CC BY
27
Химия растительного сырья. 2019. №1. С. 119-126. DOI: 10.14258/jcprm.2019013319
УДК 542.06:542.61:542:46.808:542.97:542.93
МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ КОМПЛЕКСОВ ГЛИЦИРРЕТИНОВОЙ КИСЛОТЫ СО СТРЕПТОМИЦИНОМ
© Е.В. Ветрова, Н.И. Борисенко", А.В. Лекарь, Е.В. Максименко, С.Н. Борисенко, С.С. Хизриева
НИИ физической и органической химии Южного федерального университета, пр. Стачки, 194/2, Ростов-на-Дону, 344090 (Россия), e-mail: [email protected]
Впервые изучены комплексы глпцирретиновой кислоты (ГЛК) с антибиотиком стрептомицином (СТ). Комплексы получены при различных мольных соотношениях «хозяин -Г ЛЕС: гость -СТ»: 1:1,2:1,3:1и4: 1, изучены как с использованием спектрофотометрии, так и методом масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением. С увеличением концентрации ГЛК с использованием спектрофотометрии зарегистрирован батохромный сдвиг максимума поглощения СТР (203 —»210 нм) и формирование дополнительного пика (260-273 нм) в спектре поглощения СТ, что указывает на образование супрамолекулярных комплексов различной стехиометрии глицирретиновой кислоты с антибиотиком стрептомицином. С использованием масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением зарегистрированы сигналы гетерокомплексов пГЛК-СТ, содержащих ГЛК и СТР в соотношении 1:1,2:1,3:1и4:1 соответственно. Показано, что с ростом концентрации ГЛК происходит укрупнение супрамолекулярных структур за счет увеличения количества молекул ГЛК в его составе.
Представленные данные могут быть использованы при разработке новой лекарственной формы стрептомицина на основе супрамолекулярных комплексов с ГЛК.
Ключевые слова: глицирретиновая кислота, стрептомицин, супрамолекулярные комплексы, спектрофотометрия, масс-спектрометрия с ионизацией элекгрораспылением.
Введение
Пентациклическая тритерпеноидная (3-амириновая 18р-глицирретиновая кислота (18(3-GA), также известная как эноксолон, встречается в природе вместе с 18а-эиимером (18а-ГА) в виде агликона глицирризиновой кислоты (рис. 1), содержащейся в лакричнике Glycyrrhiza glabra L. По аналогии с тритерпеновым сапонином глицирризиновой кислотой (ГК) ГЛК оказалась в центре научного интереса из-за высокой фармакологической активности [1]. Обладая противовоспалительной, противовирусной активностью, способностью активировать иммунную систему, ГЛК все чаще находит применение в качестве дополнительных или альтернативных медицинских ингредиентов для укрепления здоровья и лечения различных заболеваний [2-8]. Уникальные комплексообразующие свойства глицирризиновой кислоты успешно используются в разработке новых лекарственных форм на основе молекулярных комплексов с фармаконами, которые позволяют увеличить эффективность и безопасность традиционных лекарственных
Ветрова Елена Владимировна - кандидат биологических препаратов, отпускаемых по рецепту [9, 10].
наук, доцент, старший научный сотрудник, Потенциал использования ГЛК для транспортировки
e-mail: [email protected] лекарственных препаратов и образования новых
Борисенко Николай Иванович - доктор химических наук,
главный научный сотрудник, e-mail: [email protected]
лекарственных форм менее изучен, но ГЛК также
Лекарь Анна Владимировна - младший научный находит применение в получении новых
сотрудник, e-mail: [email protected] ^ ^ эффективных фармакологических субстанций
Максименко Елена Владимировна - младший научный сотрудник, e-mail: [email protected]
с противовирусной, антибактериальной или
Борисенко Сергей Николаевич - кандидат химических антираковой активностью [11-14].
наук, старший научный сотрудник, Известно, что ГЛК образуется в результате
e-mail: [email protected]
Хизриева Салима Салимовна - аспирант,
гидролиза ГК [15] и имеет дополнительный
e-mail: [email protected] активный центр в виде гидроксильнои группы,
* Автор, с которым следует вести переписку.
высвобождаемый в результате отделения гликозидов. Ранее [16] показано, что по аналогии с тритерпеновыми сапонинами со свободными карбоксильными группами стереоизомеры ГЛК способны образовывать многомерные автоассоциаты (от 1 до 8 молекул для 18а-ГЛК и от 1 до 9 молекул для 18(3-ГЛК) и могут быть использованы как потенциальные полидентантные лиганды, образующие с известными лекарственными препаратами супрамолекулярные комплексы различной стехиометрии [17].
