Alicja Karwowska, Marek Gacko1), Anna Worowska1)
HAMOWANIE AKTYWNOŚCI PEPSYNY I AKTYWNOŚCI KATEPSYNY D PRZEZ EKSTRAKTY Z NASION ROŚLIN
SPOŻYWANYCH PRZEZ CZŁOWIEKA Zakład Analizy Instrumentalnej Akademii Medycznej w Białymstoku
Kierownik: prof. dr hab. K. Worowski
1) Klinika Chirurgii Naczyń i Transplantacji Akademii Medycznej w Białymstoku Kierownik: dr hab. M Gacko
Nasiona owsa, pszenicy, słonecznika, soczewicy i soi zawierają inhibitory ha-mujące aktywność pepsyny soku żołądkowego. Inhibitor katepsyny D występu-je występu-jedynie w nasionach soczewicy. Inhibitory te wykazują znaczną oporność na podwyższoną temperaturę.
Hasła kluczowe: nasiona roślin, inhibitory pepsyny, inhibitory katepsyny D. Key words: plants seeds, pepsin inhibitors, cathepsin D inhibitors.
Inhibitory trypsyny i chymotrypsyny występują w nasionach prawie wszystkich gatunków roślin spożywanych przez człowieka (1, 2). Mniej danych dotyczy inhibi-torów pepsyny i katepsyny D występujących w nasionach tych roślin (3).
Celem pracy było oznaczenie aktywności inhibitorów pepsyny i katepsyny D w ekstraktach z nasion 14 gatunków roślin spożywanych przez człowieka.
MATERIAŁ I METODY
Źródłem pepsyny był sok żołądkowy, a katepsyny D 10% homogenat aorty (4). Globina wołu otrzymana za pomocą metody Marciniszyna i współpr. (5). Bufor uni-wersalny Brittona i Robinsona o stałej sile jonowej utrzymanej przez dodanie chlorku sodu (6). Odczynnik Folina i Ciocalteau oraz kwas trichlorooctowy fi rmy Merck. Na-siona: bobu właściwego (Vicia faba major), fasoli zwykłej (Phaseolus vulgaris), gro-chu siewnego (Pisum sativum), gryki zwyczajnej (Fagopyrum sagittatum), jęczmienia zwyczajnego (Hordeum vulgare), kukurydzy zwyczajnej (Zea mays), owsa siewnego (Avena sativae), prosa zwyczajnego (Panicum miliaceum), pszenicy zwyczajnej (Triti-cum aestivum), ryżu siewnego (Oryza sativae), słonecznika zwyczajnego (Helianthus napus), soczewicy jadalnej (Lens culinaris), soi zwyczajnej (Glycinae max) i żyta zwyczajnego (Secales cereale) rozdrabniano w młynku mechanicznym i ekstrahowa-no za pomocą NaCl o stęż. 0,15 mol/dm3 w stosunku 1:9 w/v w ciągu 2 godz., stosując ciągłe mieszanie. Część ekstraktu ogrzewano w temp. 100°C w ciągu 1 godz. Płyn nadosadowy otrzymany przez wirowanie ekstraktu nieogrzewanego i ogrzewanego (1500 × g, 4°C, 30 min.), doprowadzony do pH 2,0 i 3,5 wykorzystano do badań.
