Daniel S., Freed J.H., Whittaker G.R. 2017. The SARS-CoV fusion peptide forms an extended bipartite fusion platform that perturbs membrane order in a calcium-dependent manner. J. Mol. Biol. 429, 3875–3892.

  21. Yang Q., Guo Y., Li L., Hui S.W. 1997. Effects of lipid headgroup and packing stress on poly(ethylene glycol)-induced phospholipid vesicle aggregation and fusion. Biophys. J. 73, 277–282.

  22. Lentz B.R. 2007. PEG as a tool to gain insight into membrane fusion. Europ. Biophys. J. 36, 315–326.

  23. Shekunov E.V., Efimova S.S., Yudintceva N.M., Muryleva A.A., Zarubaev V.V., Slita A.V., Ostroumova O.S. 2021. Plant alkaloids inhibit membrane fusion mediated by calcium and fragments of MERS-CoV and SARS-CoV/SARS-CoV-2 fusion peptides. Biomedicines. 9, 1434.

  24. Ефимова С.С., Захарова А.А., Чернышова Д.Н., Остроумова О.С. 2022. Особенности действия экстрактов семян грейпфрута, листьев облепихи и чаги на свойства модельных липидных мембран. Цитология. В печати.

  25. Efimova S.S., Ostroumova O.S. 2021. Is the membrane lipid matrix a key target for action of pharmacologically active plant saponins? Int. J. Mol. Sci. 22, 3167.

  26. Chlanda P., Mekhedov E., Waters H., Schwartz C.L., Fischer E.R., Ryham R.J., Cohen F.S., Blank P.S., Zimmerberg J. 2016. The hemifusion structure induced by influenza virus haemagglutinin is determined by physical properties of the target membranes. Nat. Microbiol. 1, 16050.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал