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Dec 08, 2023

Reinigung, Charakterisierung und Bestimmung der biologischen Aktivitäten von Wasser

Scientific Reports Band 12, Artikelnummer: 8160 (2022) Diesen Artikel zitieren 1694 Zugriffe 5 Zitate 2 Altmetrische Metrikdetails Mahonia bealei ist eines der wichtigsten Mitglieder der Gattung Mahonia

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 8160 (2022) Diesen Artikel zitieren

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5 Zitate

2 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Mahonia bealei ist eines der wichtigsten Vertreter der Gattung Mahonia und der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM). Mehrere aus dieser Pflanze isolierte Verbindungen zeigten nützliche biologische Aktivitäten. Polysaccharide, ein wichtiges Biomakromolekül, sind im Fall von M. bealei noch wenig erforscht. In dieser Studie wurden Heißwasserextraktion und Ethanolfällung zur Extraktion von Polysacchariden aus dem Stamm von M. bealei verwendet und der Extrakt anschließend mithilfe einer Ultrafiltrationsmembran bei einem Cut-Off-Wert von 50.000 Da gereinigt. Die Charakterisierung des gereinigten M. bealei-Polysaccharids (MBP) erfolgte mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR) zusammen mit Rasterelektronenmikroskopie (REM), Röntgenkristallographie-XRD-Analyse und thermogravimetrischer Analyse (TGA). Das gereinigte Polysaccharid MBP wurde auf sein antioxidatives Potenzial getestet, indem seine Reduktionskraft bestimmt wurde. Darüber hinaus wurden DPPH, ABTS, das Abfangen von Superoxidradikalen und Hydroxylradikalen sowie die Eisenionen-chelatbildenden Aktivitäten bestimmt. Bei allen Parametern wurde eine erhöhte antioxidative Aktivität des Polysaccharids mit steigender Konzentration (0,5 bis 5 mg/ml) berichtet. Das antimikrobielle Potenzial wurde gegen grampositive und gramnegative Bakterien bestimmt. 20 µg/ml MBP erwiesen sich bei einer Inkubationszeit von 12 Stunden gegen Escherichia coli- und Bacillus subtilis-Bakterien als angemessen. Wir kommen zu dem Schluss, dass Polysaccharide von M. bealei potenzielle Fähigkeiten von biologischer Bedeutung besitzen; Zur Aufklärung ihrer Struktur und nützlichen Aktivitäten sind jedoch weitere Studien erforderlich.

Mahonia ist eine Gattung der basalen Eudikotyledonen. Es besteht aus kleinen Bäumen und Sträuchern, die immergrün sind. Diese Pflanzen besitzen zusammengesetzte Blätter, die lederartig (sklerophyll) sind1,2. Geografisch ist diese Pflanze auf der ganzen Welt verbreitet und mindestens zwanzig Arten wurden in einigen südwestlichen Teilen der Vereinigten Staaten2 sowie in Europa gefunden, wo Mitglieder dieser Gattung als invasive Arten wachsen3. Mahonia bealei ist ein wichtiges Mitglied dieser Gattung, die medizinische Bedeutung hat.

Die Traditionelle Chinesische Medizin (TCM) verwendet verschiedene Materialien, die aus Tieren, Pflanzen und Mineralien stammen, und hat eine lange Geschichte. Verschiedene Krankheiten wie Ruhr werden seit langem durch die Verwendung verschiedener Teile der Mahonia, einschließlich Wurzeln, Stängel und Blätter, als wichtiger Bestandteil der TCM behandelt. Wichtige Merkmale der Behandlung dieser Pflanze sind ihre feuchtigkeitsspendende Wirkung, ihre entgiftende Wirkung und ihre Eigenschaft, Hitze zu beseitigen (Chinese Pharmacopeia Commission 2010)4.

Mindestens zehn oder mehr Monosaccharideinheiten verbinden sich über glykosidische Bindungen zu komplexen Polysacchariden. Alle lebenden Zellen enthalten Polysaccharide; In Pflanzen erfüllen sie jedoch wichtige Funktionen. Pflanzliche Polysaccharide wurden im Laufe der Geschichte auf ihre Wirksamkeit hin untersucht, darunter Anti-Aging-, Antikrebs- und immunregulatorische Wirkungen. Aufgrund der erfolgreichen Senkung der Blutfettwerte haben sich diese Polysaccharide erfolgreich bei der Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen bewährt. Darüber hinaus wird berichtet, dass diese Moleküle den Blutzuckerspiegel erfolgreich senken und Diabetes behandeln können5,6,7,8,9,10,11,12,13. Diese Polysaccharidmoleküle spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Lebensmitteln, Verpackungsmaterialien und therapeutischen Produkten14,15,16,17,18.

Antioxidantien sind eine weitere wichtige Art von Verbindungen, die den Oxidationsprozess hemmen und bei der Reduzierung freier Radikale helfen. Diese Eigenschaft hilft bei der Linderung von oxidativem Stress im Körper bei ihrer Verwendung. Es wurde berichtet, dass die Langzeitanwendung synthetischer Antioxidantien sowohl zur Karzinogenese als auch zu Leberschäden führen kann19. Polysaccharide aus verschiedenen Pflanzen haben potenzielle antioxidative Aktivitäten gezeigt und wir haben einige davon bereits zuvor untersucht17,18,20. Polysaccharide von M. bealei und ihr antioxidatives Potenzial sind unserer Literaturrecherche zufolge noch unerforscht.

Mahonia caulis ist ein wichtiges Mitglied der TCM. Es besteht aus Mahonia bealei (Fort.) Carr. Oder M. Fortune (Lindl.) Fedde getrocknete Stängel und ist eines der wichtigen Arzneimittel, die in der TCM verwendet werden. Verschiedene Krankheiten wurden damit behandelt, darunter Geschwüre, Karbunkel, ikterische Hepatitis-Konjunktivitis, Zahnschmerzen, Furunkel und andere Krankheiten, die mit Magenfeuer in Zusammenhang stehen21. Es wurde berichtet, dass die Blätter von Mahonia bealei reich an polyphenolischen Verbindungen sind und antioxidative Eigenschaften besitzen; diese wurden für die Herstellung von Bittertee verwendet22. Zahlreiche Studien belegen, dass der Verzehr von Pflanzenblättern ein antioxidatives Potenzial aufweist. Diese werden beispielsweise in Form von Tee verwendet. Der weltweit verwendete schwarze Tee ist ein klassisches Beispiel für dieses Potenzial23. Stamm und Wurzeln dieser Pflanze enthalten laut phytochemischen Studien Alkaloide und Cerebroside24. Traditionell werden in der TCM bestimmte Teile von Pflanzenarten der Gattung Mahonia, darunter Früchte, Rinde, Stängel, Blätter und Wurzeln, für therapeutische Zwecke verwendet25,26,27,28,29. Alkaloide, Sterole, Glykoside und Flavonoide wurden aus M. bealei30 isoliert. Mehrere Studien haben berichtet, dass aus verschiedenen Teilen von M. bealei extrahierte und gereinigte Verbindungen nützliche biologische Aktivitäten wie antioxidative Aktivität22,31, antimikrobielle Aktivität27,32,33,34,35, entzündungshemmende36, Anti-Gastrin-37 sowie Antitumoraktivitäten22 aufweisen ,38,39,40.

