Оценка противогрибковой и антиоксидантной активности экстрактов, полученных из дождевого червя (Perionyx excavatus) с использованием различных растворителей
https://doi.org/10.21285/achb.953
EDN: HZYTZA
Аннотация
В данном исследовании были оценены противогрибковые и антиоксидантные активности экстрактов из порошка дождевого червя (Perionyx excavatus), приготовленных с использованием различных растворителей, включая 80%-й этанол, 50%-й этанол и дистиллированную воду. Эффективность экстракции варьировалась от 18,5 до 21,2%, в то время как содержание общего белка колебалось от 64,8 до 67,5%. Примечательно, что водный экстракт продемонстрировал наивысшие значения как по эффективности экстракции, так и по содержанию белка. Анализ методом тонкослойной хроматографии выявил присутствие аминокислот и пептидов с Rf-значениями от 0,42 до 0,65. Спектры инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье показали характерные пики, связанные со структурой белков. Электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия указал на наличие белков преимущественно с молекулярной массой ниже 50 кДа в экстрактах, особенно в экстракте с 80%-м этанолом, который в основном содержал белки с молекулярной массой ниже 30 кДа. Противогрибковые тесты против Candida albicans показали наивысшую эффективность у экстракта с 80%-м этанолом с диаметром зоны ингибирования 13.3 мм и минимальной ингибирующей концентрацией 75 мг/мл. Кроме того, экстракты продемонстрировали активность в отношении улавливания радикалов DPPH и ABTS, причем экстракт с 80%-м этанолом показал наивысший антиоксидантный потенциал со значениями IC50 231,3 мкг/мл для DPPH и 208,9 мкг/мл для ABTS. В заключение необходимо отметить, что экстракты из порошка дождевого червя проявили значительную биологическую активность, что делает их перспективными кандидатами для применения в фармацевтике и косметологии.
Об авторах
Н.Т. ДунгВьетнам
Дунг Нгуен Тхи, научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
Ф.Х. Сон
Вьетнам
Сон Фам Хай, научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
Н.Т.Н. Тринь
Вьетнам
Тринь Нгуен Тхи Ну, научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
В.Н.Т. Тхао
Вьетнам
Тхао Во Нгуен Тхань, научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
Б.Л.К. Ту
Вьетнам
Ту Буй Ле Кха, научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
Л.К. Луан
Вьетнам
Луан Ле Куанг, доцент, научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
Б.Б. Тхинь
Вьетнам
Тхинь Буй Бао, научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
Л.В. Хай
Вьетнам
Хай Ле Ван, к.х.н., научный сотрудник
70000, г. Хошимин, Национальное шоссе 1, 2374
51000, г. Куанг Нам, ул. Нгуен Зиа Тьеу, 9
Список литературы
1. Loc P.K., Yen M.D., Averyanov L. Biodiversity in Vietnam. In: Pullaiah T. (ed.). Global biodiversity. Apple Academic Press; 2018, p. 473-502. DOI: 10.1201/9780429487743-14.
2. Gurib-Fakim A. Medicinal plants: traditions of yesterday and drugs of tomorrow. Molecular Aspects of Medicine. 2006;27(1):1-93. DOI: 10.1016/j.mam.2005.07.008.
3. Angiolella L., Sacchetti G., Efferth T. Antimicrobial and antioxidant activities of natural compounds. Evidence- Based Complementary and Alternative Medicine. 2018;2018:1945179. DOI: 10.1155/2018/1945179.
4. Atanasov A.G., Zotchev S.B., Dirsch V.M., Supuran C.T. Natural products in drug discovery: advances and opportunities. Nature Reviews Drug Discovery. 2021;20:200- 216. DOI: 10.1038/s41573-020-00114-z.
5. Afreen S., Shaikh A. Therapeutic uses of earthworm – a review. International Journal of Advanced Ayurveda, Yoga, Unani, Siddha and Homeopathy. 2020;9:571-580. DOI: 10.23953/cloud.ijaayush.469.
6. Grdisa M. Therapheutic properties of earthworms. Bioremediation, Biodiversity and Bioavailability. 2013;7(1):1-5.
7. Ding S., Lin X., He S. Earthworms: a source of protein. Journal of Food Science and Engineering. 2019;9:159- 170. DOI: 10.17265/2159-5828/2019.05.001.
