Study on the secondary metabolites of xerophytic species of Spiraea L. (Rosaceae) genus from Ukraine flora

Н. М. Белемець
В. П. Грахов
М. М. Федорончук
З. Г. Бонюк
О. П. Паламарчук

Keywords: Spiraea; xerophytic species; Ukraine flora; S. crenata; S. hypericifolia; S. litwinowii; secondary metabolites; phenolic compounds; HPLC

Abstract

The objective of this work was to evaluate the biologically active components in the leaves of xerophytic species of Spiraea L. genus from Ukrainian flora, S.crenata L., S.hypericifolia L., S.litwinowii Dobrocz., among them the latter is endemic. Botanical characteristics of the studied meadowsweet species and the profiles of unhydrolyzed extractable substances obtained by HPLC with diode-array detection are presented. It has been shown that physiologically formed leaves of these plants, besides the typical substances – water-soluble organic and amino acids on the one hand, and chlorophylls, carotenoids and phospholipids on the other – contain the huge middle-polar pool of secondary metabolites of phenolic origin. Among them a number of groups were characterized, viz. cinnamic and hydroxycinnamic acids derivatives, catechins and proanthocyanidins, flavonol glycosides. The revealed differences in the composition of phenolic metabolites and their chemotaxonomic importance are discussed. The investigated species should be considered as plants, producing the considerable amount of biologically active phenolic compounds with urgent study of application.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Вавилова Н.К. Оксикоричные кислоты // Химия природных соединений. – 1988. – №2. – С. 293–294. /Vavilova N.K. Oksikorichnyye kisloty // Khimiya prirodnykh soyedineniy. – 1988. – №2. – S. 293–294./

Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. Биологические активные вещества лекарственных растений. – Новосибирск: Наука, 1990. – 336с. /Georgiyevskiy V.P., Komissarenko N.F., Dmitruk S.Ye. Biologicheskiye aktivnyye veshchestva lekarstvennykh rasteniy. – Novosibirsk: Nauka, 1990. – 336s./

Гревцова Г.Т., Бонюк З.Г., Березкіна В.І. та ін. Експедиція Ботанічного саду ім. акад. О.В.Фоміна КНУ імені Тараса Шевченка на р. Південний Буг // Вісн. Київ. ун-ту. «Інтродукція та збереження рослинного різноманіття». – 2005. – Вип.8. – С. 13–18. /Grevtsova G.T. , Bonyuk Z.G. , Berezkіna V.І. ta іn. Ekspedytsіya Botanіchnogo sadu іm. akad. O.V.Fomіna KNU іmenі Tarasa Shevchenka na r. Pіvdennyy Bug // Vіsn. Kyiv. un-tu. "Іntroduktsіya ta zberezhennya roslynnogo rіznomanіttya". – 2005. – Vyp.8. – S. 13–18./

Доброчаєва Д.М. Spiraea L. // Флора УРСР: в 12т. – К.: АН УРСР, 1954. – Т.6. – С. 9–23. /Dobrochayeva D.M. Spiraea L. // Flora URSR: v 12t. – K.: AN URSR, 1954. – T.6. – S. 9–23./

Карпова Е.А., Лаптева Н.П. Фенольные соединения в систематике рода Spiraea L. // Turczaninowia. –2014. – Т.17 (1). – С. 42–56. /Karpova Ye.A., Lapteva N.P. Fenol'nyye soyedineniya v sistematike roda Spiraea L. // Turczaninowia. – 2014. – Т.17 (1). – S. 42–56./

Карпова Е.А., Полякова Т.А. Содержание фенольных соединений и потенциал биологической активности сибирских и дальневосточных видов рода Spiraea L. (Rosaceae Juss.) // Растительный мир Азиатской России. – 2009. – № 2(4). – С. 79–88. /Karpova Ye.A., Polyakova T.A. Soderzhaniye fenol'nykh soyedineniy i potentsial biologicheskoy aktivnosti sibirskikh i dal'nevostochnykh vidov roda Spiraea L. (Rosaceae Juss.) // Rastitel'nyy mir Aziatskoy Rossii. – 2009. – № 2(4). – S. 79–88./

Карпова Е.А., Полякова Т.А. Фенольные соединения Spiraea L. из природных и интродукционных популяций азиатской России // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты: Материалы докладов VIII Международного симпозиума. – М.: ИФР РАН; РУДН, 2012. – С. 304–309. /Karpova Ye.A., Polyakova T.A. Fenol'nyye soyedineniya Spiraea L. iz prirodnykh i introduktsionnykh populyatsiy aziatskoy Rossii // Fenol'nyye soyedineniya: fundamental'nyye i prikladnyye aspekty: Materialy dokladov VIII Mezhdunarodnogo simpoziuma. – M.: IFR RAN; RUDN, 2012. – S. 304–309./

Карпова Е.А., Серебрякова Г.А., Высочина В.И. Фенольные соединения некоторых видов Spiraea L. // Вестник НГУ. Серия биология, клиническая медицина. – 2011. – Т.9 (1). – С. 51–57. /Karpova Ye.A., Serebryakova G.A., Vysochina V.I. Fenol'nyye soyedineniya nekotorykh vidov Spiraea L. // Vestnik NGU. Seriya biologiya, klinicheskaya meditsina. – 2011. – Т.9 (1). – S. 51–57./