Целью данной работы был синтез комплексов ГЛК с антибиотиком СТР и изучение состава полученных супрамолекулярных структур. Комплексы ГЛК с антибиотиком СТР представляют интерес для создания новой молекулярной формы антибактериального препарата.
RO
СООН
1,1'
а) ГЛК (1)
1 : R = Н
1' : R =
НО
НО
СООН
он б) ГК(Г)
Рис. 1. Структурные формулы: а) глицирретиновая кислота ГЛК (1) С30Н46О4 (M,v=-170.3-1): б) глицирризиновая кислота ГК (1'), С42Н62О16 (Mw=822.93); в) стрептомицин СТР (2), C21H39N7O12 (Mw = 581.69)
в) СТР (2)
Актуальность представленных исследований обусловлена тем, что антибиотик СТР (рис. 1) эффективен при лечении самых различных инфекционных заболеваний. Однако использование СТР сопровождается сильными побочными эффектами, также для антибиотика характерно чрезвычайно быстрое привыкание к нему бактерий и выработкой стрептомициноустойчивых форм, что приводит к необходимости повышения доз препарата и усилению негативных эффектов [18, 19]. Решением данной проблемы может быть создание новой формы антибактериального препарата [20-22] в виде комплексов с ГЛК, что позволит снизить побочные эффекты и увеличить фармацевтическую активность недорого и эффективного препарата. С другой стороны, известно, что ГЛК усиливает действие ряда антибактериальных препаратов и приводит к уменьшению резистентности некоторых бактериальных штаммов к широко используемым антибиотикам [23, 24].
Экспериментальная часть
Для исследований использовали lSß-ГЛК производства «Aldrich», стрептомицин (аптечный препарат, производитель ОАО «Биохимик») и растворители фирмы Merck, квалификации HPLC/MS.
Комплексы получены путем традиционного смешивания растворов с различным мольным соотношением ГЛК и СТР в 10% водно-спиртовом растворе. Для получения комплексов использовали водный раствор СТР и спиртовый раствор ГЛК (этанол или метанол). При изучении комплексов содержание СТР во всех образцах составило 0.1 мМ.
Эффективность комплексообразования ГЛК с СТР регистрировали с помощью УФ/Вид-спектроскопии на спектрофотометре СПЕКС ССП 705 (190-1100 нм) (производитель ЗАО «Спектроскопические системы», РФ). О формировании комплекса судили по изменению оптической плотности СТР =0.1мМ. Для исключения вклада поглощения самой ГЛК, ее спектр поглощения вычитался из суммарного спектра. Измерения выполнены в кварцевой кювете.
Состав супрамолекулярных комплексов ГЛК n СТР исследовали при прямом вводе на масс-спектрометре Bruker Daltonics micrOTOF-Q с ионизацией электрораспылением (ИЭР). Для анализа результатов использовали программное обеспечение micrOTOFcontrol™2.2. Калибровка масс-спектрометра выполнена с использованием калибровочного раствора для электрораспыления (Electrospray Calibrant Solution) фирмы Fluka. Детектирование отрицательных и положительных ионов выполнено в интервале m/z от 50 до 3000. Напряжение на капилляре распылителя ±4200 В, параметры газа-осушителя (азот квалификации «осч», 5 л/мин, 200 °С) и энергия ионов на квадруполе (5.0 эВ) оптимизированы для детектирования пиков ассоциатных ионов.
Результаты и обсуждение
В данной работе впервые синтезированы и изучены методами масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением и УФ/Вид-спектроскопии комплексы ГЛК с антибиотиком СТР, при различных мольных соотношениях «ГЛК : СТР».
В УФ-спектрах поглощения СТР (рис. 2) при добавлении различных концентраций ГЛК регистрировали батохромный сдвиг максимума поглощения антибиотика (Xmaxi) от 203 нм (при ГЛК=0 мМ) до 210 нм (ГЛК=0.9 мМ), что свидетельствует об изменении микроокружения СТР и формирование комплекса ГЛК-СТР. Кроме того, с ростом концентрации ГЛК в спектре поглощения СТР наблюдали формирование дополнительного пика в области 260-270 нм. При добавлении 0.05 мМ ГЛК появилось плечо, а при увеличении концентрации до 0.4 мМ и выше регистрировали смещение пика поглощения до 270 нм. Дальнейшее увеличение концентрации ГЛК приводило к смещению Хтах2 в длиноволновую область, и при концентрации 0.9 мМ максимум поглощения достиг 273 нм. Зарегистрированные изменения в спектре поглощения СТР в области 260-270 нм могут быть обусловлены связыванием СТР с участием многомерных структур ГЛК (табл. 1). Сдвиг максимума поглощения СТР в длиноволновую область и формирование дополнительного пика в спектре поглощениря СТР указывает на различную стехиометрию супрамолекулярных структур, эффективность образования которых увеличивается с ростом концентрации ГЛК в соотношении «хозяин : гость».
