• Главная
•  → 
• Структура института
•  → 
• Отдел биосинтеза и низкомолекулярных биорегуляторов
•  → 
• Лаборатория химии природных хиноидных соединений

Лаборатория химии природных хиноидных соединений

Основана МАКСИМОВЫМ Олегом Борисовичем в 1963 г., как Лаборатория химии гуминовых кислот. С 1974 года имеет нынешнее название.

Руководитель подразделения
ФЕДОРЕЕВ Сергей Александрович, д.х.н., fedoreev@piboc.dvo.ru   

Научные сотрудники:
МИЩЕНКО Наталья Петровна, к.х.н., в.н.с., misch@piboc.dvo.ru
УТКИНА Наталья Константиновна, к.х.н., с.н.с.
ПОХИЛО Наталья Дмитриевна, к.х.н., с.н.с., nat-pochilo@piboc.dvo.ru
ТАРБЕЕВА Дарья Владимировна, к.х.н., н.с.
ВАСИЛЬЕВА Елена Андреевна, к.х.н., н.с.
БЕЛОВА Валентина Сергеевна, ст. лаборант-исследователь

Основные научные направления лаборатории

Основные научные результаты
В лаборатории проводятся работы по изучению химического состава и биологической активности полифенольных метаболитов дальневосточных растений семейства Бобовые (Fabaceae): леспедецы двуцветной и маакии амурской (Lespedeza bicolor и Maackia amurensis). 

Из коры стеблей и коры корней L. bicolor был выделен ряд пренилированных полифенолов: известный птерокарпен леспедезол А2, пять новых птерокарпанов (6aR,11aR)-6а,11а-дигидролеспедезол A2, (6aR,11aR)-2-изопренил-6а,11а-дигидролеспедезол A2, (6aR, 11aR)-8-O-метил-6а,11а-дигидролеспедезол A2, (6aR, 11aR, 3'R)-6а,11а-дигидролеспедезол A3, (6aR,11aR,3'S)-6а,11а-дигидролеспедезол А3, новый стильбеноид биколокетон, содержащий 1,2-дикарбонильный фрагмент в молекуле, пренилированный димерный флавоноид, содержащий птерокарпановый и арибензофурановый фрагменты в своей структуре (леспебиколин А), а также флаваноны: эриодиктиол, 7-O-β-D-глюкопиранозидэриодиктиола и 7-O-І-D-глюкопиранозид нарингенина. Структуры всех выделенных соединений были установлены методами масс-спектрометрии, ЯМР- и КД-спектроскопии. Впервые установлено, что цитотоксическое действие нового птерокарпана (6aR,11aR)-2-изопренил-6а,11а-дигидролеспедезол A2 по отношению к пяти видам опухолевых клеток человека: трижды-отрицательный рак груди (HTB-19), рак пищевода (Kyse-30), рак печени (HEPG-2), рак предстательной железы (PC-3 и 22Rv1) и трем нормальным клеточным линиям: пигментный эпителий глаза (RPE-1), клетки почки эмбриона человека (HEK-293), фибробласты (MRC-9) сравнимо с эффектом известного противоопухолевого препарата цисплатина.

Показано, что пренилированные птерокарпаны в значительной степени вызывали фрагментацию ДНК в клетках рака предстательной железы PC-3, что является одним из важнейших признаков апоптоза. 

При действии леспедезола А2, (6aR,11aR)-6а,11а-дигидролеспедезола A2 и (6aR,11aR)-2-изопренил-6а,11а-дигидролеспедезола A2 на клетки PC-3 накапливалось значительное количество клеток в S и G2/M фазах. Эти полифенолы показали способность ингибировать экспрессию мРНК человеческих циклинзависимых киназ CDK1, CDK2, CDK4 и CDK5. Птерокарпаны (6aR,11aR)-8-O-метил-6а,11а-дигидролеспедезол A2, (6aR,11aR,3'R)-6а,11а-дигидролеспедезол A3, (6aR,11aR,3'S)-6а,11а-дигидролеспедезол А3 и стильбеноид биколокетон останавливали клеточный цикл в фазе G1.

Два новых пренилированных флаванона, изомаакиафлаванон А, изомаакиафлаванон В и новый пренилированный стильбен маакиастильбен, а также пять известных флаванонов были выделены из коры корней маакии амурской. Цитотоксичность выделенных соединений определена на двух линиях опухолевых клеток человека HeLa и SK-MEL-5 с использованием метода MTS. Соединения маакиафлаванон, маакиафлаванон В и 5-гидроксизофоранон проявили наибольшую цитотоксическую активность среди протестированных соединений.  Помимо полифенолов из растений семейства Fabaceae, из корней растения Iris pseudacorus (сем. Iridaceae) выделены и идентифицированы пять известных изофлавоноидов, один флавоноид, четыре гидроксибензойные кислоты и новый 7-О-І-D-глюкопиранозид 5,7-дигидрокси-6,2'-диметоксиизофлавон. Определено содержание полифенолов в стеблях и корнях этого растения и изучено их влияние на рост колоний клеток карциномы кишечника человека HT-19. Показано, что транс-3-гидрокси-5,7-диметокифлаванон обладал выраженной ингибирующей активностью на образование колоний клеток в концентрации 25 мкМ.

Кроме того, был изучен химический состав алкалоидов каллусных культур, полученных из листьев Stephania glabra (ROXB.) Miers. (Menispermaceae). По данным хроматомасс-спектрометрии высокого разрешения в метанольных экстрактах из клеточных культур содержалось одиннадцать алкалоидов: магнофлорин, менисперин, роемерин, пальматин, коридальмин, N-метилкоридальмин, колумбамин, тетрагидропальматин, ятрорицин и тетрандрин, а также стефарин. Количественный анализ показал, что содержание ценного алкалоида стефарина в каллусах достигало 0,9% массы сухих клеток. Параметры роста и продуктивность полученной клеточной культуры оставались на стабильном уровне в течение длительного периода времени (3 года).

Для структурных аналогов эхинохрома, выделеных из дальневосточных морских ежей, отличающихся природой и положением заместителей в молекуле, исследована зависимость структура-функция.

Совместно с корейскими коллегами из Центра сердечнососудистых и метаболических болезней университета Иньё из г. Пусан (Республика Корея), исследованы антиоксидантное действие эхинохрома и его аналогов по отношению к клеткам кардиомиоцитов человека АС16 в присутствии инициатора окислительного стресса пероксида водорода, противовоспалительные, кардиопротекторные и антидиабетические свойства. Наиболее эффективными антиоксидантами, снижающими продукцию свободных радикалов в кардиомиоцитах до 1,5 раз, оказались бинафтохинон, эхинамины A и B, спинохромы D и Е.  Нами показано, что наиболее распространенный хиноидный пигмент морских ежей, эхинохром А, уменьшает внутриглазное воспаление, обладает антистрессорными свойствами, влияет на биогенез митохондрий в кардиомиоцитах и сохраняет их функции при воздействии кардиотоксичных препаратов. Эхинохром А ингибирует фермент ацетилхолинэстеразу, что открывает перспективы его использования для лечения нейродегенеративных заболеваний, например, болезни Альцгеймера. Эхинохром А повышает толерантность к физическим нагрузкам, увеличивает энергетический потенциал скелетных и сердечных мышц, что может представлять интерес для адаптивной и спортивной медицины. Совместно с учеными из Института эпидемиологии и микробиологии им. П.Г. Сомова (г. Владивосток) впервые изучены противовирусные свойства эхинохрома А и его композиции с другими антиоксидантами в отношении вирусов энцефалита и герпеса.