Особенности образования дитерпеноидов и тритерпеноидов в культурах клеток высших растений (на примере Dioscorea deltoidea, Panax spp. и Taxus sppтезисы доклада
Аннотация:ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ДИТЕРПЕНОИДОВ
И ТРИТЕРПЕНОИДОВ В КУЛЬТУРАХ КЛЕТОК ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
(НА ПРИМЕРЕ DIOSCOREA DELTOIDEA, PANAX SPP. И TAXUS SPP.)*
Ключевые слова: культура клеток растений, дитерпеноиды, тритерпеноиды, гинзенозиды, таксоиды.
Изопреноиды составляют одну из самых больших структурных групп
вторичных метаболитов растений (насчитывает более 20 000 индивидуальных
соединений) [1]. Для растений характерна весьма сложная организация
метаболизма изопреноидов: известно два пути их биосинтеза, локализованных в
разных компартментах растительной клетки [2]. Разнообразие изопреноидов в
интактных растениях в настоящее время описано довольно подробно [3]. При
этом отдельную фундаментальную задачу представляет изучение
закономерностей формирования структурного разнообразия изопреноидов в
культурах клеток растений in vitro [1].
Настоящая работа посвящена комплексному изучению состава
дитерпеноидов и тритерпеноидов в культурах клеток следующих лекарственных
растений:
– диоскорея (Dioscorea deltoidea) – продуцент стероидных гликозидов;
– несколько видов женьшеня (Panax ginseng, P. japonicus var. repens и
P. vietnamensis) – продуценты тритерпеновых гликозидов (гинзенозидов);
– несколько видов тиса (Taxus baccata, T. canadensis, T. wallichiana) –
продуценты дитерпеноидов таксанового ряда (таксоидов).
Установлено, что для культур клеток D. deltoidea и видов Taxus spp.
характерно изменение (по сравнению с интактным растением) профиля
вторичных метаболитов. Так, например, в культуре клеток диоскореи отмечается
большее структурное разнообразие фуростаноловых гликозидов (одновременное
накопление дельтозида, протодиосцина, их 25(S)-изомеров и ацилированных
форм протодиосцина) по сравнению с органами растений D. deltoidea. В
культивируемых in vitro клетках Taxus spp. преимущественно образуются 14-
гидроксилированные таксоиды (для интактных растений тиса характерно
накопление 13-гидроксилированных таксоидов). В то же время для большинства
культур клеток Panax spp. показано образование практически всех основных
структурных типов гинзенозидов, характерных для соответствующих видов
женьшеня. Например, в биомассе культуры клеток P. japonicus var. repens
идентифицированы как «мажорные» (практически всегда обнаруживаются у
видов женьшеня в достаточно высоких концентрациях) гинзенозиды группы
20(S)-протопанаксатриола, 20(S)-протопанаксадиола и олеаноловой кислоты
(например, гинзенозиды Rg1, Re, Rb1, Rc, Rb2/Rb3, Rd, малонил-Rb1, R0 и другие),
так и «минорные» (редко встречающиеся в интактных растениях, как правило, в
исчезающее малых количествах) гинзенозиды (20-глюкозил-гинзенозид Rf,
нотогинзенозиды R1 и R2, изомеры малонил-Rg1 и другие).
Таким образом, установлено, что в культивируемых in vitro клетках D.
deltoidea, Panax spp. и Taxus spp. сохраняется способность к образованию
специфичных для соответствующих растений тритерпеноидов (стероидных и
тритерпеновых гликозидов) или дитерпеноидов (таксоидов). Однако во многих
случаях в культурах клеток отмечается изменение (по сравнению с интактными
растениями) компонентного состава накапливаемых изопреноидов. Причины,
обуславливающие эту закономерность, требуют дальнейшего изучения