Рис. 2. УФ-спектры поглощения СТР (Сстр=0. 1 мМ) при разных концентрациях ГЛК. Спектры СТР являются разностными спектрами поглощения смеси СТР и ГЛК и спектра ГЛК в заданной концентрации
Таблица 1. Характеристики спектра поглощения СТР (Сстр=0. 1 мМ) при разных концентрациях ГЛК
Сглк, мМ Xmaxl, НМ D Хшах2, НМ D
0 203 1.46 - -
0.025 202 1.54 - -
0.05 204 1.27 256(плечо) 0.59
0.2 206 1.48 260 0.64
0.4 206 1.42 268 0.66
0.6 210 1.04 272 0.59
0.9 211 0.71 273 0.45
Для расчета константы стабильности комплексов применили формулу Бенеси-Хилдебранда (1) (Benesi-Hildebrand plot) [10]. Константу стабильности комплекса пГЛК-СТР оценивали по изменению величин оптической плотности СТР (Xmaxi = 203 нм) при его фиксированной концентрации в растворах, в которых варьировали концентрации ГЛК. Формула (1) применима при условии, что концентрация СТР меньше концентрации ГЛК и позволяет в рамках одного эксперимента не только оценить константу стабильности комплекса (К), но и определить стехиометрическое соотношение «хозяин: гость» (п) в составе комплекса
D/AD -1 = 1/[ГЛК]п • 1/К, (1)
где AD = Де»[Сстр] - изменение оптической плотности раствора, а К — константа стабильности комплекса, определяемая для реакции:
СТР+пГЛКс^СТР-ГЛК
[СТР-иГЛК ] " [СГ1>]*[пГАК]
При построении графика D/AD от 1/[ГЛК]п на участке роста 0.2-0.9 мМ ГЛК получили удовлетворительную линейную зависимость для п = 2. Из наклона прямой D/AD (рис. 3) в зависимости от 1/[ГЛК]2 по формуле (1) рассчитана константа стабильности комплекса - 1/К = 7-10"7 М2, К = 1.4-108 М-2.
Ранее было показано, что ГЛК активно образует самоассоциаты в растворе [16]. Можно предположить, что наблюдаемый сдвиг полос поглощения СТР в длинноволновую область, а также появление нового пика поглощения в области 260-270 нм с ростом концентрации ГЛК, указывают на то, что происходит укрупнение автоассоциатов ГЛК и их нековалентное связывание с СТР, с образованием гетерокомплексов, включающих автоассоциаты ГЛК и СТР.
Для доказательства этого предположения состав комплексов ГЛК и СТР для образцов с различным мольным соотношением изучен с использованием масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением (MC ИЭР) (табл. 2). Анализ масс-спектрометрических пиков стандартов ГЛК и СТР показал, что ионизация комплексов пГЛК-СТР наиболее эффективна с образованием положительных ионов.
Как следует из таблицы 2, масс-спектр стандарта ГЛК в режиме положительных ионов демонстрирует набор легко идентифицируемых пиков. Наиболее более эффективно образуются протонированные ионы мономера [Мглк + Н]+ с m/z 471, который регистрируется как основной пик в масс-спектре стандарта ГЛК. Масс-спектр стандарта ГЛК демонстрирует пик, принадлежащий протонированным ионам димера [2МГЛК + Н]+ с m/z 942. Относительная интенсивность пика димера [2МГЛК + Н]+ в 3 раза меньше пика мономера [Мгж + Н]+. Масс - спектр также содержит пики гетерокластеров [Мглк + Na] + с m/z 493.47 и гетерокластера [Мглк + К] + с m/z 509.44. При этом, как уже отмечалось ранее [16], регистрируются также сигналы самоассоциатов пГЛК с п= 2-4.