Корулькин Д.Ю., Абилов Ж.А., Музычкина Р.А., Толстиков Г.А. Природные флавоноиды. – Новосибирск: Академ. изд-во «Тео», 2007. – 232с. /Korul'kin D.Yu., Abilov Zh.A., Muzychkina R.A., Tolstikov G.A. Prirodnyye flavonoidy. – Novosibirsk: Akadem. izd-vo «Teo», 2007. – 232s./

Костикова В.А., Высочина Г.И. Хемотаксономический анализ состава фенольных соединений дальневосточных представителей рода Spiraea L. // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты: Материалы докладов VIII Международного симпозиума. – М.: ИФР РАН; РУДН, 2012. – С. 341–347. /Kostikova V.A., Vysochina G.I. Khemotaksonomicheskiy analiz sostava fenol'nykh soyedineniy dal'nevostochnykh predstaviteley roda Spiraea L. // Fenol'nyye soyedineniya: fundamental'nyye i prikladnyye aspekty: Materialy dokladov VIII Mezhdunarodnogo simpoziuma. – M.: IFR RAN; RUDN, 2012. – S. 341–347./

Офіційні переліки регіонально рідкісних рослин адміністративних територій України (довідкове видання) / Укл.: Т.Л.Андрієнко, М.М.Перегрим. – Київ: Альтерпрес, 2012. – 148с. /Ofіtsіynі perelіky regіonal'no rіdkіsnykh roslyn admіnіstratyvnykh terytorіy Ukrainy (dovіdkove vydannya) / Ukl.: T.L.Andrіyenko, M.M.Peregrym. – Kyiv: Al'terpres, 2012. – 148s./

Связева О.А. Сем. Rosaceae Juss. // Ареалы деревьев и кустарников СССР. В 3-х томах. Т.2. – Л.: Изд. Наука, Ленинградское отд., 1980. – С. 37–44. /Svyazeva O.A. Sem. Rosaceae Juss. / Arealy derev'yev i kustarnikov SSSR. V 3 tomakh. T.2. – L.: Izd. Nauka, Leningradskoye otd., 1980. – S. 37–44./

Семёнов А.А. Очерк химии природных соединений. – Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 2000. – 664с. /Semyonov A.A. Ocherk khimii prirodnykh soyedineniy. – Novosibirsk: Nauka. Sibirskaya izdatel'skaya firma RAN, 2000. – 664s./

Соколов П.Д. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование; Семейства Hydraginaceae – Haloragaceae. – Вып.3. – Л.: Наука, 1987. – С. 99–101. /Sokolov P.D. Rastitel'nyye resursy SSSR: Tsvetkovyye rasteniya, ikh khimicheskiy sostav, ispol'zovaniye; Semejstva Hydraginaceae – Haloragaceae. – Vyp.3. – L.: Nauka, 1987. – S. 99–101./

Amarowicz R., Pegg R.B. Content of proanthocyanidins in selected plant extracts as determined via n-butanol / HCl hydrolysis and a colorimetric assay or by HPLC – a short report // Pol. J. Food Nutr. Sci. – 2006. – Vol.15/56 (3). – 319–322.

Byung Tae Ahn, Kap Jin Oh, Si Kyung Park et al. Phenolic compounds from leaves of Spiraea salicifolia. Kor.J. Pharmacogn. – 1996. – Vol.27 (3). – 178–183.

Comprehensive Natural Products II: Chemistry and Biology, 1 st Edition. Eds: L.N.Mander & H.-W.Liu. – Oxford: Elsevier Science, 2010. – Vol.4. Chemical Ecology. – P. 543–544.

Dictionary of Natural Products, ver.15. Chapman & Hall/CRC, 2007. Hampden Data Services Ltd.

Dictionary of Natural Products, ver. 22.2. Taylor & Francis Group, 2014. URL: http://dnp.chemnetbase.com

Hao X.-J., Shen Y.-M., Li L., He H.-P. The chemistry and biochemistry of Spiraea japonica complex // Current Medicinal Chemistry. – 2003. – Vol.10. – Р. 2253–2263.

Hiradate S., Morita S., Sugie H. et al. Phytotoxic cis-cinnamoyl glucosides from Spiraea thunbergii // Phytochemistry. – 2004. – Vol.65 (6). – Р. 731–739.

Khan S.W., Khatoon S. Ethnobotanical studies on useful trees and shrubs of Haramosh and Bugrote valleys, in Gilgit northern area of Pakistan // Pak. J. Bot. – 2007. – Vol.39. – Р. 699–710.

Kim T.W., Lee Y.M. Taxonomic studies on the genus Spiraea in Korea based on flavonoid characteristics // Seoul Natn. Univ., Coll. Agric. Life Sci., Bull. Kwanak Arbor. (Bull. Seoul Nat. Univ. Arboretum). – 1993. – Vol.13. – Р. 17–36.

Li L., Shen Y.-M., Yang X.-S et al. Antiplatelet aggregation activity of diterpene alkaloids from Spiraea japonica // Eur. J. Pharmacol. – 2002. – Vol.449. – Р. 23–28.

Morita S., Hiradate S., Fujii Y., Harada J. cis-Cinnamoyl glucoside as a major plant growth inhibitor contained in Spiraea prunifolia // Plant Growth Regulation. – 2005. – Vol. 46. – Р. 125–131.