Matrin ve oksimatrinin mikrobiyal transformasyonu ve metabolitlerinin kolinesteraz inhibisyonu

Abstract

Mikrobiyal transformasyon; farklı mikroorganizma ya da bu mikroorganizmaların enzimlerinin kullanılmasıyla belirli substratların yeni metabolitlere dönüştürülmesi için kullanılan biyoteknolojik yöntemlerdendir. Bu yöntem sağladığı avantajlardan dolayı kimya, gıda ve ilaç endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yeni doğal maddelerin keşfi ve üretimi amacıyla farmakognozi biliminde de ilgi çekmektedir.Halk arasında acı meyan/acı piyan olarak bilinen, Fabaceae familyası üyelerinden Sophora türlerinde sekonder metabolit olarak bulunan matrin ve oksimatrin, kinolizidin alkaloitleri grubundadırlar. Matrin ve oksimatrinin; kardiyak iskemi, viral hastalıklar, hepatit B, kanser gibi hastalık ve semptomlar üzerinde çalışmaları mevcuttur.Bu çalışmada, matrin ve oksimatrin 30 farklı bakteri, maya ve fungus kullanılarak mikrobiyal biyotransformasyonu incelenmiştir. Matrin substratından Mucor ramannianus ve Enterococcus faecalis ile biyotransformasyonu sonucu yeni 2 metabolit oluşmuştur. Oksimatrin substratı ile 5 farklı mikroorganizma ile biyotransformasyonu sonucu matrin metabolit olarak elde edilmiştir. Önce ince tabaka kromatografisi (İTK) ile tespit edilen saflaştırılmış metabolitlerin yapısı sıvı kromatografisi/kütle spektroskopisi (SK/KS) ile kısmen aydınlatılmıştır. Metabolit ve substratların in vitro antibakteriyel, antikandidal, antienflamatuvar, anti-helikobakter, antitüberküloz özellikleri ve asetilkolinesteraz/butirilkolinesteraz inhibisyonu karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Test konsantrasyonlarında in vitro aktivite deneyleri sonucunda numunlerin kayda değer bir inhibisyona yol açmadığı ve etkinlikte olmadığı gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: Matrin, oksimatrin, mikrobiyal transformasyon, antimikrobiyal etki, kolinesteraz aktivite

Microbial transformations are green biotechnological processes where different microorganisms or their enzymes are used to produce new metabolites from defined substrates. This technique has been utilized in chemical, food and pharmaceutical industries in recent years due to its advantages, also in pharmacognosy for the discovery and production of natural drugs.Matrine and oxymatrine are members of the quinolizidine alkaloids, which naturally occur in Sophora species known as `acı meyan` or `piyan` of the Fabaceae as secondary metabolites. In vitro and in vivo studies with matrine and oxymatrine on cardiac iscemia, viral symptoms and hepatitis B, anticancer, etc. are reported.In this present study, matrine and oxymatrine were subjected to microbial biotransformations by using 30 different bacteria, yeast, and fungi, respectively. The biotransformation of matrine by Mucor rammanianus and Enterococcus faecalis produced 2 new metabolites. in the isolation and characterization. Oxymatrine was biotransformed by 5 different microorganisms to produce matrine. The metabolites were intially identified by thin layer chromatography (TLC) and characterized by liquid chromatography/mass spectroscopy (LC/MS). Furthermore, the purified metabolites and substrates were subjected comparatively to in vitro antibacterial, anticandidal, anti-oxidant, antituberculosis evaluations and cholinesterase inhibition assays. All tested samples were not active at the tested concentrations and without significant inhibitory effects.Keywords: Matrine, oxymatrine, microbial transformation, antimicrobial activity, cholinesterase activity