Напротив, масс-спектр стандарта СТР (табл. 2) является более сложным, поскольку СТР имеет две гуанидиновые группы, которые благоприятствуют генерации многозарядных ионов [25]. Соответственно, в масс-спектре стандарта СТР, снятого в метаноле, как основной пик регистрируется пик двухзарядного иона аддукта СТР и метанола [Мстр+СНзОН+2Н]2+ (m/z 307.75). Вторым по величине интенсивности (44%) в спектре стандарта СТР является пик двухзарядного иона [Мстр + 2Н]2+ (m/z 292). Третьим по величине интенсивности (34%) регистрируется пик однозарядного иона [Мстр+СНзОН+Н]+ (m/z 614). Кроме того, в масс-спектре СТР регистрируется пик однозарядного иона [Мстр + Н]+ (m/z 582), а также пики одно-и двухзарядных ионов гидратированной альдегидной группы (Мстр + НгО + Н)+ и [Мстр + НгО + 2Н]2+ (m/z: 600 и 301, соответственно). В масс-спектрах комплексов ГЛК-СТР для образцов с различным мольным соотношением наиболее интенсивным является пик двухзарядного иона аддукта СТР и метанола [Мстр+СНзОН+2Н]2+ (m/z: 307.75). При этом во всех масс-спектрах регистрируются пики двухзарядных ионов с m/z 526.98, соответствующие комплексу [Мглк + Мстр + 2Н]2+, содержащих 1 ГЛК и 1 СТР. Относительная интенсивность этого пика составила порядка 10% от интенсивности мажорного пика аддукта СТР и метанола. При этом увеличение мольной доли ГЛК в комплексе от 1 до 2 молей приводит к росту интенсивности с 8.8 до 12.7%. Кроме того, пики двузарядных ионов гетерокомплексов ГЛК с аддуктами метанола (m/z: 543.00 и 778.23, соответственно), регистрируются и относятся к [Мглк + Мстр + СНзОН + 2Н] 2+ и [2МГЛК + Мстр + СНзОН + 2Н]2+. Относительная интенсивность пиков составила 43.78% и 23.41% соответственно.
Рис. 3. Зависимость изменения оптической плотности при длине волны 203 нм в спектре поглощения СТР в зависимости от концентрации ГЛК. Построение графика Б/ДБ от 1/[ГЛК]п на участке роста (0.2-0.9 мМГЛК) для различных значений параметра п дало достоверную линейную зависимость для п = 2
Таблица 2. Характерные ионы в масс-спектрах положительных ионов для комплексов ГЛК и СТР с мольным соотношением «хозяин : гость»
т!г Состав иона 1станд, % 1,% 1,% 1,% 1,%
наблюдаемая 4 : 1 3 : 1 2 : 1 1 : 1
Глицирретиновая кислота (ГЛК (М«р 470.34) (70% МеОН)
471.48 [Мгж+Н]+ 100 12.38 11.02 9.52 4.47
493.47 [Мгж+№]+ 75.45 14.99 6.63 6.95 1.14
509.44 [Мгж+К+]+ 39.44 3.35 2.85 3.68 0.73
941.92 [2МГЖ+Н]+ 34.59 - - - -
1450.38 [ЗМГЖ+К]+ 7.0 - - - -
1434.00 [ЗМгж+№]+ 66.6 4.28 1.83 - -
1904.87 [4Мгж+№]+ 29.32 - - - -
Стрептомицин (СТР) (МУ=581.69) (70% МеОН)
291.73 [МСТР+2Н]2+ 44.30 15.08 16.88 15 19.43
300.73 [МСТР+Н20+2Н]2+ 3.11 1.9 2.47 2.33 2.03
307.75 [Мстр+СНзОН+2Н]2+ 100 100 100 100 100
582.45 [Мстр+Н]+ 8.43 2.99 1.78 2.92 2.59
600.47 [Мстр+Н20+Н]+ 3.65 1.52 1.43 1.23 1.06
614.48 [Мстр+СНзОН+Н]+ 33.53 23.88 29.17 28.2 36.49
Супрамолекулярные комплексы (пГЛЕССТР) (70% МеОН)
526.98 [Мгж+ МСТР+2Н]2+ 13.09 11.32 12.66 8.83
543.00 [Мгж+ Мстр+СНзОН+2Н]2+ 43.78 39.66 46.06 28.03
677.96 [ЗМГЖ+ МСТР+К+2Н]3+ 3.23 1.11 1.4 0.28
778.23 [2МГЖ+ Мстр+СНзОН +2Н]2+ 23.41 19.28 19.21 7.23
797.20 [2МГЖ+ Мстр+СНзОН+К+Н]2+ - 0.85 1.49 2.63
845.49 [4МГЖ+ Мстр+СНзОН+К+2Н]3+ 1.68 1.47 1.76 0.24
1013.97 [ЗМГЖ+ Мстр+ СНзОН +2Н]2+ 7.54 5.72 5.39 1.42
1032.49 [ЗМГЛК+ Мстр+ СНзОН +К+Н]2+ 2.22 2.19 2.91 2.14
1084.99 [Мгж+ Мстр+СНзОН+Н]+ 2.06 3.0 2.59 3.8
Наряду с пиками для гетерокомплексов, включающих 1 ГЛК ([Мглк + Мстр + СНзОН + 2Н]2+) и 2 ГЛК ([2МГЛК + МСТр + СНзОН + 2Н] 2+на 1 СТР, регистрируются пики для гетерокомплексов включающих 3 ГЛК ([ЗМГЛК + Мстр + СНзОН + 2Н] 2+) и 4 ГЛК ([4МГЛК + Мстр + СНзОН + 2Н] 2+) на 1 СТР.
