Kigelia africanaの葉抽出物中の微量元素と化学組成分析のための質量分析技術に結合した最新のクロマトグラフィー法の探査

Exploration of Modern Chromatographic Methods Coupled to Mass Spectrometric Techniques for Trace Element and Chemical Composition Analyses in the Leaf Extracts of Kigelia africana.

• Oladapo F Fagbohun
• Jitcy S Joseph
• Olusola A Salami
• Titus A M Msagati

抄録

Kigelia africana (Lam.) Benth.植物の使用は、前世紀にさかのぼります。植物の異なる部分は、様々な薬理活性を示した。しかし、文献検索では、様々なファイトケミカル成分に関する情報が少ないため、葉の抽出物の使用はほとんどないことが明らかになった。そこで、本研究の目的は、オミックスベースのアプローチを用いて化合物のプロファイリングを行うことである。超高圧液体クロマトグラフィー四重極飛行時間型タンデム質量分析法(qTOF-UPLC/MS)とガスクロマトグラフィー四重極飛行時間型タンデム質量分析法(qTOF-GC/MS)を用いて、これらの化合物のプロファイリングを行った。誘導結合プラズマ発光分光分析法（ICP-OES）を用いて、微量元素の濃度、検出限界（LOD）および定量（LOQ）を測定しました。さらに、より広範な代謝物の定量のために、試料調製に改良を加え、葉抽出物の細胞保護能を確認するために、A375 ヒトメラノーマ細胞株を対象としたMTTアッセイを実施した。その結果、68 のピークが特徴づけられ、275 の代謝物が同定され、そのうち 8 つの代謝物が確認されました。重要なのは、フラグメント119.09、147.08、109.10、137.10、137.06のm/z 165.09のポリフェノール化合物であるオイゲノールを同定したことです。葉の抽出物中の微量元素濃度は、欧州の法規制の勧告に従って、Znは0.08からFeは0.28mg/kgであり、Cdは低濃度であった。葉は、用量依存的にA375ヒトメラノーマ細胞株に対してより高い増殖抑制効果を示した。その結果、K. africanaの葉には様々な医薬品、栄養補助食品、デザイナーズドラッグ、ファイトケミカルが含まれており、これらの化学物質は細胞毒性の副作用を最小限に抑えていることが示された。私たちの知る限りでは、本研究は、オミックスに基づいたアプローチを用いて、葉抽出物中の様々な二次代謝物の情報を提供した初めての研究です。このことから、K. africanaの葉は、抗炎症、抗菌、抗菌、抗真菌、抗増殖剤として、工業用、治療用、医薬用に使用することができると考えられます。グラフィカルアブストラクト。

The use of Kigelia africana (Lam.) Benth. plant dates back to last century. The different parts of the plant exhibited various pharmacological activities. But literature search revealed scanty use of the leaf extract owing to few information regarding the various phytochemical constituents. The aim of this study is, therefore, to profile the chemical compounds through the use of omics-based approach. Ultrahigh-pressure liquid chromatography quadrupole-time-of-flight tandem mass spectrometry (qTOF-UPLC/MS) alongside gas chromatography quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (qTOF-GC/MS) were used to profile these chemical compounds. Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) was used to determine the concentration of trace elements as well as limit of detection (LOD) and quantification (LOQ). For broader metabolite determination, a modified sample preparation was employed and to ascertain the cytoprotective potential of the leaf extract, MTT assay on A375 human melanoma cell lines was carried out. Sixty-eight peaks were characterized with the identification of 275 metabolites where 8 of these were confirmed. Of importance is the identification of eugenol; a polyphenolic compound at m/z 165.09 on fragments 119.09, 147.08, 109.10, 137.10, and 137.06. for qTOF-GC/MS analysis, 232 metabolites were identified consisting of terpenes, fatty acids, furans, amines, amides, and alkanes. The concentration of trace elements in the leaf extract ranged from 0.08 for Zn to 0.28 mg/kg for Fe with low concentrations of Cd according to the recommendation of European Legislation. The leaf showed higher inhibition of growth against A375 human melanoma cell lines in a dose-dependent manner. The results showed that K. africana leaf contained various pharmaceuticals, nutraceuticals, designer drugs, and phytochemicals, and these chemicals have minimal cytotoxic side effects. To the best of our knowledge, this is the first study providing information on the various secondary metabolites in the leaf extract through the use of omics-based approach. Therefore, the leaves of K. africana plant can be used as antiinflammatory, antimicrobial, antibacterial, antifungal, and antiproliferative agents for industrial, therapeutic, and medicinal applications. Graphical Abstract.