Neben mehreren Studien zur Extraktion und Reinigung von Verbindungen aus M. bealei ist der Extraktions- und Reinigungsaspekt von Polysacchariden sowie die Erforschung ihres nützlichen therapeutischen Potenzials unseres Wissens nach noch wenig erforscht. Zuvor haben wir die Phytochemie und nützliche biologische Aktivitäten von aus M. bealei isolierten Verbindungen sowie deren medizinische Bedeutung untersucht41. In der aktuellen Studie haben wir Polysaccharide für den Stamm von M. bealei extrahiert, gereinigt und charakterisiert sowie ihre nützlichen biologischen Aktivitäten untersucht.

Diese Studie wurde unter Verwendung des folgenden Versuchsschemas durchgeführt.

Die Pflanze M. bealei wurde 2018 in der Provinz Yunnan in China gesammelt. Sie wurde von Professor Rongji Dai vom Beijing Key Laboratory for Separation and Analysis in Biomedicine and Pharmaceuticals, School of Life Science, Beijing Institute of Technology (Peking-Stadt, China) und wurde im Herbarium mit der Exemplarnummer 1850 am Beijing Institute of Technology (BIT) in Peking aufbewahrt. Die gesamten M. bealei-Pflanzenproben wurden vor der Verarbeitung getrocknet und entsprachen den wichtigsten Standards für landwirtschaftliche Produkte Chinas. Die Identifizierung erfolgte auf Grundlage des Arzneibuchs der Volksrepublik China von 2015.

Mahonia bealei-Stängel mit einem Gewicht von etwa einem kg wurden zur Extraktion gemahlen, pulverisiert und gemischt. Anschließend wurde zur Extraktion heißes Wasser in einem Verhältnis von 1:10 w/v (Material zu Lösungsmittel) verwendet. Es wurde destilliertes Wasser verwendet und dieses Material eine Stunde lang auf 100 °C gekocht und der gesamte Vorgang wurde viermal wiederholt. Jedes Mal wurde die Mischung abgekühlt und filtriert, um den Überstand aufzufangen.

Dieser Überstand wurde mit 75 % Ethanol (1:4, Verhältnis Extrakt zu Ethanol) behandelt und 24 Stunden lang bei 4 °C gehalten. Es entstand ein Pellet, das Polysaccharide und Protein enthielt, das weiter aufgetrennt wurde. Die Zentrifugation dieser Mischung wurde zehn Minuten lang bei 4000 U/min durchgeführt. Das resultierende Pellet enthielt den gewünschten Extrakt, der weiterverarbeitet wurde.

Eine weitere Filtration wurde durchgeführt, um Ethanol unter Verwendung von 0,45 µ-Filterpapier (Whatmann) abzutrennen. Dann wurden wasserlösliche Teile der Probe mit einem Rotationsverdampfer gesammelt und anschließend konzentriert und in einem Trockenofen getrocknet, um den Wassergehalt vollständig zu verdampfen. Eine vollständig trockene Probe wurde entnommen und weiter analysiert.

Zum Auflösen des gefriergetrockneten Extrakts wurde entionisiertes Wasser verwendet. Für die Auflösung wurde eine Konzentration von 10 mg/ml verwendet. Das Trennreagenz (n-Butanol-Chloroform, 1:4) wurde zur endgültigen Abtrennung der Proteine ​​aus der Mischung in einer Konzentration von 1/442 verwendet.

Zur Ultrafiltration wurden vollständig getrocknete Proben bis zur vollständigen Auflösung in Wasser gelöst. Diese Probe wurde durch die Membran geleitet (50.000 Da, Cut-off für MW) und intensiv dialysiert, sodass andere Moleküle aus dieser gelösten Probe entfernt wurden. Dazu gehörten Verbindungen wie Flavonoide, Polyphenole usw. Die gewonnene Probe wurde weiter konzentriert, getrocknet und verarbeitet43. Der Prozess der Ultrafiltration ist in der folgenden Abbildung 1 dargestellt:

Ultrafiltrationsaufbau: 1 – Tank (mit Stickstoff), 2 – Regler (für Druck), 3 – Manometer, 4 – Membran, 5 – gerührte Ultrafiltrationszelle, 6 – Magnetrührer, 7 – Behälter (für Permeat), Abbildung übernommen aus44.

Nach der Extraktion und Reinigung der Polysaccharide wurden MBP mit verschiedenen Methoden charakterisiert. Diese werden im Folgenden besprochen.

Diese Analyse wurde mit einem FT-IR-Spektrophotometer (FT-IR, Nicolet, USA) Modell 5700 durchgeführt. Es wurde eine OMNIC-Workstation verwendet, die in einem Bereich von 4000–400 cm−1 arbeitet45. 1 mg Polysaccharidprobe und 50 mg KBr wurden gemischt. Zum Mahlen der Probe wurden Achatstößel und -mörser verwendet und nach dem Einpressen von Pellets wurde die Probe weiter analysiert.

Für das REM wurde ein Feldemissions-REM (JEOL Ltd. Japan), Modell JSM 670IF, verwendet. Die Probe wurde vor der Befestigung mit dem doppelseitigen Klebeband gefriergetrocknet. Zur Analyse wurde es nach der Befestigung mit dem Probenstumpf mit Platin beschichtet. Schließlich wurden die mittels SEM erhaltenen Bilder des MBP aufgezeichnet.

Für unsere entnommenen Proben wurde gemäß den vorherigen Studien eine XRD-Analyse durchgeführt46. Zur Analyse wurde ein Röntgendiffraktometer (D8 ADVANCE, Bruker, Deutschland) verwendet und der Prozess bei Raumtemperatur, d. h. 20 ± 1 °C, durchgeführt. Für die Mustersammlung wurden 5°–50° des 2θ-Bereichs verwendet. Zu diesem Zweck wurde eine Schrittweite von 0,02° bei einer Geschwindigkeit von 1 s/Schritt angewendet.