Таким образом, в спектрах ИЭР МС обнаружены пики ионов нековалентных комплексов СТР + пГЛК, состоящих из 1 молекулы СТР и 1-4 молекул ГЛК, соответственно.
Результаты исследований демонстрируют высокий потенциал ГЛК в создании новых форм антибактериального препарата стрептомицина в виде молекулярных комплексов.
С другой стороны, использованная в работе техника ИЭР МС позволяет быстро и однозначно фиксировать образование комплексов ГЛК и СТР, что может иметь перспективу в задачах анализа новых лекарственных форм.
Заключение
Таким образом, в представленной работе впервые синтезированы и изучены комплексы ГЛК с широкоиспользуемым антимикробным препаратом стрептомицином, полученные при различных концентрациях «хозяина» и «гостя».
С использованием масс-спектрометрии зарегистрировано эффективное взаимодействие ГЛК и СТР с образованием набора гетерогенных супрамолекулярных структур с различным соотношением «хозяин : гость». В спектрах ИЭР МС обнаружены пики ионов не ко валентных комплексов СТР + пГЛК, состоящих из 1 молекулы СТР и 1-4 молекул ГЛК соответственно.
Зарегистрированные изменения в спектре поглощения СТР в присутствие ГЛК с помощью УФ-спектроскопии доказывают формирование гетерогенных комплексов ГЛК-СТР в жидкой фазе. Из данных УФ/Вид-спектроскопии следует, что молекулы СТР и ГЛК формируют молекулярные комплексы состава СТР+2ГЛК с константой стабильности К = 1.4-108 М-2.
Список литературы
1. WangX., Zhang Н., ChenL., Shan L., Fan G., GaoX. Liquorice, a unique 'guide drug' of traditional Chinese medicine: a review of its role in drug interactions // Journal of Ethnopharmacology. 2013. Vol. 150. N3. Pp. 781-790.
2. Kim J., Joo I., Kim H, Han Y. 18P-Glycyrrhetinic acid induces immunological adjuvant activity of Thl against Candida albicans surface mannan extract // Phytomedicine. 2013. Vol. 20. N11. Pp. 951-955.
3. Arjumand W., Sultana S. Glycyrrhizic acid: a phytochemical with a protective role against cisplatin-induced genotoxicity and nephrotoxicity // Life Sciences. 2011. Vol. 89. N13-14. Pp. 422^129.
4. Akamatsu H., Komura J., Asada Y., Niwa Y. Mechanism of anti-inflammatory action of glycyrrhizin: effect on neutrophil functions including reactive oxygen species generation // Planta Medica. 1991. Vol. 57. N2. Pp. 119-121.
5. Nishino H., Kitagawa K., Iwashima A. Antitumor-promoting activity of glycyrrhetic acid in mouse skin tumor formation induced by 7,12-dimethylbenz[a]anthracene plus teleocidin // Carcinogenesis. 1984. Vol. 5. N11. Pp. 1529-1530.
6. Baltina L.A., Budaev A.S., Mikhailova L.R., Baltina L.A. (jr.), Spirikhin L.V., Makara N.S., Zarudii F.S. New stereoisomeric Glycyrrhetic acid derivatives and their hypoglycemic activity// Chemistry of Natural Compounds. 2014. Vol. 50. N6. Pp. 1042-1046.
7. Salakhutdinov B.A., Dalimov D.N., Aripov T.F., Tukfatullina I.I., Ziyatdinova R.Kh., Dzhuraev A.Zh., Kamaev F.G., Izotova L.Yu., Ibragimov B.T., Mavridis I., Giastas P. Synthesis, Structure, and Membrane Activity of New Glycyrrhetic Acid Derivatives // Chemistry of Natural Compounds. 2002. Vol. 38. N3. Pp. 249-256.
