Detection of bioactive substances selected fungal species of the genus Ganoderma (Basidiomycota) and their biological activity

Abstract

<p>&nbsp;У оквиру ове докторске дисертације испитан је хемијски састав и биолошке активности ЕtOH, H₂Oи CHCl_3&nbsp; екстраката четири врсте гљива рода<em> Ganoderma</em>&nbsp; (Basidiomycota):&nbsp;<em> G. applanatum,&nbsp; G. lucidum,G. pfeifferi,&nbsp; G. resinaceum</em>&nbsp; са територије Војводине.Хемијски састав анализираних врста је одређен<br />применом: ААЅ методе (састав макро-&nbsp; имикроелемената у сувим остацима гљива) и LC-MS/MS технике (квантитативни састав фенолних једињења и флавоноида) при чему је детектовано 12 једињења. Спектрофотометријским методама је одређен садржај протеина, шећера, укупних фенола и флавоноида, код којих је највећи садржај протеина утврђен за ЕtOH екстракте&nbsp;<em> G. applanatum&nbsp; </em>и&nbsp; <em>G. pfeifferi</em>. Испитивања биолошких активности екстраката обухватила су: одређивање<span id="cke_bm_779S" style="display: none;">&nbsp;</span><em>&nbsp; in vitro</em><span id="cke_bm_779E" style="display: none;">&nbsp;</span>&nbsp; и&nbsp;<em> in vivo</em> антиоксидантне, антимикробне, антиинфламаторне, антипролиферативне и антијабето<span id="cke_bm_780E" style="display: none;">&nbsp;</span>гене&nbsp;&nbsp; aктивности.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</p><p>Антиоксидантна активност (способност неутрализације слободних радикала и редукциони потенцијал) је одређена спектрофотометријским методама, при којој су најбољу активност остварили Н₂О екстракти&nbsp;<em> G</em>. <em>applanatum.</em> Антимикробнa активност&nbsp; анализираних екстраката одређена је испитивањем антибактеријског, антифунгалног и антивиралног потенцијала где се издвојила<em> G. pfeifferi</em> врста. Антиинфламаторни потенцијал EtOH и&nbsp; CHCl₃екстраката одређен је<em>&nbsp; ex vivo&nbsp;</em> методом мерењем способности инхибиције продукције медијатора инфламације&nbsp; (продукти&nbsp; метаболизма арахидонске киселине) при којој су бољу активност испољили CHCl₃ екстракти.</p><p>Ефекат EtOH и H₂O екстраката врста рода Ganoderma&nbsp;&nbsp; на раст MCF ћелијске линије испитан је MTT тестом, а посебно су се издвојили&nbsp; EtOH&nbsp; екстракти врста после 72h.</p><p>Остварена антидијабетогена активност EtOH и Н₂О екстраката врста&nbsp; <span id="cke_bm_795S" style="display: none;">&nbsp;</span><em>G. pfeifferi&nbsp; </em><span id="cke_bm_795E" style="display: none;">&nbsp;</span>и&nbsp;<em> G. resinaceum</em>&nbsp; код алоксан-индукованог&nbsp;<em> D. mell<span id="cke_bm_796E" style="display: none;">&nbsp;</span>itus-a&nbsp;</em> на&nbsp; експерименталним&nbsp; животињама&nbsp; праћена je регенерацијом&nbsp; &szlig;- ћелија&nbsp; Лангерхансових острваца панкреаса. Као потенцијални нефро-&nbsp; и&nbsp; хепатопротективни агенси се издвајају екстракти<em>&nbsp; G. resinaceum.</em></p><p>Сумарно, укупни биопотенцијал анализираних врста рода&nbsp; Ganoderma&nbsp; на основу спроведених анализа хемијске&nbsp;&nbsp; kарактеризације и биолошке активности упућује&nbsp; на&nbsp; могућност њихове потенцијалне примене као нутрацеутика и додатака исхрани, у будућности уз неопходност додатних микохемијских истраживања ових врста, посебно терпеноида и полисахарида, као и других биолошких активности као што је неуропротективна.</p>

