デンドロビウム属植物2種間の窒素含有代謝物のメタボロミクス解析

Metabolomics analysis of nitrogen-containing metabolites between two Dendrobium plants.

• Cheng Song
• Chunyan Jiao
• Qing Jin
• Cunwu Chen
• Yongping Cai
• Yi Lin

抄録

窒素含有化合物、特にアルカロイドは、デンドロビウム植物の重要な薬効成分です。本研究では、固相抽出法と液体クロマトグラフィータンデム質量分析法、多変量解析法を用いて、窒素含有化合物の代謝プロファイリングを確立した。 MCXカートリッジを用いて、2つのカウリスデンドロビイから数百種類の窒素含有化合物を精製した。また、高分解能タンデム質量分析技術を用いて一部の化合物を同定した。多変量データ解析法を用いて、2つのカウリ・デンドロビイからの代謝プロファイリングの比較解析を行った。その結果、アミノ酸、ピロリジン、トロパン、ピリミジン、プリン、インドール、ピペリジン、グアニジン、キノリン、イソキノリン、テルペノイドなど、合計133種の含窒素化合物が同定された。代謝プロファイリング分析の結果，これらの化学成分の組成と含有量は，「.さらに，ピロシン，テルナトゥシンなどのように，いくつかの成分は種特異的であり，2つのカウリ・デンドロビイに分布していた。アルカロイドは主にアミノ酸から多段階の生化学反応を経て得られるため、相関分析の結果、アミノ酸はいくつかの種類の成分と部分的に関連し、特定のアルカロイドと有意に相関していることが示唆された。アルギニンはグアニジンと非常に相関していた。ピリミジン、プリン、ナイアシン・ニコチンアミド代謝中間体は3つの独立したネットワークと関連していた。この結果は、現在カウリス・デンドロビイから同定されている化学成分をさらに豊かにし、他の薬用植物の窒素含有化合物を検出するための技術的な参考となった。

Nitrogen-containing compounds especially alkaloids are important medicinal ingredients in caulis dendrobii plants. Using solid-phase extraction coupled with liquid chromatography tandem mass spectrometry and multivariate data analysis methods, metabolic profiling of the nitrogen-containing compounds was established to distinguish and . Hundreds of nitrogen-containing compounds from the two caulis dendrobii were purified by the MCX cartridges. Some compounds were identified by high-resolution tandem mass spectrometry technology. Together with multivariate data analysis methods, comparative analysis of the metabolic profiling from two caulis dendrobii was conducted. A total of 133 nitrogen-containing compounds were identified, including amino acids, pyrrolidines, tropanes, pyrimidines, purines, indoles, piperidines, guanidines, quinolines, isoquinolines and terpenoids. Metabolic profiling analysis showed that the composition and contents of these chemical components were significantly different between and . Moreover, some components were species-specific, distributed in the two caulis dendrobii, such as pilosine, ternatusine, etc. Because alkaloids are mainly derived from amino acids via multistep biochemical reactions, the correlation analysis suggested that amino acids were partially associated with several types of components and significantly correlated with certain alkaloids. Arginine was extremely correlated with guanidines. Pyrimidines, purines and niacin-nicotinamide metabolic intermediates were associated with three independent networks. The results further enriched the chemical components currently identified from caulis dendrobii and provided a technical reference for detecting nitrogen-containing compounds in other medicinal plants.

© Prof. H.S. Srivastava Foundation for Science and Society 2020.