8. Li W., Wang C., Sun Z. Vermipharmaceuticals and active proteins isolated from earthworms. Pedobiologia. 2011;54:S49-S56. DOI: 10.1016/j.pedobi.2011.09.014.
9. Mathur A., Verma S.K., Bhat R., Singh S.K., Prakash A., Prasad G.B.K.S., et al. Antimicrobial activity of earthworm extracts. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 2010;2(4):364-370.
10. Vasanthi K., Chairman K., Ranjit Singh A.J.A. Antimicrobial activity of earthworm (Eudrilus eugeniae) paste. African Journal of Environmental Science and Technology. 2013;7(8):789-793. DOI: 10.5897/AJEST2013.1455.
11. Chauhan P.S., Tomar J., Prasad G.B.K.S., Agrawal O.P. Evaluation of antimicrobial activity of earthworm Eudrilus eugeniae tissue extract. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 2014;6(8):28-38.
12. Bhorgin A.J., Uma K. Antimicrobial activity of earthworm powder (Lampito mauritii). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2014;3(1):437-443.
13. Singh S.I., Khanna N., Wangkheimayum J., Bhattacharjee A. Earthworm as a potential antimicrobial source. In: Vig A.P., Singh J., Suthar S. (eds). Earthworm engineering and applications. New York: Nova Science Publishers Inc; 2022, p. 229-244.
14. Deng Z., Yin J., Luo W., Kotian R.N., Gao S., Yi Z., et al. The effect of earthworm extract on promoting skin wound healing. Bioscience Reports. 2018;38(2):BSR20171366. DOI: 10.1042/BSR20171366.
15. Wang D., Ruan Z., Zhang R., Wang X., Wang R., Tang Z. Effect of earthworm on wound healing: a systematic review and meta-analysis. Frontiers in Pharmacology. 2021;12:691742. DOI: 10.3389/fphar.2021.691742.
16. Balamurugan M., Parthasarathi K., Cooper E.L., Ranganathan L.S. Anti-inflammatory and anti-pyretic activities of earthworm extract – Lampito mauritii (Kinberg). Journal of Ethnopharmacology. 2009;121:330-332. DOI: 10.1016/j.jep.2008.10.021.
17. Mathur A., Verma S.K., Singh S.K., Prakash A., Prasad G.B.K.S., Dua V.K. Anti-inflammatory activity of earthworm extracts. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2011;2(2):278-281.
18. Madhusudan D., Ranjib G., Deepjyoti B., Surajit B., Kumar S.S. Anti-inflammatory effect of extract of earthworm Eutyphoeus Gammiei from Tripura, north eastern India. International Journal of Pharmacy and Biological Sciences. 2018;8:622-627.
19. Balamurugan M., Parthasarathi K., Ranganathan L.S., Cooper E.L. Hypothetical mode of action of earthworm extract with hepatoprotective and antioxidant properties. Journal of Zhejiang University – Science B. 2008;9:141- 147. DOI: 10.1631/jzus.B0720194.
20. Aldarraji Q.M., Halimoon N., Majid N.M. Antioxidant activity and total phenolic content of earthworm paste of Lumbricus rubellus (red worm) and Eudrilus eugenia (African night crawler). Journal of Entomology and Nematology. 2013;5:33-37. DOI: 10.5897/JEN2013.0075.
21. Mustafa R.G., Saiqa A., Domínguez J., Jamil M., Manzoor S., Wazir S., et al. Therapeutic values of earthworm species extract from Azad Kashmir as anticoagulant, antibacterial, and antioxidant agents. Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology. 2022;2022:6949117. DOI: 10.1155/2022/6949117.
22. Augustine D., Rao R.S., Anbu J., Murthy K.N. Anticancer prospects of earthworm extracts: a systematic review of in vitro and in vivo studies. Pharmacognosy Reviews. 2018;12(23):46-55. DOI: 10.4103/phrev.phrev_45_17.
23. Shafi F.A.A., Faleh N. Anticancer activity of earthworm powder (Lumbricus terrestris) against MCF-7 and PC-3 cancer cell lines. Journal of Gastrointestinal Cancer. 2019;50:919-925. DOI: 10.1007/s12029-019-00268-z.