Nr 3 Hamowanie aktywności pepsyny i katepsyny D 259 Do 0,35 cm3 soku żołądkowego lub homogenatu będącego źródłem katepsyny D dodawano 0,05 cm3 nieogrzewanego lub ogrzewanego ekstraktu z nasion, preinku-bowano 30 min. w temp. 37°C, dodawano 0,1 cm3 6% globiny i inkubowano 6 godz. w tej samej temperaturze. Reakcję przerywano przez dodanie 0,1 cm3 10% kwasu trichlorooctowego. Próby wytrącone w czasie zero stanowiły kontrolę. W otrzyma-nym przez wirowanie płynie nadosadowym oznaczano ilość uwolnionej tyrozyny kwasorozpuszczalnej za pomocą metody Folina i Ciocalteau w modyfi kacji mie-dziowej (7). Aktywność pepsyny i katepsyny D była tak dobrana, aby absorbancja produktów degradacji mierzona przy 750 nm, w teście bez inhibitora wynosiła 0,5. Ilość tyrozyny uwolnionej w teście bez ekstraktu przyjęto za 100%, z obniżenia jej ilości wnioskowano o stopniu inhibicji. Inhibicję przekraczającą 10% przyjęto za znaczącą. Oznaczenia wykonano w sześciu oddzielnych próbkach ekstraktu z na-sion badanych roślin, a uzyskane wartości średnie zamieszczono w tabelach.
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
W ekstrakcie z nasion owsa, pszenicy, słonecznika, soczewicy i soi występują inhi-bitory pepsyny (tab. I). Wykazują one znaczną oporność na wysoką temperaturę. Spo-żywanie produktów przygotowanych z tych nasion może upośledzać trawienie białek w żołądku. Dotyczy to zwłaszcza chorych z przewlekłym zanikowym nieżytem błony śluzowej żołądka i chorych, którzy przyjmują substytuty pepsyny (8, 9, 10).
Tabela I. Wpływ ekstraktu z nasion na aktywność pepsyny soku żołądkowego Table I. The influence of seeds extracts on pepsin activity of gastric juice
Ekstrakt z nasion
Aktywność pepsyny, Tyr nmol/cm3/6 h
(hamowanie, %)
ekstrakt natywny ekstrakt ogrzewany Bób 459,6 (0) 472,3 (0) Fasola 462,7 (0) 457,6 (0,2) Groch 463,7 (0) 462,4 (0) Gryka 460,3 (0) 458,2 (0,1) Jęczmień 465,0 (0) 456,2 (0,5) Kukurydza 464,0 (0) 462,0 (0) Owies 362,3 (21) 417,7 (8,9) Proso 458,0 (0,1) 462,4 (0) Pszenica 391,0 (14,7) 445,7 (2,8) Ryż 458,0 (0,1) 456,2 (0,5) Słonecznik 283,4 (38,2) 284,0 (38,0) Soczewica 346,3 (24,5) 408,4 (10,9) Soja 279,0 (39,1) 379,0 (17,3) Żyto 448,6 (2,1) 440,0 (4,0) Kontrola (bez ekstraktu) 458,4
Nr 3
260 A. Karwowska i inni
Aktywność katepsyny D obniża jedynie ekstrakt z nasion soczewicy (tab. II). Ekstrakt ten hamuje także aktywność pepsyny. Nie jest rozstrzygnięte czy ekstrakt z nasion soczewicy zawiera inhibitor poliwalentny – pepsyny i katepsyny D – czy też dwa inhibitory o różnej specyfi czności.
WNIOSKI
1. W nasionach owsa, pszenicy, słonecznika, soczewicy i soi występują termosta-bilne inhibitory pepsyny.
2. W nasionach soczewicy występuje inhibitor katepsyny D.
A. K a r w o w s k a, M. G a c k o, A. W o r o w s k a
INHIBITION OF PEPSIN ACTIVITY AND CATHEPSIN D ACTIVITY BY SEED EXTRACTS OF PLANTS CONSUMED BY A HUMAN
S u m m a r y
Inhibition of pepsin activity of gastric juice and cathepsin D activity of tissue homogenate was meas-sured in the presence of seed extracts obtained from 14 plants consumed by humans, such as: broad bean, kidney bean, pea, buckwheat, barley, mize, oat, millet, wheat, rice, sunfl ower, lentil, soya bean and rye.
Oat grain, wheat, sunfl ower, lentil and soya bean extract inhibits the pepsin activity of gastric juice. The activity of cathepsin D derived from tissue homogenates is inhibited only by lentil extract.