<p>&nbsp;U okviru ove doktorske disertacije ispitan je hemijski sastav i biološke aktivnosti EtOH, H₂Oi CHCl_3&nbsp; ekstrakata četiri vrste gljiva roda<em> Ganoderma</em>&nbsp; (Basidiomycota):&nbsp;<em> G. applanatum,&nbsp; G. lucidum,G. pfeifferi,&nbsp; G. resinaceum</em>&nbsp; sa teritorije Vojvodine.Hemijski sastav analiziranih vrsta je određen<br />primenom: AAЅ metode (sastav makro-&nbsp; imikroelemenata u suvim ostacima gljiva) i LC-MS/MS tehnike (kvantitativni sastav fenolnih jedinjenja i flavonoida) pri čemu je detektovano 12 jedinjenja. Spektrofotometrijskim metodama je određen sadržaj proteina, šećera, ukupnih fenola i flavonoida, kod kojih je najveći sadržaj proteina utvrđen za EtOH ekstrakte&nbsp;<em> G. applanatum&nbsp; </em>i&nbsp; <em>G. pfeifferi</em>. Ispitivanja bioloških aktivnosti ekstrakata obuhvatila su: određivanje<span id="cke_bm_779S" style="display: none;">&nbsp;</span><em>&nbsp; in vitro</em><span id="cke_bm_779E" style="display: none;">&nbsp;</span>&nbsp; i&nbsp;<em> in vivo</em> antioksidantne, antimikrobne, antiinflamatorne, antiproliferativne i antijabeto<span id="cke_bm_780E" style="display: none;">&nbsp;</span>gene&nbsp;&nbsp; aktivnosti.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</p><p>Antioksidantna aktivnost (sposobnost neutralizacije slobodnih radikala i redukcioni potencijal) je određena spektrofotometrijskim metodama, pri kojoj su najbolju aktivnost ostvarili N₂O ekstrakti&nbsp;<em> G</em>. <em>applanatum.</em> Antimikrobna aktivnost&nbsp; analiziranih ekstrakata određena je ispitivanjem antibakterijskog, antifungalnog i antiviralnog potencijala gde se izdvojila<em> G. pfeifferi</em> vrsta. Antiinflamatorni potencijal EtOH i&nbsp; CHCl₃ekstrakata određen je<em>&nbsp; ex vivo&nbsp;</em> metodom merenjem sposobnosti inhibicije produkcije medijatora inflamacije&nbsp; (produkti&nbsp; metabolizma arahidonske kiseline) pri kojoj su bolju aktivnost ispoljili CHCl₃ ekstrakti.</p><p>Efekat EtOH i H₂O ekstrakata vrsta roda Ganoderma&nbsp;&nbsp; na rast MCF ćelijske linije ispitan je MTT testom, a posebno su se izdvojili&nbsp; EtOH&nbsp; ekstrakti vrsta posle 72h.</p><p>Ostvarena antidijabetogena aktivnost EtOH i N₂O ekstrakata vrsta&nbsp; <span id="cke_bm_795S" style="display: none;">&nbsp;</span><em>G. pfeifferi&nbsp; </em><span id="cke_bm_795E" style="display: none;">&nbsp;</span>i&nbsp;<em> G. resinaceum</em>&nbsp; kod aloksan-indukovanog&nbsp;<em> D. mell<span id="cke_bm_796E" style="display: none;">&nbsp;</span>itus-a&nbsp;</em> na&nbsp; eksperimentalnim&nbsp; životinjama&nbsp; praćena je regeneracijom&nbsp; &szlig;- ćelija&nbsp; Langerhansovih ostrvaca pankreasa. Kao potencijalni nefro-&nbsp; i&nbsp; hepatoprotektivni agensi se izdvajaju ekstrakti<em>&nbsp; G. resinaceum.</em></p><p>Sumarno, ukupni biopotencijal analiziranih vrsta roda&nbsp; Ganoderma&nbsp; na osnovu sprovedenih analiza hemijske&nbsp;&nbsp; karakterizacije i biološke aktivnosti upućuje&nbsp; na&nbsp; mogućnost njihove potencijalne primene kao nutraceutika i dodataka ishrani, u budućnosti uz neophodnost dodatnih mikohemijskih istraživanja ovih vrsta, posebno terpenoida i polisaharida, kao i drugih bioloških aktivnosti kao što je neuroprotektivna.</p>