24. Augustine D., Rao R.S., Anbu J., Chidambara Murthy K.N. In vitro antiproliferative effect of earthworm coelomic fluid of Eudrilus eugeniae, Eisenia foetida, and Perionyx excavatus on squamous cell carcinoma-9 cell line: a pilot study. Pharmacognosy Research. 2017;9:S61- S66. DOI: 10.4103/pr.pr_52_17.
25. Deng Z., Gao S., Xiao X., Yin N., Ma S., Li W., et al. The effect of earthworm extract on mice S180 tumor growth and apoptosis. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2019;115:108979. DOI: 10.1016/j.biopha.2019.108979.
26. Phan T.T.B., Ta T.D., Nguyen D.T.X., Van Den Broek L.A.M., Duong G.T.H. Purification and characterization of novel fibrinolytic proteases as potential antithrombotic agents from earthworm Perionyx excavatus. AMB Express. 2011;1:26. DOI: 10.1186/2191-0855-1-26.
27. Bui P.T., Pham K.T., Vo T.D.L. Earthworm (Perionyx excavatus) protein hydrolysate: hypoglycemic activity and its stability for the hydrolysate and its peptide fractions. Processes. 2023;11(8):2490. DOI: 10.3390/pr11082490.
28. Azmi N., Hashim P., Hashim D.M., Halimoon N., Majid N.M.N. Anti-elastase, anti-tyrosinase and matrix metalloproteinase-1 inhibitory activity of earthworm extracts as potential new anti-aging agent. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 2014;4:S348-S352. DOI: 10.12980/APJTB.4.2014C1166.
29. Goyal K., Singh N., Jindal S., Kaur R., Goyal A., Awasthi R. Kjeldahl method. In: Goyal A., Kumar H. (eds). Advanced techniques of analytical chemistry. Bentham Science Publishers; 2022, p. 105-112. DOI: 10.2174/9789815050233122010011.
30. Ramya M.S., Sivasubramanian K., Ravichandran S., Anbuchezhian R. Screening of antimicrobial compound from the sea slug Armina babai. Bangladesh Journal of Pharmacology. 2014;9(3):268-274. DOI: 10.3329/bjp.v9i3.18483.
31. Hua Z., Wang Y.H., Cao H.-W., Pu L.-J., Cui Y.-D. Purification of a protein from coelomic fluid of the earthworm Eisenia foetida and evaluation of its hemolytic, antibacterial, and antitumor activities. Pharmaceutical Biology. 2011;49(3):269-275. DOI: 10.3109/13880209.2010.508498.
32. Thin D.B., Korneeva A.A., Thinh B.B., Ogunwande I.A. Chemical composition, antimicrobial and antioxidant activities of essential oil and methanol extract from the stems of Dasymaschalon rostratum Merr. & Chun. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2023;49:815- 822. DOI: 10.1134/S1068162023040209.
33. Thinh B.B., Khoi N.T., Doudkin R.V., Thin D.B., Ogunwande I.A. Chemical composition of essential oil and antioxidant activity of the essential oil and methanol extracts of Knema globularia (Lam.) Warb. from Vietnam. Natural Product Research. 2023;37(10):1625-1631. DOI: 10.1080/14786419.2022.2103698.
34. Thinh B.B., Thin D.B., Ogunwande I.A. Chemical composition, antimicrobial and antioxidant properties of essential oil from the leaves of Vernonia volkameriifolia DC. Natural Product Communications. 2024;19(3):1-8. DOI: 10.1177/1934578X241239477.
35. Banwo K., Olojede A.O., Adesulu-Dahunsi A.T., Verma D.K., Thakur M., Tripathy S., et al. Functional importance of bioactive compounds of foods with potential health benefits: a review on recent trends. Food Bioscience. 2021;43:101320. DOI: 10.1016/j.fbio.2021.101320.
36. Abubakar A.R., Haque M. Preparation of medicinal plants: basic extraction and fractionation procedures for experimental purposes. Journal of Pharmacy & Bioallied Sciences. 2020;12(1):1-10. DOI: 10.4103/jpbs.JPBS_175_19.
37. Plaskova A., Mlcek J. New insights of the application of water or ethanol-water plant extract rich in active compounds in food. Frontiers in Nutrition. 2023;10:1118761. DOI: 10.3389/fnut.2023.1118761.