8. Park H, Park S., Yoon H., Han M.J., Kim D. Anti-allergic activity of 18P-glycyrrhetinic acid-3-O-P-D-glucuronide // Archives of Pharmacal Research. 2004. Vol. 27. N1. Pp. 57-60.
9. Bernela M., Ahuja M., Thakur R. Enhancement of anti-inflammatory activity of glycyrrhizic acid by encapsulation in chitosan-katira gum nanoparticles // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2016. Vol. 105. Pp. 141-147.
10. Vavilin V.A., Salakhutdinov N.F., Ragino Yu.I., Polyakov N.E., Taraban M.B., Leshina T.V., Stakhneva E.M., Lyakhovich V.V., Nikitin Yu.P., Tolstikov G.A. The Cholesterol Lowering Properties of the Complex Compound Simvastatin with Glycyrrhizic Acid (Simvaglyzin) in Experimental Models // Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2008. Vol. 2. N4. Pp. 373-380.
11. Guo W., Yan M., Xu В., Chu F., Wang W., Zhang Ch., Jia X., Han Y., Xiang H, Zhang Y., Wang P., Lei H. Design, synthesis, and biological evaluation of the novel glycyrrhetinic acid-cinnamoyl hybrids as anti-tumor agents // Chemistry Central Journal. 2016. Vol. 10. N78. DOI: 10.1186/sl3065-016-0222-8
12. Vetrova E.V., Borisenko N.I., Filonova O.V. Mass Spectrometry of Self-Assembled Supramolecular Structures of Glycyrrhetic Acid with Benzimidazole // Chemistry of Natural Compounds. 2016. Vol. 52. N2. Pp. 262-265.
13. Zhao X., Fan Y., Wang D., Hu Y., Guo L., Ruan S. Immunological adjuvant efficacy of glycyrrhetinic acid liposome against Newcastle disease vaccine // Vaccine. 2011. Vol. 29. N52. Pp. 9611-9617.
14. Li X., Hu J., Wang В., Sheng L., Liu Z., Yang Sh., Li Y. Inhibitory effects of herbal constituents on P-glycoprotein in vitro and in vivo: Herb-drug interactions mediated via P-gp // Toxicology and Applied Pharmacology. 2014. Vol. 275. N2. Pp. 163-175.
15. Lekar A.V., Borisenko S.N., Vetrova E.V., Filonova O.V., Maksimenko E.V., Borisenko N.I., Minkin V.I. Study of an Acid-Free Technique for the Preparation of Glycyrrhetinic Acid from Ammonium Glycyrrhizinate in Subcritical Water//Natural Product Communications. 2015. Vol. 10. N11. Pp. 1801-1803.
16. Borisenko S.N., Lekar' A.V., Vetrova E.V., Filonova O.V., Borisenko N.I. A Mass Spectrometry Study of the Self-Association of Glycyrrthetinic Acid Molecules // Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2016. Vol. 42. N7. Pp. 32-36.
17. Vetrova E.V., Lekar' A.V., Filonova O.V., Borisenko S.N., Maksimenko E.V., Borisenko N.I. Mass spectrometry of self-organizing supramolecular structures of glycyrrhetic acid and levomycetin // Chemistry of Natural Compounds. 2015. Vol. 51. N3. Pp. 500-504.
18. Wrzesniok D., Beberok A., Otreba M., Buszman E. Effect of streptomycin on melanogenesis and antioxidant status in melanocytes//Molecular and Cellular Biochemistry. 2013. Vol. 383. N1-2. Pp. 77-84.
19. NurkeevaZ.S., Khutoryanskiy V.V., MunG.A., SherbakovaM.V., Ivaschenko A.T., Aitkhozhina NA. Polycomplexes of poly(acrylic acid) with streptomycin sulfate and their antibacterial activity // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2004. Vol. 57. N2. Pp. 245-249.
20. Ветрова Е.В., Лекарь А.В., Максименко Е.В., Хизриева С.С., Бугаева А.Ф., Борисенко Н.И. Масс-спектрометрия супрамолекулярных комплексов глицирризиновой кислоты и стрептомицина // Химия растительного сырья. 2016. №3. С. 27-34.
