Study of the Glycosylated Secondary Metabolites in Tea (Camellia Sinensis L.) Using UHPLC/Q-TOF/MS

Význam tématu

Glykozylace sekundárních metabolitů v rostlinách modifikuje jejich polaritu, chemickou stabilitu a biologickou aktivitu. V čaji se vyskytuje mnoho bioaktivních látek v glykozylované podobě, což může zlepšovat jejich antioxidační vlastnosti a zdravotní přínosy. Detailní mapování těchto modifikací je nezbytné pro pochopení mechanismů účinků čaje a optimalizaci pěstebních a výrobních postupů.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo představit nenamířený, modifikacím specifický metabolomický přístup založený na UHPLC/Q-TOF/MS pro komplexní sledování glykozylovaných sekundárních metabolitů v zeleném čaji. Studie zahrnovala zpracování směsi listů ze 14 odrůd čajovníku, aplikaci all-ions in-source CID s postupným zvyšováním kolizní energie a softwarové filtrování návratových vzorů neutrálních ztrát pro selektivní extrakci glykozylovaných iontů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorku byly listy 14 odrůd roztříděny, zpracovány dle postupu pro zelený čaj a extrahovány 60% methanolem. Analýza proběhla na UHPLC Agilent 1290 Infinity II se sloupcem ZORBAX Eclipse Plus C18 (2,1×100 mm, 1,8 µm) při 40 °C a gradientu 10–95 % methanolu ve 30 min. Detekce byla na Q-TOF Agilent 6540 s all-ions in-source CID (0–45 eV), pozitivní ESI, referenční ionty 121,0509 a 922,0098 m/z.

• UHPLC Agilent 1290 Infinity II
• ZORBAX Eclipse Plus C18 2,1×100 mm, 1,8 µm
• Q-TOF Agilent 6540 s Jet Stream ESI
• Scan TOF a cílené MS/MS ve více kolizních energiích

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo detekováno celkem 202 glykozylovaných metabolitů: 120 glukozidů/galaktosidů, 38 rhamnosidů, 21 rutinosidů a 23 primeverosidů. Z nich bylo 68 sloučenin putativně identifikováno proti vlastní PCDL, Metlin a HMDB, dalších 44 nových metabolitů bylo vysvětleno na základě charakteristických MS/MS fragmentů, jako příklad theanin-glukosid. Principiální komponentová analýza ukázala rozdělení 14 odrůd podle vzorců glykozylace a spojitost poměru galaktosylace/glukosylace s vhodností odrůd pro různé typy čaje.

Přínosy a praktické využití metody

Popisovaný workflow výrazně zvyšuje pokrytí glykozylovaných látek v rostlinných vzorcích a umožňuje objev a identifikaci nových bioaktivních metabolitů. Procedura je vhodná pro výzkum kvality čaje, selekci odrůd a monitorování výrobního procesu z hlediska obsahu bioaktivních složek.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit na další typy modifikací (acylace, metylace) a další rostlinné matice. Dále je perspektivní integrace s rozšířenými databázemi, automatizovaná annotace a propojení s biologickými aktivitami glykozylovaných metabolitů.

Závěr

Nenamířený, modifikacím specifický UHPLC/Q-TOF/MS přístup umožnil detailní profilaci glykozylovaných sekundárních metabolitů v zeleném čaji, identifikoval přes 200 derivátů a odhalil variabilitu glykozylace mezi odrůdami. Metoda představuje efektivní nástroj pro další botanické a farmakologické aplikace.

Reference

1. Dai W et al J Agric Food Chem 64 6783-6790 2016
2. Croci DO et al Cell 156 744-758 2014
3. Cheng J et al Plant Physiol 166 1044-1058 2014
4. Cui L et al J Exp Bot 67 2285-2297 2016
5. Huan T et al Anal Chem 87 10619-10626 2015
6. Li L et al Anal Chem 85 3401-3408 2013
7. Arbona V et al Int J Mol Sci 14 4885-4911 2013
8. Dai W et al Anal Chem 86 9146-9153 2014
9. Drewnowski A Gomez-Carneros C Am J Clin Nutr 72 1424-1435 2000
10. Lv HP et al J Funct Foods 19 194-203 2015
11. Dai W et al J Agric Food Chem 63 9869-9878 2015
12. Tan J et al Food Res Int 79 106-113 2016
13. Chen J et al Anal Chem 80 1280-1289 2008
14. Mitchell J et al FASEB J 29 567.522 2015