Diese Analyse wurde in Übereinstimmung mit früheren Studien47 durchgeführt. Das zu diesem Zweck verwendete Gerät war TGA4000 (PE Corporation, USA). Mit einer TGA-Mikrowaage wurden 2–5 mg der gefriergetrockneten Probe gewogen und mit einer Geschwindigkeit von 20 °C/min von 30 auf 600 °C erhitzt. Zum Erhitzen wurde eine Durchflussrate von 20 ml/min unter Verwendung von Stickstoffgas angewendet.

Im nächsten Teil der Studie wurden verschiedene biologische Aktivitäten von MBP analysiert. Nachfolgend finden Sie Einzelheiten zu den für diese Studie angewandten Methoden.

Unter mehreren nützlichen biologischen Aktivitäten gehört die antioxidative Aktivität zu den wichtigsten. Die Auswertung erfolgte mit verschiedenen Methoden, die im Folgenden ausführlich beschrieben werden:

Die MBP-Probe wurde zur Bestimmung ihres Reduktionspotenzials unter Verwendung zuvor beschriebener Methoden analysiert; Es wurden jedoch geringfügige Änderungen vorgenommen48. 1 ml MBP-Polysaccharidprobe wurde vorbereitet und dann mit phosphatgepufferter Kochsalzlösung (0,2 M) bei 6,6 pH und 2,5 ml Volumen gemischt. Es wurden verschiedene Probenkonzentrationen von 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2, 2,50, 3, 3,5, 4 und 5 mg/ml hergestellt. Es wurden 2,5 ml Kaliumferricyanid K3Fe(CN)6 (1 % (Gew./Vol.)) hergestellt. Nach dem Mischen mit dieser genannten Lösung wurde die Probe 20 Minuten lang bei 50 °C inkubiert. Anschließend wurden 2,5 ml TCA-Lösung (10 % (Gew./Vol.)) hinzugefügt ). FeCl3. Die resultierende Lösung wurde mit einem Spektrophotometer analysiert und die Absorption bei 700 nm überprüft, wobei Vitamin C als Positivkontrolle diente. Diese Kontrolle wird in diesem Experiment verwendet, da Vitamin C ein natürliches Oxidationsmittel ist. Eine erhöhte Absorptionsmenge wurde als stärker reduzierend angesehen Leistung.

Dieser Parameter wurde zur Bestimmung der antioxidativen Aktivität von MBP gemäß den berichteten Studien nach geringfügigen Modifikationen verwendet49. 3 ml DPPH wurden vorbereitet. Dieses Reagenz als Quelle für freie Radikale wurde mit einer Konzentration von 0,1 mM in 50 % Ethanol hergestellt. 1 ml Probenkonzentration wurde in verschiedenen Konzentrationen von 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2, 2,50, 3, 3,5, 4 und 5 mg/ml hergestellt. Die vorbereitete Mischung wurde 25 Minuten lang bei 25 °C inkubiert. Es wurde 5 Minuten lang kräftig geschüttelt. Für diese Mischung wurde die Absorption bei 517 nm gemessen und Vitamin C als Positivkontrolle verwendet. Ascorbinsäure ist ein natürliches Antioxidans, das hier als Positivkontrolle eingesetzt wird. Anschließend wurde die Aktivität zum Abfangen freier Radikale anhand der obigen Messwerte und der folgenden Formel gemessen:

Hier entspricht A0 der Extinktion (bei 517 nm) der Kontrolle. Die Kontrolllösung enthielt DPPH und es wurde keine Probe hinzugefügt. A1 entspricht der Probenabsorption (517 nm). Unter Probe versteht man die mit der Probe vermischte Positivkontrolle oder DPPH-Lösung.

ABTS-Radikale wurden angewendet, um die Radikalfängeraktivität von MBP-Polysacchariden zu bestimmen, wie zuvor nach einigen Modifikationen berichtet. 7 mM ABTS-Lösung und 2,45 mM Kaliumpersulfatlösungen wurden gemischt. Die Reaktion wurde 12–16 Stunden lang im Dunkeln durchgeführt. Phosphatpuffer (pH 7,4) wurde zum 50–60-fachen Verdünnen der ABTS-Lösung verwendet und seine Absorption wurde auf 0,70 ± 0,02 bei einer Wellenlänge von 734 nm eingestellt. Die Probenlösung (0,4 ml) wurde in verschiedenen Konzentrationen im Bereich von 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2, 2,50, 3, 3,5, 4 und 5 mg/ml hergestellt. Die Mischung wurde zu 3 ml ABTS-Lösung gegeben. Vor dem kräftigen Mischen wurde ein Spektrophotometer zur Bestimmung der Absorption bei 734 nm verwendet und durch Halten bei Raumtemperatur innerhalb von 10 Minuten nach der Messung stabilisiert. Ascorbinsäure war die Positivkontrolle. Dieses wurde als natürliches Antioxidans verwendet und die folgende Formel wurde zur Berechnung der ABTS-Radikalfängerfähigkeit angewendet:

Hier stellt A0 die Kontrolle (Absorption) dar. Die ABTS-Lösung ohne Probe diente als Kontrolle. A1 zeigt den Messwert (Absorption) der Probe (MBP-Probe zusammen mit ABTS) oder der Positivkontrolle.

Die antioxidative Fähigkeit von MBP wurde durch die Verwendung von Superoxid-Anionenradikalen getestet, nachdem das zuvor beschriebene Protokoll modifiziert wurde50. Für diesen Test wurden 0,5 ml MBP in verschiedenen Konzentrationsbereichen von 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2, 2,50, 3, 3,5, 4 und 5 mg/ml hergestellt. Zum Mischen wurde Tris-HCl-Puffer (50 mM, pH 8,2) in einem Volumen von 5 ml verwendet. Darüber hinaus wurde die Mischung nach Zugabe von 0,5 ml Pyrogallussäurelösung (5 mM) kräftig geschüttelt. Bei 25 °C wurde die Mischung zehn Minuten lang inkubiert und durch Zutropfen von 0,1 ml HCl (0,1 M) beendet. In diesem Experiment wurde Vitamin C als Positivkontrolle verwendet und destilliertes Wasser wurde als Blindwert verwendet. Da Vitamin C ein natürliches Antioxidans ist, wurde es als Positivkontrolle zum Vergleich verwendet und in diesem Experiment wurde destilliertes Wasser als Blindprobe verwendet. Zur Messung der Absorption dieser Mischung wurde eine Wellenlänge von 420 nm eingestellt. Später wurde die folgende Formel zur Bestimmung der Abfangfähigkeit von MBP des Superoxids verwendet:

Hier stellt A0 die Absorption des Leerwerts (deionisiertes Wasser) und A1 die Absorption der MBP-Probe dar.