<p>Whitin this doctoral thesis the chemical composition and biological activity of EtOH, H<span id="cke_bm_699S" style="display: none;">&nbsp;</span>₂<span id="cke_bm_699E" style="display: none;">&nbsp;</span>O and CHCl₃extracts of four fungal species which belong to genus<em> Ganoderma&nbsp;</em> (phylum Basidiomycota)<span id="cke_bm_700E" style="display: none;">&nbsp;</span>:&nbsp;<em> G. applanatum,&nbsp; G. lucidum,&nbsp; G. pfeifferi,&nbsp; G. resinaceum</em>&nbsp; were determinated. The samples were collected from different localities in Vojvodina. Chemical characterization included: AAS methods (compositon of macro- and&nbsp; microelements in d.w. of fungi) and LC-MS/MS technique (quantitative analysis of phenolic compounds and flavonoids) wherein the 12 selected phenolic compounds were detected. The total proteins, sugars, phenolics and flavonoids content were&nbsp;&nbsp;&nbsp; determined using spectrophotometric methods. The highest protein content was determined in EtOH extracts of<span id="cke_bm_707S" style="display: none;">&nbsp;</span><em> G. applanatum&nbsp; </em><span id="cke_bm_707E" style="display: none;">&nbsp;</span>and <em>G. pfeifferi</em>&nbsp; species. In order to assess the biological potential, the in vitro&nbsp; and in vivo antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory, antiproliferative and antidiabetic activities of the extracts were investigated.<span id="cke_bm_708E" style="display: none;">&nbsp;</span><br />&nbsp;&nbsp; The antioxidant activity (the ability of neutralizing free radicals and reduction potential) estimated byspectrophotometric methods. The highest&nbsp;&nbsp; antioxidant potential was noticed in H₂O extracts of&nbsp; <em>G. applanatum.</em> Evaluation of antimicrobial activity included the estimation of antibacterial, antifungal and antiviral activity, whereby the&nbsp; species&nbsp;<em> G. pfeifferi&nbsp;</em> showed the highest potential The anti-inflammatory activity of EtOH and&nbsp; CHCl₃&nbsp; extracts was determined by&nbsp; ex vivo&nbsp; method measuring the ability of production inhibition of inflammation mediators&nbsp; (products of arachidonic acid metabolism), where the CHCl₃&nbsp; extracts were exhibited better activity.<br />&nbsp;&nbsp; The effect of EtOH and H₂O extracts of<em>&nbsp; Ganoderma</em> species on the growth of the cell line MCF-7, has been examined using MTT assay (stand out ethanolic extracts of analyzed species after 72h incubation period).<br />&nbsp;&nbsp; Achieved antidiabetic activity of EtOH and H₂O extracts o<em>f<span id="cke_bm_725S" style="display: none;">&nbsp;</span> G. pfeifferi<span id="cke_bm_725E" style="display: none;">&nbsp;</span>&nbsp; </em>an<em>d G. resinaceum</em>&nbsp; at alloxan-i<span id="cke_bm_726E" style="display: none;">&nbsp;</span>nduced D. mellitus in experimental animals was followed by regeneration of&nbsp; cells of Langerhans pancreatic islets. Extracts of&nbsp;<em> G.&nbsp;&nbsp; resinaceum&nbsp;</em> were allocated as a potential nephro- and&nbsp; hepatoprotective agents.<br />In summary, the overall biological potential of the analyzed species of the genus&nbsp; <em>Ganoderma</em>&nbsp; based on results for chemical and biological characterization indicate that they could be used&nbsp; as a nutraceuticals and food supplements in the future, with further the necessity of additional mycochemical investigation (especially terpenoids and polysaccharides) and other biological activity such as neuroprotective.</p>