Identification of antibacterial component from extract of Garcinia indica fruit rinds using LC/MS/MS

Význam tématu

Úbytek účinnosti konvenčních antibiotik a rostoucí odolnost patogenů kladou důraz na hledání nových antibakteriálních látek v rostlinných extraktech. Garcinia indica, známá jako kokum, obsahuje polyisoprenylované benzofenony, zejména garcinol, které prokazují významné biologické účinky. Studia zaměřená na identifikaci a charakterizaci těchto přírodních sloučenin mohou přinést nové aktivní látky pro farmaceutický i zemědělský sektor.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo izolovat a identifikovat antibakteriální komponentu z ethylacetátového extraktu sušených slupek plodů Garcinia indica. První část zahrnovala screening aktivity proti bakteriálnímu patogenu Xanthomonas axonopodis pv. punicae pomocí bioautografie na tenkovrstvé chromatografii. Následně byla aktivní oblast seškrábnuta a analyzována technikou LC/MS/MS na triple kvadroplóle LCMS-8040.

Použitá metodika a instrumentace

Práce byla členěna do několika kroků:

• Příprava extraktu metodou soxhletovy extrakce slupek Garcinia indica v ethylacetátu.
• Tinktura extraktu v metanolu a separace složek na TLC destičce s pohyblivou fází toluen–ethylacetát–kyselina mravenčí (4 : 1 : 0,5).
• Bioautografie: plocha s aplikovanými vzorky byla inokulována suspenzí X. axonopodis pv. punicae, po inkubaci obarvena redukovatelným barvivem p-iodonitrotetrazoliem (INT), kdy inhibice bakteriálního růstu vytváří světlé zóny v místě antibakteriálně aktivních složek.
• Seškrábnutí aktivní zóny z chromatogramu a příprava vzorku pro hmotnostní spektrometrii.

Použitá instrumentace

• Shimadzu LCMS-8040 triple kvadroplóle s rozhraním ESI.
• UV detekce při 238 nm.
• TLC komora a standardní vybavení pro bioautografii.

Hlavní výsledky a diskuse

Bioautografie prokázala jednu výraznou zónu s inhibičním efektem proti X. axonopodis pv. punicae. Hmotnostní spektrometrie potvrdila molekulární iont m/z 603 v pozitivním módu a m/z 601 v negativním módu, odpovídající molekulové hmotnosti 602 u sloučeniny známé jako garcinol. Optimalizace MRM pomocí nástroje optimalizace metody vedla k výběru charakteristických fragmentů při různých hodnotách kolizní energie (-10 V až -50 V). Fragmentační vzorce odpovídají štěpení vazeb v polyisoprenylovaném benzofenonu a umožnily jednoznačnou strukturální identifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

Komplexní přístup bioautografie spojené s cílenou analýzou LC/MS/MS představuje rychlou a efektivní strategii pro objevování a identifikaci přírodních antibakteriálních látek. Garcinol lze využít jako modelovou sloučeninu pro vývoj nových agrochemikálií proti bakteriálním patogenům rostlin i pro farmaceutické aplikace zaměřené na kontroly rezistentních bakterií.

Budoucí trendy a možnosti využití

Budoucí výzkum by měl zahrnovat:

• Vyšší přesnost strukturálního ověření pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie a NMR spektroskopie.
• Kvantitativní metody pro stanovení garcinolu v rostlinných vzorcích a potravinových produktech.
• Screening dalších Garcinia druhů a analogů garcinolu s cílem zvýšit antipatie a snížit toxicitu.
• Integraci hmotnostní spektrometrie s metabolomikou a zobrazovacími technikami pro lokalizaci bioaktivních metabolit přímo v rostlinných tkáních.

Závěr

Studie demonstrovala, že kombinace bioautografie a LC/MS/MS je vhodná pro rychlou detekci a identifikaci antibakteriálních sloučenin z rostlinných extraktů. Garcinol ze slupek Garcinia indica byl jednoznačně identifikován jako hlavní antibakteriální komponenta s potenciálem pro další aplikace.

Reference

• Joy PP, Thomas J, Mathew S, Skaria BP. Medicinal Plants. In Tropical Horticulture. Vol 2, Naya Prokash, Calcutta 2001; s. 449–632.
• Pandey S, Ahmad A, Oswal N, Sarkar FH. Emerging role of garcinol, the antioxidant chalcone from Garcinia indica Choisy and its synthetic analogs. J Hematol Oncol 2009;2:38.
• Yamaguchi F, Ariga T, Yoshimura Y, Nakazawa M. Antioxidative and antiglycation activity of garcinol from Garcinia indica fruit rind. J Agric Food Chem 2000;48(2):180–185.
• Choma IM, Grezelak EM. Bioautography detection in Thin-layer chromatography. J Chromatogr A 2010.
• Medicinal plants unit, Indian Council of Medicinal Research. Quality Standards of Indian Medicinal Plants. Vol 7, New Delhi 2008; s. 123–132.