Die antioxidative Fähigkeit des MBP wurde anhand des bereits erwähnten Hydroxylradikalfängerpotenzials des MBP analysiert51. Eine Konzentration reicht von 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2, 2,50, 3, 3,5, 4 und 5 mg/ml. 1 ml Polysaccharid wurde hergestellt. Zum Mischen der Probe vor Beginn der Reaktion wurden 1 ml Salicylsäure-Ethanol (Konzentration 9 mmol/l) und 1 ml Eisensulfat (Konzentration 9 mmol/l) verwendet. Zum Starten der Reaktion wurde Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration von 8 mmol/l und einem Volumen von 1 ml verwendet. Dann wurde mit einem Spektrophotometer die Absorption bei 510 nm aufgezeichnet und die Mischung 30 Minuten lang bei 37 °C inkubiert. In diesem Experiment wurde destilliertes Wasser (1 ml) als Blindprobe und Vitamin C (Ascorbinsäure, ein natürliches Antioxidans) als Positivkontrolle verwendet.

Die Aktivität wurde nach der folgenden Formel berechnet:

Hier stellt A0 die Extinktion des Leerwerts (destilliertes Wasser) dar und A1 zeigt die Extinktion der Probe.

Für dieses Experiment wurde ein Eisen-Ferrozin-Komplex verwendet und die Chelatisierungsaktivität von Eisenionen für die MBP-Probe in Abhängigkeit von der Abnahme der Absorption gemäß der vorherigen Studie geschätzt52. Die MBP-Probe wurde in einem Volumen von 1 ml und in verschiedenen Konzentrationsbereichen hergestellt, d. h. 0, 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2, 2,50, 3, 3,5, 4 und 5 mg/ml, und mit einer Menge von 100 µl gemischt FeCl2·4H2O (2,0 mmol/l). Der Mischung wurde auch destilliertes Wasser (3,7 ml) zugesetzt. Zum Starten der Reaktion wurde Ferrozin (5,0 mmol/l) verwendet. Hierzu wurden 200 µl Ferrozin zugegeben. Die Mischung wurde 20 Minuten stehen gelassen, um ein Gleichgewicht zu erreichen. Dann wurde die Absorption der Reaktionsmischung bei einer Wellenlänge von 562 nm aufgezeichnet. In diesem Experiment wurde EDTA als Positivkontrolle verwendet, da Studien gezeigt haben, dass EDTA eine chelatbildende Aktivität für Eisenionen aufweist; Daher wurde es in dieser Studie als Positivkontrolle verwendet. Für die Berechnung wurde folgende Formel verwendet:

Hier zeigt A0 die Absorption des Leerwerts (destilliertes Wasser) und A1 die Absorption der Probe.

Die aus dem Stamm von Mahonia bealei gewonnene Polysaccharidprobe wurde auf ihr antibakterielles Potenzial getestet. Zur Analyse dieses Potenzials wurden die folgenden Schritte durchgeführt.

Die antibakterielle Aktivität der extrahierten, gereinigten und charakterisierten Polysaccharide, die aus dem Stamm von Mahonia bealei gewonnen wurden, wurde getestet. Verschiedene Konzentrationen dieser bestätigten Verbindung wurden nach dem Auflösen in Wasser hergestellt. Für die MBP-Probe wurde ein Konzentrationsbereich von 5, 10, 15, 20 und 25 µg/ml hergestellt. Diese Konzentrationen wurden zur Probenvorbereitung in 1 ml Wasser gelöst. Diese unterschiedlichen Konzentrationen wurden für Tests als potenzielle antibakterielle Wirkstoffe verwendet.

In dieser Studie wurden Bacillus subtilis- und Escherichia coli-Kulturen getestet. Diese wurden nach normalem Wachstum im Labor gewonnen. Als Kulturmedium für das Wachstum dieser Mikroorganismen und die Bestimmung ihres antibakteriellen Potenzials wurde Luria-Bouillon (LB)-Medium verwendet. Die Zusammensetzung von LB pro Liter umfasste 10 g Pepton, 5 g Natriumchlorid, 5 g Hefeextrakt und 15 g Agar, gelöst in destilliertem Wasser (1 l).

Dieses Medium wurde durch 15-minütiges Autoklavieren bei 121 °C unter Druck sterilisiert. Anschließend wurde es aseptisch in einer Laminarströmungshaube in die Petrischalen gegossen, um jegliche Kontamination zu vermeiden. Für das Experiment wurde auch Phosphatpuffer-Kochsalzlösung (PBS) hergestellt. Eine Stammlösung wurde unter Verwendung von KCl 2,7 mM, NaCl 137 mM, KH2PO4 1,8 mM und Na2HPO4 10 mM hergestellt. Schließlich wurde der pH-Wert des PBS auf 7,2 eingestellt. Zur pH-Einstellung wurden Salzsäure HCl und Natriumhydroxid NaOH verwendet.

Bacillus subtilis wurde als Modellorganismus zur Darstellung von Gram(+)-Bakterien verwendet, und E. coli wurde als Modellorganismus zum Testen des antibakteriellen Potenzials von MBP gegen Gram(–)-Bakterien verwendet. Bakterienkulturen wurden über Nacht bei 37 °C gezüchtet. Eine Kolonie reiner Kultur wurde in einen Kolben mit LB-Brühe überführt. Nach dem Wachstum der Kultur bis zur logarithmischen Phase wurde die Bakterienpopulation nach 10-minütigem Zentrifugieren der Kulturbrühe (1 ml) bei 8000 U/min pelletiert. Zum Waschen des Pellets wurde PBS verwendet. Anschließend wurde es zur Herstellung von Zellsuspensionen erneut in PBS aufgelöst. Zur Vorbereitung der Probe wurde eine Endkonzentration von 107 Zellen pro ml verwendet. Diese Endkonzentration an Bakterienzellen wurde zum Testen der Wirksamkeit verschiedener MBP-Konzentrationen gegen Bakterienwachstum verwendet.

Zur Messung der antibakteriellen Wirksamkeit wurden die Koloniezahl der Bakterienzellen und die optische Dichte (OD) gemessen. Die antibakterielle Aktivität wurde mithilfe von Batch-Assays bestimmt, um die Wirksamkeit verschiedener Konzentrationen der Verbindung zu bestimmen.