Tabela II. Wpływ ekstraktu z nasion na aktywność katepsyny D homogenatu aorty
Table II. The influence of seeds extracts on the activity of cathepsin D from aorta homogenate
Ekstrakt z nasion
Aktywność katepsyny D, Tyr nmol/cm3/6 h
(hamowanie, %)
ekstrakt natywny ekstrakt ogrzewany Bób 484,4 (0) 476,8 (0) Fasola 492,6 (0) 454,0 (3,0) Groch 488,0 (0) 466,2 (0,4) Gryka 467,2 (0,2) 466,8 (0,3) Jęczmień 489,0 (0) 466,4 (0,4) Kukurydza 478,3 (0) 472,4 (0) Owies 476,4 (0) 468,4 (0) Proso 480,0 (0) 470,2 (0) Pszenica 483,0 (0) 468,6 (0) Ryż 462,0 (1,3) 466,8 (0,3) Słonecznik 460,8 (1,5) 462,0 (1,3) Soczewica 360,0 (23,1) 368,4 (21,3) Soja 467,0 (0,2) 462,3 (1,2) Żyto 462,0 (1,3) 463,0 (1,1) Kontrola (bez ekstraktu) 468,0
Nr 3 Hamowanie aktywności pepsyny i katepsyny D 261
PIŚMIENNICTWO
1. Leontowicz H., Kulasek G.: Naturalne pokarmowe inhibitory enzymów trawiennych. Med. Wet., 1998; 54: 159-165. – 2. Otlewski J., Krowarsch D., Apostoluk W.: Protein inhibitors of serine proteinases. Acta. Biochim. Polon., 1999; 46: 531-565. – 3. Gacko M., Minarowska A., Karwowska A., Minarowski Ł.: Cathepsin D inhibitors. Folia Histochem Cytobiol., 2007; 45: 291-313. – 4. Karwowska A., Gacko M., Worowska A., Krupkowska A.: Próby standaryzacji rozdrabniania tkanek zwierzęcych do badań analitycz-nych. Bromat. Chem. Toksykol., 2006; 38 (supl.): 199-202. – 5. Marciniszyn J., Hartsuck J.A., Tang J.: Mode of inhibition acid protease by pepstatin. J. Biol. Chem., 1976; 251: 7088-7094. – 6. Ciba J.: Po-radnik chemika analityka. Wyd N-T, Warszawa 1989; 107. – 7. Greczaniuk A., Roszkowska-Jakimiec W., Gacko M., Worowska A.: Oznaczanie aktywności katepsyny D w osoczu krwi przy użyciu hemoglobiny zdenaturowanej kwasem solnym. Diagn. Lab., 2001; 36: 97-101. – 8. Chlabicz M., Gacko M., Guzowski A., Krupkowska A., Bańkowska A.: Termostabilność roślinnych inhibitorów proteaz przewodu pokarmo-wego. Bromat. Chem. Toksykol., 2005; 37 (supl.): 337-339. – 9. Bruzgo M., Gacko M., Guzowski A., Chlabicz M., Bańkowska A.: Wpływ inhibitorów z nasion roślin spożywanych przez człowieka na aktyw-ność proteaz preparatów stosowanych w substytucyjnym leczeniu niewydolności zewnątrzwydzielniczej trzustki. Bromat. Chem. Toksykol., 2005; 37 (supl.): 345-347. – 10. Jasielczuk J., Gacko M., Guzowski A., Karwowska A., Chojnacka-Zdrodowska A.: Wpływ inhibitorów z nasion roślin spożywanych przez czło-wieka na aktywność proteolityczną preparatu Citropepsin. Bromat. Chem. Toksykol., 2005; 37 (supl.): 353-355.
![[2012/Nr 3] Hamowanie aktywności katepsyny D i katepsyny E przez ekstrakty z nasion](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)