38. Perva-Uzunalić A., Škerget M., Knez Ž., Weinreich B., Otto F., Grüner S. Extraction of active ingredients from green tea (Camellia sinensis): extraction efficiency of major catechins and caffeine. Food Chemistry. 2006;96(4):597- 605. DOI: 10.1016/j.foodchem.2005.03.015.
39. Drużyńska B., Stępniewska A., Wołosiak R. The influence of time and type of solvent on efficiency of the extraction of polyphenols from green tea and antioxidant properties obtained extracts. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria. 2007;6(1):27-36.
40. Byers M., Miflin B.J., Smith S.J. A quantitative comparison of the extraction of protein fractions from wheat grain by different solvents, and of the polypeptide and amino acid composition of the alcohol-soluble proteins. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1983;34(5):447- 462. DOI: 10.1002/jsfa.2740340506.
41. Yan J.-K., Ding Z.-C., Gao X., Wang Y.-Y., Yang Y., Wu D., et al. Comparative study of physicochemical properties and bioactivity of Hericium erinaceus polysaccharides at different solvent extractions. Carbohydrate Polymers. 2018;193:373-382. DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.04.019.
42. Haworth C., Oliver R.W.A. A study of the relationship between the chromatographic mobilities of peptides and their constituent amino acids on paper and thin layers of cellulose. Journal of Chromatography A. 1972;64(2):305- 316. DOI: 10.1016/S0021-9673(00)85408-4.
43. Barth A. Infrared spectroscopy of proteins. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) –Bioenergetics. 2007;1767:1073-1101. DOI: 10.1016/j.bbabio.2007.06.004.
44. Stevenson C.L. Characterization of protein and peptide stability and solubility in non-aqueous solvents. Current Pharmaceutical Biotechnology. 2000;1(2):165- 182. DOI: 10.2174/1389201003378942.
45. Tram P.T.B., Tram P.T.Q., Toan H.T., Hong P.T.A. Study on the factors influencing the yield of amination in the decomposition process of the earthworm Perionyx excavatus. Journal of Agriculture and Rural Development. 2008;4:53-56.
46. Al Saiqali M., Tangutur A.D., Banoth C., Bhukya B. Antimicrobial and anticancer potential of low molecular weight polypeptides extracted and characterized from leaves of Azadirachta indica. International Journal of Biological Macromolecules. 2018;114:906-921. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.03.169.
47. Anitha J., Jairaaj I.A. In-vitro antibacterial activity and evaluation of flavonoid and phenol in earthworm powder (Eudrilus eugeniae). World Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2013;2(6):4917-4928.
48. Wu Y., Deng S., Wang X., Thunders M., Qiu J., Li Y. Discovery and mechanism of action of a novel antimicrobial peptide from an earthworm. Microbiology Spectrum. 2023;11(1):03206-03222. DOI: 10.1128/spectrum.03206-22.
49. Malaypally S.P., Liceaga A.M., Kim K.-H., Ferruzzi M., San Martin F., Goforth R.R. Influence of molecular weight on intracellular antioxidant activity of invasive silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) protein hydrolysates. Journal of Functional Foods. 2015;18:1158-1166. DOI: 10.1016/j.jff.2014.06.011.
50. Li X., Han L., Chen L. In vitro antioxidant activity of protein hydrolysates prepared from corn gluten meal. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2008;88(9):1660- 1666. DOI: 10.1002/jsfa.3264.
51. Ranathunga S., Rajapakse N., Kim S.-K. Purification and characterization of antioxidative peptide derived from muscle of conger eel (Conger myriaster). European Food Research and Technology. 2006;222:310-315. DOI: 10.1007/s00217-005-0079-x.
Рецензия
Для цитирования:
Дунг Н., Сон Ф., Тринь Н., Тхао В., Ту Б., Луан Л., Тхинь Б., Хай Л. Оценка противогрибковой и антиоксидантной активности экстрактов, полученных из дождевого червя (Perionyx excavatus) с использованием различных растворителей. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2024;14(4):462-471. https://doi.org/10.21285/achb.953. EDN: HZYTZA
For citation:
Dung N., Son P., Trinh N., Thao V., Tu B., Luan L., Thinh B., Hai L. Evaluation of antifungal and antioxidant activities of extracts prepared from earthworm (Perionyx excavates) using different solvents. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2024;14(4):462-471. https://doi.org/10.21285/achb.953. EDN: HZYTZA