Es wurden Petrischalen mit LB-Medium vorbereitet und die Bakterienkultur auf allen Platten verteilt. Es wurden unterschiedliche MBP-Konzentrationsbereiche verwendet, d. h. 0–20 µg/ml auf Petrischalen. Die Bakterien wurden vor dem Auftragen der Verbindung gleichmäßig auf den Platten verteilt. Nach dem Eingießen der MBP-Probe wurden die beimpften Periplatten 24 Stunden lang bei 37 °C im Inkubator inkubiert. Um die Hemmwirkung der verschiedenen Konzentrationen des Polysaccharids zu überprüfen, wurde das Wachstum von Bakterien auf Petrischalen beobachtet. Die optische Dichte (OD) wurde getestet, um die Hemmkonzentration der Verbindung gegen diese beiden Bakterien zu messen. Die Kulturen wurden in separaten LB-Kolben durch kontinuierliches Schütteln bei 150 U/min und 35 °C für 4 Stunden gezüchtet. DI wurde als Kontrolle verwendet. Röhrchen (15 ml) mit LB-Medium (10 ml) wurden beimpft und dann in einem Orbitalschüttelinkubator bei 35 °C und 150 U/min aufbewahrt.

Die optische Dichte (OD) der Proben wurde bei einer Wellenlänge von 600 nm in allen Aliquots, die die Proben enthielten, berechnet. Die Messungen wurden in bestimmten Zeitintervallen durchgeführt. Das anhand der entsprechenden OD-Werte gemessene Bakterienwachstum wurde aufgezeichnet und die Daten wurden aufgezeichnet, um die Hemmung des Bakterienwachstums zu bestimmen. Aus Gründen der Präzision wurden die Experimente in dreifacher Ausfertigung durchgeführt und für die Endergebnisse wurde der Durchschnitt aller Messwerte herangezogen.

Das vollständige Versuchsschema für diese Studie ist in Abb. 2 unten dargestellt.

Schematische Darstellung des in der Studie verwendeten experimentellen Prozesses.

Die Ergebnisse dieser Studie nach experimenteller Analyse werden im Folgenden ausführlich beschrieben:

Das extrahierte und gereinigte MBP wurde wie unten angegeben auf chemische Charakterisierung getestet.

Eine der wichtigsten Methoden zur Vorhersage der Struktur biologischer Makromoleküle wie Polysaccharide ist die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR). Das FT-IR-Spektrum des so hergestellten Materials ist in Abb. 3 dargestellt. Die Ergebnisse zeigten, dass das IR-Spektrum der Materialien charakteristische starke Absorptionsbanden bei etwa 3296 cm−1 für die Streckung von –OH von Polysacchariden aufwies schwache Absorption bei 2926 cm−1 für die C-H-Streckschwingungsbande. Bei 1743 cm−1 zeigte eine schwache Absorptionsbande das Vorhandensein von Carboxylgruppen im isolierten Polysaccharid. Bei 1604 cm−1 entsprachen die Streckungspeaks (C=C)-Carbonylgruppen. Die bei 1508 cm−1 beobachtete Bande zeigte eine N-O-Streckung, was auf das Vorhandensein einer Nitroverbindung schließen ließ. Die beiden bei 1362 und 1233 cm−1 beobachteten Absorptionspeaks stehen im Zusammenhang mit den Streckschwingungen der C-H-Biegung bzw. der C-O-Streckung. Darüber hinaus deutete eine bei 1023 cm-1 beobachtete Absorptionsbande auf das Vorhandensein einer CO-O-CO-Bindung in der Materialstruktur hin. Diese charakteristischen Peaks ließen erfolgreich auf das Vorhandensein von Polysaccharid in der beobachteten isolierten Probe schließen.

FT-IR-Spektren des MBP.

Bei Polysacchariden liegen im Vergleich zu Nukleotiden und Proteinen komplexe Stereoformen vor. In dieser Studie verwendeten wir SEM zur Bestimmung der Morphologie des isolierten Polysaccharids. Es wurde beobachtet, dass das Polysaccharid eine flockige Form, eine unregelmäßige Struktur und eine glatte Oberfläche aufwies, wie in Abb. 4 dargestellt. Diese Ergebnisse bestätigten, dass das isolierte Material unter Vakuum-Gefriertrocknungsbedingungen amorph war. Im REM-Bild wurden auch einige fadenförmige kleine Partikel beobachtet, die die Polysaccharidablagerung zeigten; Bei Verwendung einer hohen Vergrößerung wurde jedoch kein Unterschied beobachtet.

REM-Aufnahmen der Materialien. (a) Die Morphologie von MBP, dargestellt bei 100-facher Vergrößerung. (b) Die Morphologie von MBP, dargestellt bei 5000-facher Vergrößerung.

XRD ist ein nützliches Werkzeug zur Entschlüsselung von Polysaccharidstrukturen und wird auch zur Bestimmung der Kristallstruktur eines Materials verwendet. Das XRD-Muster des hergestellten Polysaccharids wurde im Bereich von 5°–50° aufgenommen, wie in Abb. 5 dargestellt. Die Kristallinität der Probe war gering, was die amorphe Natur des Materials bestätigt, wobei die amorphen Peakbereiche bei Winkeln von 20,61 sichtbar sind ° und 21,26°. Dies war identisch mit den in der Literatur53 für wasserlösliche Polysaccharide erhaltenen Ergebnissen.

Röntgenbeugungsmuster des Polysaccharids.

Die thermische Analyse des vorbereiteten Materials wurde mithilfe der Thermogravimetrieanalyse (TGA), der Differentialthermogravimetrieanalyse (DTG) und der Differentialscanningkalorimetrieanalyse (DSC) getestet, wie in Abb. 6 dargestellt. Es wurde beobachtet, dass die Probe in zwei Stufen zersetzt wurde . Die erste Stufe erfolgte bei 30 bis 120 °C, wo der Feuchtigkeitsgehalt aus der Probe entfernt wurde. In der zweiten Stufe, bei 200 bis 600 °C, wurde die Probe hauptsächlich zersetzt, was auf den Bruch des Polysaccharidgerüsts und die Aschebildung zurückzuführen ist. Die Ergebnisse zeigten, dass bei einer Temperatur von etwa 230 °C die Zersetzung des Materials einsetzte und zwischen 250 und 600 °C zu einer starken Gewichtsabnahme (42,4 %) führte. Die thermische Analyse zeigte die Ähnlichkeit mit den gemeldeten Daten und die Werte liegen im gleichen Bereich wie von anderen Forschern für Polysaccharide54.

TGA-Analyse des erhaltenen Polysaccharids.

Die antioxidative Aktivität des in dieser Studie erhaltenen MBP wurde anhand verschiedener Parameter gemessen. Die Ergebnisse des antioxidativen Potenzials werden wie folgt besprochen.