21. Silva W.F., Cecilio S.G., Magalhaes C.L., Ferreira J.M., Totola A.H., deMagalhaes J.C. Combination of extracts from Aristolochia cymbifera with streptomycin as a potential antibacterial drug // SpringerPlus. 2013. Vol. 2. Article 430. DOI: 10.1186/2193-1801-2-430
22. Кондратенко P.M., Балтина Л.А., Мустафина C.P., Исмагилова А.Ф., Зарудий Ф.С., Давыдова В.А., БазекинГ.В., Сулейманова Г.Ф., Толстиков Г.А. Комплексные соединения глицирризиновой кислоты с противомикробными препаратами//Химико-фармацевтический журнал. 2003. Т. 37. №9. С. 32-35.
23. de Breij A., Karnaoukh Т.О., Schrumpf J., Hiemstra P.S., Nibbering P.H., van Dissel J.T., de Visser P.C. The licorice pentacyclic triterpenoid component 18P-glycyrrhetinic acid enhances the activity of antibiotics against strains of methicillin-resistant Staphylococcus aureus // European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 2016. Vol. 35. N4. Pp. 555-562.
24. Maatooq G.T., Marzouk A.M., Gray A.I., Rosazza J.P. Bioactive microbial metabolites from glycyrrhetinic acid // Phytochemistry. 2010. Vol. 71. N2-3. Pp. 262-270.
25. Alechaga E., Moyano E., Galcerana M.T. Simultaneous analysis of kasugamycin and streptomycin in vegetables by liquid chromatography-tandem mass spectrometry // Analytical Methods. 2015. Vol. 7. Pp. 3600-3607.
Поступила в редакцию 17 октября 2017 г.
После переработки 27 сентября 2018 г.
Принята к публикации 1 октября 2018 г.
Для цитирования: Ветрова Е.В., Борисенко Н.И., Лекарь A.B., Максименко Е.В., Борисенко С.Н., Хизриева С.С. Масс-спектрометрия комплексов глицирретиновой кислоты со стрептомицином // Химия растительного сырья. 2019. №1. С. 119-126. DOI: 10.14258/jcprm.20190143319.
Vetrova Ye.V., Borisenko N.I. , Lekar' A.V., Maksimenko Ye.V., Borisenko S.N., Khizriyeva S.S. MASS SPECTROMETRY OF GLYCYRRETHENIC ACID COMPLEXES WITH STRIPTOMYCINES
Research Institute of Physical and Organic Chemistry, Southern Federal University, pr. Stachki, 194/2, Rostov-on-Don,
344090 (Russia), e-mail: [email protected]
For the first time, complexes of glycyrrhetinic acid (GLA) with the antibiotic streptomycin (ST) have been studied. The complexes, obtained at different molar ratios of "host - GLA: guest - ST": 1:1,2:1,3:1 and 4:1, were studied using both spectrophotometry and electrospray ionization mass spectrometry. With increasing GLA concentration using spectrophotometry, the bathochromic shift of the maximum absorption of the MFR (203-210 nm) and the formation of an additional peak (260-273 nm) in the ST absorption spectrum are observed, indicating the formation of supramolecular complexes of different glycyrrhetinic acid stoichiometry with streptomycin antibiotic. Using electrospray ionization mass spectrometry, signals of nGLK-ST heterocomplexes containing GLA and CTP in the ratio of 1:1,2:1,3:1 and 4 : 1 were recorded, respectively. It has been shown that with increasing GLA concentration, the supramolecular structures are enlarged due to an increase in the number of GLA molecules in its composition.
The presented data can be used in the development of a new dosage form of streptomycin based on supramolecular complexes with GLA.
Keywords: glycyrrhetinic acid, streptomycin, supramolecular complexes, spectrophotometry, electrospray ionization mass spectrometry.
* Corresponding author.
References
1. Wang X., Zhang H, ChenL., ShanL., Fan G., Gao X. Journal ofEthnopharmacology, 2013, vol. 150, no. 3, pp. 781— 790.
2. Kim J., Joo I., Kim H, Han Y. Phytomedicine, 2013, vol. 20, no. 11, pp. 951-955.
3. Arjumand W., Sultana S. Life Sciences, 2011, vol. 89, no. 13-14, pp. 422^129.
4. AkamatsuH., KomuraJ., Asada Y.,NiwaY. Planta Medica, 1991,vol. 57, no. 2, pp. 119-121.
5. Nishino H., Kitagawa K., Iwashima A. Carcinogenesis, 1984, vol. 5, no. 11, pp. 1529-1530.
6. Baltina L.A., Budaev A.S., Mikhailova L.R., Baltina L.A. (jr.), Spirikhin L. V., Makara N.S., Zarudii F.S. Chemistry of Natural Compounds, 2014, vol. 50, no. 6, pp. 1042-1046.
