Растения-продуценты подофиллотоксина

Вернуться к списку статей
Доклады Башкирского университета. 2018. Том 3. № 1. С. 37-48.

Авторы

Сапрыкина П. Д.
Башкирский государственный университет
Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, улица Заки Валиди, 32
Таипова Р. М.
Башкирский государственный университет
Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, улица Заки Валиди, 32
Кулуев Б. Р.*
Башкирский государственный университет; Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук
Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, улица Заки Валиди, 32; Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, Проспект Октября, 71

Абстракт

Данный обзор посвящен описанию природных источников лигнана неалколоидной природы, обладающего противораковым свойством - подофиллотоксина (PTOX). Приводятся известные на данный момент его природные источники, основные направления применения в медицине, а также возможные способы получения PTOX путем биотехнологического производства. Отмечается перспективность использования бородатых корней Podophyllum hexandrum для продуцирования PTOX в промышленных масштабах. В качестве природного источника подофиллотоксина для средней полосы России рекомендуется использование купыря лесного Anthriscus sylvestris , кроме того в южных регионах нашей страны для этой цели могут быть использованы разные виды можжевельника, прежде всего Juniperus sabina.

Ключевые слова

  • подофиллотоксин
  • PTOX
  • Podophyllum hexandrum
  • Anthriscus sylvestris
  • Juniperus sabina
  • суспензионные культуры
  • бородатые корни