Der Test, der die Reduktionskraft einer Probe zeigt, beruht auf der Tatsache, dass Fe3+ bei Abgabe eines Elektrons zu Fe2+ reduziert wird, wenn in einer getesteten Probe Antioxidantien vorhanden sind. Eine mögliche antioxidative Aktivität wird durch die Messung der Reduktionskraft angezeigt55. In diesem Test wurde die elektronenspendende Fähigkeit von Antioxidantien durch die Abnahme des Fe3+/Ferricyanid-Komplexes zur Eisenform abgeleitet. Zur Bestimmung der Reduktionskraft wurde ein Spektrophotometer verwendet, indem die Absorption der Probe bei 700 nm überprüft wurde, Abb. 7. Offensichtlich nahm die Reduktionskraft der Probe mit steigenden Konzentrationen zu. Diese Studie zeigte auch, dass die Reduzierung der Proben mit steigenden Konzentrationen zunahm.

Reduzierung der Leistung des MBP.

DPPH wurde zur Bewertung der Fähigkeit natürlicher Verbindungen zum Abfangen freier Radikale verwendet. Hierbei wird Wasserstoff zur Bildung eines stabilen DPPH-Moleküls56 abgegeben. Bei einer Wellenlänge von 517 nm ergibt dieses Radikal eine violette Farbe und eine charakteristische Absorption. Die Farbe verblasst, wenn Antioxidantien dieses freie Radikal abfangen57. Die Abfangaktivitäten von MBP nahmen mit zunehmender Probenkonzentration im Bereich von 0,5 bis 5 mg/ml zu, und das Ergebnis ist in Abb. 8 im Vergleich zur Kontrolle dargestellt.

DPPH-Aktivität zum Abfangen freier Radikale des MBP.

Zur Messung der antioxidativen Aktivität ist ein Assay auf ABTS+-Radikalfängeraktivität ein wichtiger Parameter, der eine einfache und schnelle Methode darstellt. Es kann zur Bestimmung der antioxidativen Kapazität jeder Probe verwendet werden, die Polysaccharide enthält58. Die Ergebnisse der ABTS+-Radikalfängeraktivität sind in Abb. 9 dargestellt. Daraus wurde geschlossen, dass die ABTS+-Radikalfängeraktivität unserer Probe mit steigenden Konzentrationen zunahm.

ABTS-Radikalfängeraktivität des Polysaccharids.

Einer der wichtigsten Vertreter der reaktiven Sauerstoffspezies ist das Superoxidradikal. Es kann als Vorläufer für die Erzeugung bestimmter anderer reaktiver Sauerstoffspezies dienen. Eine Dismutationsreaktion führt zur Bildung von H2O2 aus Superoxid59. Molekularer Sauerstoff im Grundzustand wird zum Superoxidradikal60 reduziert. Es gilt im Vergleich zu anderen Mitgliedern der ROS als schwaches freies Radikal, seine Letalität erhöht sich jedoch aufgrund der Produktion anderer freier Radikale durch verschiedene chemische Reaktionen wie die Dismutationsreaktion. Daher verursachen Superoxidradikale und ihre verschiedenen Derivate Schäden an den Zellen61. Abbildung 10 stellt das Abfangpotential des Polysaccharids am Superoxidradikal dar, und diese antioxidative Aktivität des Polysaccharids ist konzentrationsabhängig, und wenn die Konzentration steigt, nimmt auch die Aktivität zu.

Superoxid-Fängerfähigkeit des MBP.

Die –OH (freie Hydroxylradikale) gelten neben anderen ROS (reaktive Sauerstoffspezies) als sehr schädliche freie Radikale. Diese können für verschiedene im menschlichen Körper vorhandene Makromoleküle wie Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren und Aminosäuren sehr tödlich sein62. Daher spielt die Entfernung von Hydroxylradikalen eine entscheidende Rolle bei der antioxidativen Abwehr des Körpers. Die Abfangwirkung von MBP auf -OH (Hydroxylradikal) ist in Abb. 11 dargestellt. Die Abfangrate von Hydroxylradikalen des Polysaccharids nahm zu, wenn die Konzentration der Probe erhöht wurde. Bei einer Probenkonzentration von 5 mg beträgt sie 60 %. Die antioxidative Aktivität von Polysacchariden wird auf ihre Fähigkeit zur Elektronen- oder Wasserstoffabgabe zurückgeführt, die zum Abfangen freier -OH-Radikale führt. Es wurde berichtet, dass die Beseitigung von Hydroxylradikalen ein klarer Indikator für das antioxidative Potenzial ist63.

Fähigkeit des MBP-Polysaccharids, Hydroxylgruppen abzufangen.

Das antioxidative Potenzial kann durch Messung der Eisenchelatisierungsaktivität bestimmt werden, die die durch Metalle katalysierten Oxidationsreaktionen beeinflusst64. Normalerweise spielt Eisen(II) eine zentrale Rolle bei oxidativen Schäden, da durch die Fenton-Reaktion freie Radikale entstehen. Eisen(II)-Chelatoren sind daher potenziell wirksame Mittel gegen diese Schädigung durch freie Radikale. Die Nichtverfügbarkeit von Eisen(II) kann den durch Lipidperoxidation oder andere reaktive Sauerstoffspezies (ROS) verursachten Schaden minimieren. Zur Bestimmung der Eisen(II)-Chelatbildungsaktivität der Proben wurden Eisen-Ferrozin-Komplexe verwendet, wie in Abb. 12 dargestellt. Eine erhöhte Konzentration führte zu einem Anstieg der Eisen(II)-chelatbildenden Aktivität der Proben. Studien haben gezeigt, dass der Desoxyribose-Abbau durch die Moleküle, die eine Eisenchelatbildung verursachen, gehemmt wird und diese für die Teilnahme an der Fenton-Reaktion unzugänglich macht. Basierend auf unserem Ergebnis kann der Schluss gezogen werden, dass das in dieser Studie extrahierte Polysaccharid als potenzielles Antioxidans verwendet werden kann65.

Eisenionen-chelatbildende Aktivität des Polysaccharids.

Die Messung des antibakteriellen Potenzials des in dieser Studie erhaltenen Polysaccharids wurde geschätzt. Nachfolgend finden Sie die Ergebnisse zur antibakteriellen Aktivität.