7. Salakhutdinov B.A., Dalimov D.N., Aripov T.F., Tukfatullina I.I., Ziyatdinova R.Kh., Dzhuraev A.Zh., Kamaev F.G., Izotova L. Yu., Ibragimov B.T., Mavridis I., Giastas P. Chemistry of Natural Compounds, 2002, vol. 38, no. 3, pp. 249-256.
8. Park H., Park S., Yoon H., Han M.J., Kim D. Archives of Pharmacol Research, 2004, vol. 27, no. 1, pp. 57-60.
9. Bernela M., Ahuja M., Thakur R. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2016, vol. 105, pp. 141-147.
10. Vavilin V.A., Salakhutdinov N.F., Ragino Yu.I., Polyakov N.E., Taraban M.B., Leshina T.V., Stakhneva E.M., Lyakhovich V.V., Nikitin Yu.P., Tolstikov G.A. Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry, 2008, vol. 2, no. 4, pp. 373-380.
11. Guo W., Yan M., Xu B., Chu F., Wang W., Zhang Ch., Jia X., Han Y., Xiang H., Zhang Y, Wang P., Lei H. Chemistry Central Journal, 2016, vol. 10, no. 78, DOI: 10.1186/sl3065-016-0222-8
12. Vetrova E.V., Borisenko N.I., Filonova O.V. Chemistry of Natural Compounds, 2016, vol. 52, no. 2, pp. 262-265.
13. Zhao X., Fan Y., Wang D.,HuY, Guo L.,RuanS. Vaccine, 2011, vol. 29, no. 52, pp. 9611-9617.
14. Li X., Hu J., Wang B., Sheng L., LiuZ., Yang Sh., Li Y. Toxicology and Applied Pharmacology, 2014, vol. 275, no. 2, pp. 163-175.
15. Lekar A.V., Borisenko S.N., Vetrova E.V., Filonova O.V., Maksimenko E.V., Borisenko N.I., Minkin V.l. Natural Product Communications, 2015, vol. 10, no. 11, pp. 1801-1803.
16. Borisenko S.N., Lekar' A.V., Vetrova E.V., Filonova O. V., Borisenko N.I. Russian Journal ofBioorganic Chemistry, 2016, vol. 42, no. 7, pp. 32-36.
17. Vetrova E.V., Lekar' A.V., Filonova O.V., Borisenko S.N., Maksimenko E.V., Borisenko N.I. Chemistry of Natural Compounds, 2015, vol. 51, no. 3, pp. 500-504.
18. Wrzesniok D., Beberok A., Otreba M., Buszman E. Molecular and Cellular Biochemistry, 2013, vol. 383, no. 1-2, pp. 77-84.
19. Nurkeeva Z.S., Khutoryanskiy V.V., Mun G.A., Sherbakova M.V., Ivaschenko A.T., Aitkhozhina N.A. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2004, vol. 57, no. 2, pp. 245-249.
20. Vetrova Ye. V., Lekar' A. V., Maksimenko Ye. V., Khizriyeva S.S., Bugayeva A.F., Borisenko N.I. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2016, no. 3, pp. 27-34. (in Russ.).
21. Silva W.F., Cecilio S.G., Magalhäes C.L., Ferreira J.M., Tötola A.H., de Magalhaes J.C. SpringerPlus, 2013, vol. 2, article 430, DOI: 10.1186/2193-1801-2-430
22. Kondratenko R.M., Baltina L.A., Mustafma S.R., Ismagilova A.F., Zarudiy F.S., Davydova V.A., Bazekin G.V., Suleymanova G.F., Tolstikov G.A. Khimiko-farmatsevticheskiy zhurnal, 2003, vol. 37, no. 9, pp. 32-35. (in Russ.).
23. de Breij A., Karnaoukh T.G., Schrumpf J., Hiemstra P.S., Nibbering P.H., van Dissel J.T., de Visser P.C. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, 2016, vol. 35, no. 4, pp. 555-562.
24. Maatooq G.T., Marzouk A.M., Gray A.I., Rosazza J.P. Phytochemistry, 2010, vol. 71, no. 2-3, pp. 262-270.
25. Alechaga E., Moyano E., Galcerana M.T. Analytical Methods, 2015, vol. 7, pp. 3600-3607.
Received October 17, 2017 Revised September 27, 2018 Accepted for publication October 1, 2018
For citing: Vetrova Ye.V., Borisenko N.I., Lekar' A.V., Maksimenko Ye.V., Borisenko S.N., Khizriyeva S.S. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2019, no. l,pp. 119-126. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2019013319.