Литература

  1. Chandra S. Endophytic fungi: novel sources of anticancer lead molecules // Appl Microbiol Biotechnol. 2012. Vol. 95. Pp. 47-59.
  2. https://www.rlsnet.ru/fg_index_id_272.html
  3. Efferth T., Fu Y. J., Zu Y. G., Schwarz G., Konkimalla V. S., Wink M. Molecular target-guided tumor therapy with natural products derived from traditional Chinese medicine // Curr Med Chem. 2007. Vol. 14. Pp. 2024-2032.
  4. http://meduniver.com/Medical/onkologia/vinka_alkaloidi_dlia_ximioterapii.html
  5. Клюйков E. Барбарисовые. http://nksad.ucoz.ru/publ/stati_iz_zhurnalov/barbarisovye/1-1-0-18
  6. https://flo.discus-club.ru/podofill.html
  7. http://sadovymir.ru/content/articles/2301
  8. https://ru.wikipedia.org/wiki/Подофилл
  9. http://flower.onego.ru/other/podophyl.html
  10. Kumari A., Singh D., Kumar S. Biotechnological interventions for harnessing podophyllotoxin from plant and fungal species: current status, challenges, and opportunities for its commercialization // Crit Rev Biotechnol. 2017. Vol. 37. Pp. 739-753.
  11. Majumder A., Jha S. Biotechnological approaches for the production of potential anticancer leads podophyllotoxin and paclitaxel: an overview // J Bio Sci. 2009. Vol. 1. Pp. 46-69.
  12. Castro M. A., Miguel del Corral J. M., Gordaliza M. Synthesis, cytotoxicity and antiviral activity of podophyllotoxin analogs modified in the E-ring // Eur J Med Chem. 2003. Vol. 38. Pp. 899-911.
  13. Giri A., Lakshmi Narasu M. Production of podophyllotoxin from Podophyllum hexandrum: a potential natural product for clinically useful anticancer drugs // Cytotechnology. 2000. Vol. 34. Pp. 17-26.
  14. Hammonds T., Denyer S. P., Jackson D. E., Irving W. L. Studies to show that with podophyllotoxin the early replicative stages of herpes simplex virus type I depend upon functional cytoplasmic microtubules // J. Med. Microbiol. 1996. Vol. 45. Pp. 167-172.
  15. Liu Y. Q.,Yang L., Tian X. Podophyllotoxin: current perspectives// Curr. Bioact. Compd. 2007. Vol. 3. Pp. 37-66.
  16. Canel C., Moraes R. M., Dayan F. E., Ferreira D. Podophyllotoxin // Phytochemistry 2000. Vol. 54. Pp. 115-120.
  17. Pugh N. I., Khan I., Moraes R. M., Pasco D., Podophyllotoxin lignans enhance IL-1b but suppress TNF-a mRNA expression in LPS-treated monocytes // Immunopharmacol. Immunotoxicol. 2001. Vol. 23. Pp. 83-95.
  18. Markos A. R. The successful treatment of Molluscum contagiosum with podophyllotoxin (0.5%) self-application // Int. J. STD. AIDS. 2001. Vol. 12. Pp. 833.
  19. You Y. J., Podophyllotoxin derivatives: current synthetic approaches for new anticancer agents // Curr. Pharm. Des. 2005. Vol. 11. Pp. 1695-1717.
  20. Botta B., Monache G. D., Misiti D., Vitali A., Zappia G. Aryltetralin lignans: chemistry, pharmacology and biotransformations // Curr. Med. Chem. 2001.Vol. 8. Pp. 1363-1381.
  21. Ram S. Research practices in herbal medicinal plant: a case of study of podophyllotoxin // Annals of Library and Information Studies. 2010 Vol. 57. Pp. 65-71.
  22. Мурадханов P. P., Коновалов Д. А. Растения, содержащие подофиллотоксин // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2012. Т. 19. С. 146-151.
  23. Imbert T. F. Discovery of Podophyllotoxins // Biochimie. 1998. Vol. 80. Pp. 207-222.
  24. Ahmad R., Sharma V. K., Rai A. K., Shivananda R. D., Shivananda B. G. Production of lignans in callus culture of Podophyllum hexandrum // Tropical Journal of Pharmaceutical Research2007. Vol. 6. Pp. 803-808.
  25. Yousefzadi M., Sharifi M., Behmanesh M., Moyano E., Bonfill M., Cusido R. Palazon J. Podophyllotoxin: Current approaches to its biotechnological production and future challenges // Engineering in Life Science. 2010. Vol. 10. Pp. 281-292.
  26. Arroo R. R. J., Alfermann A. W., Medarde M., Petersen M., Pras N., Woolley J. G. Plant cell factories as a source for anti-cancer lignans // Phytochemistry Reviews. 2001. Vol. 1. Pp. 27-35.
  27. Gordaliza M., García P. A., del Corral J. M., Castro M. A., Gomez-Zurita M. A. Podophyllotoxin: distribution, sources, applications and new cytotoxic derivatives // Toxicon 2004. Vol. 44. Pp. 441-459.
  28. Bedir E., Khan I., Moraes R. M. Bioprospecting for Podophyllotoxin //J. Janick and A. Whipk. 2002. Pp. 545-549.
  29. Баширова Р. М., Мустафин А. Г. Потенциальные источники подофиллотоксина в Башкирской флоре // Известия Уфимского научного центра РАН. 2016. №2. С. 69-82.
  30. Hansson M. L., Göransson A. Growth and biomass partitioning of Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm. and Festuca ovina (L.) at different relative addition rates of nitrogen // Plant and Soil. 1993. Vol. 155.Pp. 187-190.
  31. Olaru O. T., Nitulescu G. M., Ortan A., Dinu-Pîrvu C. E. Review ethnomedicinal, phytochemical and pharmacological profile of Anthriscus sylvestris as an alternative source for anticancer lignans // Molecules. 2015. Vol. 20. Pp. 15003-15022.
  32. Chattopadhyay S., Bisaria V. S., Bhojwani S. S., Srivastava A. K. Enhanced production of podophyllotoxin by fed batch cultivation of Podophyllum hexandrum // Can. J. Chem. Eng. 2003. Vol. 81. Pp. 1011-1018.
  33. Petersen M., Alferman A. W. The production of cytotoxic lignans by plant cell culture// Appl. Microbiol. Biotechnol. 2001. Vol. 55.Pp. 135-142.
  34. Ionkova I. Biotechnological approaches for the production of lignans // Phcog. Rev. 2007. Vol. 1. Pp. 57-68.
  35. Fuss E. Lignans in plant cell and organ cultures: an overview// Phytochem. Rev. 2003. Vol. 2. Pp. 307-320.
  36. Li W., Li M., Yang D., Xu R., Zhang Y. Production podophyllotoxin by root culture of Podophyllum hexandrum Royle // Electronic Journal of Biology. 2009. Vol. 5. No. 2. P. 34-39.
  37. Кулуев Б. Р., Вершинина З. Р., Князев А. В., Чемерис Д. А., Баймиев Ан.Х., Чумаков М. И., Баймиев Ал.Х., Чемерис А. В. «Косматые» корни растений - важный инструментарий для исследователей и мощная фитохимбиофабрика для производственников // Биомика. 2015. Т. 7. С. 70-120.
  38. Михайлова Е. В., Кулуев Б. Р., Ясыбаева Г. Р., Чемерис А. В. Создание культур бородатых корней Withania somnifera и оценка параметров их роста при выращивании на твердых и жидких питательных средах // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю. А. Овчинникова. 2017. Т. 13. №2. С. 40-45.
  39. Samadi A., Jafari M., Nejhad N. M., Hossenian F. Podophyllotoxin and 6-methoxy podophyllotoxin production in hairy root cultures of Liunm mucronatum ssp. Mucronatum // Pharmacogn Mag. 2014. Vol. 10. No. 38. P. 154-160.
  40. Bazaldua C., Cardoso-Taketa A., Arellano J., Camacho-Diaz B., Ventura-Zapata E., Luisa Villarreal M. Podophyllotoxin-Like Lignans Production through Hairy Roots of Hyptis suaveolens // Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences. 2014. Vol. 4. No. 5. P. 37-47.
  41. Lin H. W., Kwok K. H., Doran P. M. Production of podophyllotoxin using cross-species coculture of Linum flavum hairy roots and Podophyllum hexandrum cell suspensions // Biotechnol Prog. 2003. Vol. 19. Pp. 1417-1426.

Podophyllotoxin-producing plants

Authors

Saprykina P. D.
Bashkir State University
32 Zaki Validi Street, 450074 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia
Taipova R. M.
Bashkir State University
32 Zaki Validi Street, 450074 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia
Kuluev B. R.*
Bashkir State University; Institute of Biochemistry and Genetics of Ufa Scientific Center of RAS
32 Zaki Validi Street, 450074 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia; 71 Prospect Oktyabrya, 450054 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia

Abstract

This review is devoted to the description of natural sources of lignan with anti-cancer properties - podophyllotoxin (PTOX). Presently known are its natural sources, the main applications in medicine, as well as possible ways to obtain PTOX by biotechnology production. The prospects of using Podophyllum hexandrum hairy roots for the production of PTOX on an industrial scale are noted. As a natural source of podophyllotoxin for the central part of Russia, the use of Anthriscus sylvestris is recommended, in addition, in the southern regions of our country, different types of juniper, especially Juniperus sabina , can be used for this purpose.

Keywords

  • podophyllotoxin
  • PTOX
  • Podophyllum hexandrum
  • Anthriscus sylvestris
  • Juniperus sabina
  • suspension cultures
  • hairy roots
Вернуться к списку статей