Durch die Messung der Lebensfähigkeit der Zellen und der Wachstumskurve nach der Exposition der Bakterien gegenüber den erhöhten Konzentrationen kolloidaler MBP-Lösungen wurde die antibakterielle Aktivität des MBP gegen B. subtilis und E. coli gemessen. Spektrophotometrisch wurde die optische Dichte (OD) bei 600 nm für unberührte und mit MBP behandelte Bakterien über verschiedene Zeitintervalle vom Lag-Stadium (in dem sich einzelne Bakterien an die Umgebung anpassen) bis zum Steady-Stadium (in dem ihre Wachstums- und Sterberaten gleich sind) überwacht ). Bakterien (107 KBE/ml) wurden rekultiviert und zur Messung der Bakterienzahl getestet, wobei verschiedene MBP-Konzentrationen für 4 Stunden verwendet wurden. Nach der Behandlung mit unterschiedlichen MBP-Konzentrationen sind die üblichen fotografischen Bilder von E. coli- und B. subtilis-Kolonien in Abb. 13 dargestellt. Die Anzahl der Kolonien nimmt dramatisch ab, wie aus beiden Panels mit steigenden MBP-Konzentrationen hervorgeht. Die Ergebnisse zeigen, dass die antimikrobielle Aktivität von der verabreichten MBP-Dosis abhängt.

Ergebnisse von E. coli (A–D) und B. subtilis (E–H), behandelt mit verschiedenen Konzentrationen von 0, 5, 10 und 20 µg/ml MBP bei 0,5, 1, 2, 4, 8 und 16, das heißt, unterschiedliche Zeitintervalle (Stunden).

Die Lebensfähigkeit von Bakterienzellen nach Exposition gegenüber MBP im Bereich von 0–20 μg/ml und einem Zeitintervall von 0,5 bis 16 Stunden wurde aufgezeichnet. Sowohl bei grampositiven als auch bei gramnegativen Bakterien zeigte MBP eine hervorragende antimikrobielle Aktivität.

Mit zunehmender MBP-Konzentration nahm der Wachstumsverlust der Bakterienzellen (E. coli und B. subtilis) zunehmend zu. Bei der niedrigsten Inkubationszeit, 0,5 Stunden mit einer MBP-Konzentration von 5–20 μg/ml, zeigten E. coli und B. subtilis die höchste Überlebensrate. Die Überlebensrate von E. coli und B. subtilis verringerte sich durch eine Verlängerung der Inkubationszeit von 0,5 bis 6 Stunden und eine Erhöhung der MBP-Konzentration. Bei beiden Bakterienstämmen wurden nach 12 Stunden bei einer Konzentration von 20 μg/ml MBP über 100 % bakterielle Machbarkeitsverluste beobachtet. Abbildung 14 zeigt den Effekt der Zelllebensfähigkeit entsprechend der MBP-Konzentration.

Kolonien, die eine Einheit der (CFU)-Methode bilden, zu Kolonien (A) E. coli und (B) B. subtilis, behandelt mit verschiedenen Konzentrationen bei 0, 5, 10 und 20, µg/ml MBP bei 0, 3, 6, 9, und 12 verschiedene Zeitintervalle (Stunde).

Die Bakterienwachstumskurven mit einem zweiten Test zeigten weiter, dass die antimikrobielle Aktivität durch das MBP gezeigt wurde. Es wurden Zellwachstumskurven der optischen Dichte aufgezeichnet, die mit verschiedenen MBP-Konzentrationen in unterschiedlichen Zeitintervallen inkubiert wurden. Die bakterizide Aktivität nahm mit steigender MBP-Konzentration zu, was mit der Anzahl der auf LB-Platten kultivierten Kolonien übereinstimmte. Es kam zu einer dosisabhängigen Hemmung beider Bakterienstämme. Die maximale OD wurde von den Bakterienstämmen bei 12-stündiger Inkubation ohne Zugabe der MBP-Verbindung erhalten. Die OD nahm ab, indem die MBP-Konzentration auf 10 µg/ml erhöht wurde. Die OD wurde sowohl in E. coli als auch in B. subtilis als minimal aufgezeichnet, wenn sie den Stämmen 12 Stunden lang mit einer MBP-Konzentration von 10 µg/ml ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse dieses Experiments sind in Abb. 15 unten dargestellt.

Gemessene OD-Kurven von (A) E. coli und (B) B. subtilis, behandelt mit unterschiedlichen Konzentrationen von Mahonia bealei-Polysacchariden (MBP), zu unterschiedlichen Intervallzeiten 0, 3, 6, 9, 12 Stunden.

In dieser Studie wurden Polysaccharide aus Mahonia bealei mithilfe der Heißwasserextraktion, Ethanolfällung und Ultrafiltrationsmethode extrahiert und gereinigt. Diese Polysaccharide wurden mit verschiedenen Methoden charakterisiert und auch die antimikrobielle Aktivität bestimmt. In mehreren Studien wurde über Heißwasserextraktion und Ethanolfällung berichtet. Dabei handelt es sich um eine der kostengünstigen Methoden, die hinsichtlich der Ausrüstung und des Betriebs zur Extraktion von Polysacchariden aus getrockneten Pflanzenteilen und anderen Quellen weniger Aufwand erfordert17,66,67, 68. Zur Entfernung von Proteinverunreinigungen wurde Sevage-Reagenz bestehend aus n-Butanol und Chloroform verwendet42. Diese Methode wurde verwendet, weil neben der Toxizität des Reagenzes und der Notwendigkeit, die Methode zu wiederholen, auch die Geschwindigkeit der Proteinentfernung hoch ist, wie in früheren Studien berichtet67. In dieser Studie wurde zur Trennung von Polysacchariden eine Ultrafiltration durchgeführt. Bei dieser Methode werden kleine Siebe zur Trennung von Polysacchariden verwendet, wobei die Struktur der Polysaccharide erhalten bleibt. Ultrafiltration und umfassende Dialyse führten zur Reinigung von Polysacchariden und zur Entfernung anderer Verbindungen wie Flavonoide und Polyphenole, wie in früheren Studien berichtet43,67.

Die FT-IR-Spektren zeigten in Übereinstimmung mit früheren Studien eine starke Absorptionsbande bei 3296 cm−1 und eine schwache Absorptionsbande bei 2926 cm−1 für die Streckung der –OH- ​​und CH-Banden. In ähnlicher Weise wurde anhand der FT-IR-Spektrenanalyse wie in den vorherigen Studien auf das Vorhandensein von Carbonyl-, Carboxyl- und Nitrogruppen geschlossen70,71. Zur Bestimmung der Morphologie von Polysacchariden wurde eine SEM-Analyse gemäß den vorherigen Studien durchgeführt72. Die XRD-Analyse zeigte auch, dass die Ergebnisse der Kristallstruktur von Polysacchariden gemäß früheren Studien53 und die Ergebnisse der thermogravimetrischen Analyse mit den früheren Ergebnissen für Polysaccharide aus anderen Pflanzen übereinstimmten53,54.

Unter den nützlichen biologischen Aktivitäten, die die Pflanzenprodukte zeigen, ist die antioxidative Aktivität eine wichtige und nützliche biologische Aktivität. In dieser Studie nahm die DPPH-Radikalfängeraktivität mit der Erhöhung der Polysaccharidkonzentration von 0,5 auf 5 mg/ml zu. Der Anstieg des antioxidativen Potenzials mit zunehmender Menge wurde in früheren Studien auch für Polysaccharide aus anderen Pflanzen berichtet73. Es wurde auch beobachtet, dass die Reduktionskraft des in dieser Studie isolierten und gereinigten MBP mit zunehmender Konzentration zunahm. Dieser Test wird durchgeführt, da die Reduktion von Fe3+ zu Fe2+ das Vorhandensein einer antioxidativen Aktivität bestätigt und dieser Test ein wichtiger Indikator für die Bestimmung des antioxidativen Potenzials einer Verbindung ist55. Hydroxylionen gehören zu den wichtigsten freien Radikalen, die im menschlichen Körper vorhandene Makromoleküle schädigen können. In unserer Studie wurde beobachtet, dass Polysaccharid aus M. bealei die Fähigkeit besitzt, Hydroxylradikale abzufangen. Basierend auf früheren Studien und der Bedeutung freier Hydroxylradikale62 kann dieses Potenzial als nützliches Werkzeug für die Anwendung dieses Polysaccharids als Antioxidans geschlussfolgert werden. Der Superoxidradikal- und ABTS+-Assay kam darüber hinaus zu dem Schluss, dass das in dieser Studie isolierte Polysaccharid ein antioxidatives Potenzial hat. Diese Tests wurden bereits früher durchgeführt, um das Vorhandensein einer antioxidativen Aktivität im Polysaccharid aufzuklären58. Während dieser Studie wurde die antibakterielle Aktivität gegen Gram-positive und Gram-negative nachgewiesen. Es wurde beobachtet, dass eine erhöhte Konzentration zusammen mit einer längeren Inkubationszeit die repräsentativen Bakterienisolate, die sowohl zur grampositiven als auch zur gramnegativen Gruppe gehörten, erfolgreich abtötete. Frühere Studien haben gezeigt, dass Pflanzenarten, die zur Gattung Mahonia gehören, ein antimikrobielles Potenzial besitzen27,74. Nach unserem besten Wissen wurde jedoch keine Studie zur Erforschung des antimikrobiellen Potenzials gereinigter Polysaccharide von M. bealei durchgeführt. Daher wird diese Studie bei der zukünftigen Erforschung des antimikrobiellen Potenzials von Polysacchariden von M. bealei hilfreich sein.

Mahonia aquifolium, eine weitere wichtige und verwandte Art von M. bealei, wurde auf das therapeutische Potenzial ihrer Polysaccharide untersucht75,76. Es wurde festgestellt, dass die aus dem Stamm von M. aquifolium isolierten Polysaccharide ein wirksamer Induktor für die Produktion von IL-8 sind, einem wichtigen Interleukin des menschlichen Immunsystems75. In einer anderen Studie wurde über antioxidative Aktivität von elf Polysacchariden berichtet, die aus verschiedenen Pflanzen, einschließlich M. aquifolium, extrahiert wurden76. In dieser Studie wurde Polysaccharid erstmals unter Verwendung des Stammes von M. bealei extrahiert, isoliert und gereinigt. Wie frühere Studien gezeigt haben, sind Polysaccharide eines der sehr wichtigen Biomakromoleküle, deren Aktivität von ihrer Struktur abhängt; Daher sollten weitere Studien durchgeführt werden, um die möglichen Beziehungen zwischen ihren Strukturen und biologischen Aktivitäten zu bestimmen. Da jedoch andere Verbindungen aus dieser Pflanze isoliert und untersucht wurden, wurden Polysaccharide nur unzureichend erforscht, und diese Lücke haben wir mit dieser Studie zu schließen versucht. Diese Studie wird Forschern bessere Einblicke für zukünftige Studien zu Polysacchariden von M. bealei liefern.

M. bealei ist ein wichtiges Mitglied der Gattung Mahonia und wurde im Laufe der Geschichte häufig in der TCM verwendet. Verschiedene Verbindungsklassen wie Flavonoide usw. wurden isoliert, gereinigt und ihre nützlichen biologischen Aktivitäten untersucht. Die Gewinnung, Reinigung, Charakterisierung und Erforschung von Polysacchariden aus dieser Pflanze ist noch wenig erforscht. In dieser Studie ergaben die Extraktions- und Ultrafiltrationsverfahren Polysaccharid MBP, wie durch FT-IR-, SEM-, XRD- und TGA-Analyse bestimmt. Das antioxidative und antimikrobielle Potenzial von MBP wurde untersucht und bestimmt. Unsere Literaturrecherche zeigt, dass die Polysaccharide von M. bealei noch nicht erforscht wurden. Diese Studie wird einen Einblick für künftige Studien liefern und die möglichen therapeutischen Wirkungen von Polysacchariden aus verschiedenen Teilen von M. bealei untersuchen.

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Wir sind dankbar für die Unterstützung der Innovation Foundation of Radiation Application, China, die dieses Projekt unter der Projektnummer (KFZC2018040208) finanziert hat. Forscher der Universität Taif unterstützen das Projekt Nummer (TURSP-2020/140), Universität Taif, Taif, Saudi-Arabien. Forscher der Princess Nourah bint Abdulrahman University unterstützen das Projekt mit der Nummer (PNURSP2022R43), Princess Nourah bint Abdulrahman University, Riad, Saudi-Arabien.

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Muhammad Zubair Mehboob

Abteilung für Lebensmittelwissenschaft und Ernährung, College of Sciences, Universität Taif, PO 11099, Taif, 21944, Saudi-Arabien

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Nada Benajiba

Institut für Tierwissenschaften und Veterinärmedizin, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan Industry North Road 202, Jinan, Provinz Shandong, China

Amina Nazir

Advanced Research Institute of Multidisciplinary Sciences, Beijing Institute of Technology, Peking, 100081, China

Bo Li

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MUK, JL führen das Experiment durch, MZM, RS führen die Analyse und Interpretation der Ergebnisse durch, NB, AA und AN helfen beim Verfassen von Arbeiten und bei der Verbesserung der Englischkenntnisse. YD, BL und RD stellen die Ressourcen und den technischen Support bereit.

Korrespondenz mit Bo Li oder Rongji Dai.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Kakar, MU, Li, J., Mehboob, MZ et al. Reinigung, Charakterisierung und Bestimmung der biologischen Aktivitäten wasserlöslicher Polysaccharide aus Mahonia bealei. Sci Rep 12, 8160 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-11661-3

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Eingegangen: 20. September 2021

Angenommen: 14. April 2022

Veröffentlicht: 17. Mai 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-11661-3

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