Antioxidant activity of snail hemolymph


J Pharm Pharmacogn Res 9(2): 143-152, 2021.

Original Article

Antioxidant activity of fractions isolated from hemolymph of garden snail Helix lucorum

[Actividad antioxidante de fracciones aisladas de hemolinfa del caracol común de jardín Helix lucorum]

Albena Alexandrova1,3*, Lubomir Petrov1,3, Lyudmila Velkova2, Aleksander Dolashki2, Elina Tsvetanova3, Almira Georgieva3, Pavlina Dolashka2

1Department of Physiology and Biochemistry, National Sports Academy, 21, Acad. Stefan Mladenov, str., 1700 Sofia, Bulgaria.

2Institute of Organic Chemistry with Centre of Phytochemistry, Bulgarian Academy of Sciences, 9, Georgi Bonchev str., 1113 Sofia, Bulgaria.

3Laboratory of Free Radical Processes, Institute of Neurobiology, Bulgarian Academy of Sciences, 23, Georgi Bonchev str., 1113 Sofia, Bulgaria.

*E-mail: a_alexandrova_bas@yahoo.com

Abstract

Context: The snail hemolymph is a multi-component mixture comprising various substances with pharmacological activity.

Aims: To evaluate the antioxidant activity of hemocyanin and fractions isolated of hemolymph from garden snail Helix lucorum.

Methods: The antioxidant activity was tested in chemical systems generating superoxide radicals (O2•–) and hydroxyl radicals (OH) and was presented as percent inhibition. The fractions’ composition was analyzed by MALDI-TOF/TOF mass spectrometry.

Results: At concentration of 90 µg/mL the hemolymph fraction with compounds with molecular weight (MW) <100kDa demonstrated the strongest O2•–– scavenger effect (82%), followed by the hemocyanin (58%), and hemolymph fraction with compounds with MW<1kDa (15%). The most powerful OH scavenger effect at concentration of 90 µg/mL showed hemocyanin (43%) followed by MW<100kDa fraction (26%). No OH scavenger effect was observed by the MW<1kDa fraction. The highest chelation properties (55%) were demonstrated by the MW<100kDa fraction at concentration of 130 µg/mL; both the hemocyanin and MW<1kDa hemolymph fraction showed 33% inhibitory effect at the same concentration. The analysis of the composition of the tested fractions revealed high content of hydrophobic surfaces in MW<1kDa fraction and presence of antioxidant enzymes-catalase, superoxide dismutase and glutathione peroxidase in MW<100kDa fraction that contribute to the overall antioxidant effect of H. lucorum hemolymph.

Conclusions: The complex antioxidant effect of hemolymph from H. lucorum is thought to be related to the presence of low molecular weight peptides in the MW<1 kDa fraction including glutathione and mainly to the antioxidant enzymes in the MW<100 kDa fraction.

Keywords: antioxidant activity; Helix lucorum; hemocyanin; hemolymph fractions; mass spectrometry.

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Resumen

Contexto: La hemolinfa de caracoles es una mezcla multicomponente que contiene diversas sustancias con actividad farmacológica.

Objetivos: Evaluar la actividad antioxidante de hemocianina y fracciones aisladas de hemolinfa del caracol común de jardín Helix lucorum.

Métodos: La actividad antioxidante fue probada en sistemas químicos que generan radicales superóxido (O2•-) y radicales hidroxilo (OH) y se presentó como porcentaje de inhibición. La composición de las fracciones se analizó mediante espectrometría de masas MALDI-TOF/TOF.

Resultados: A una concentración de 90 µg/mL, la fracción de hemolinfa con compuestos con masa molecular (M) <100 kDa mostró el efecto eliminador de O2•- más fuerte (82%), seguido de la hemocianina (58%) y la fracción de hemolinfa con compuestos con M<1 kDa (15%). A la misma concentración de 90 µg/mL, la hemocianina mostró el efecto eliminador de OH más potente (43%) seguida de la fracción de M<100 kDa (26%). No se observó ningún efecto eliminador de OH por la fracción de M<1 kDa. Las propiedades de quelación más altas (55%) se demostraron de la fracción de M<100 kDa a una concentración de 130 µg/mL; tanto la hemocianina como la fracción de hemolinfa de M<1 kDa mostraron un efecto inhibidor del 33% a la misma concentración. El análisis de la composición de las fracciones ensayadas reveló un alto contenido de superficies hidrófobas en la fracción de PM<1 kDa y la presencia de enzimas antioxidantes-catalase, superoxide dismutase y glutatión peroxidase en la fracción de M<100 kDa que contribuyen al efecto antioxidante global de la hemolinfa de H. lucorum.

Conclusiones: Los datos sugieren que el efecto antioxidante complejo de la hemolinfa de H. lucorum está relacionado con la presencia de péptidos de bajo peso molecular en la fracción de M<1 kDa que incluye glutatión y principalmente con la presencia de enzimas antioxidantes en el M<100 kDa fracción.

Palabras Clave: Clave: actividad antioxidante; espectrometría de masas; fracciones de hemolinfa; Helix lucorum; hemocianina.

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Citation Format: Alexandrova A, Petrov L, Velkova L, Dolashki A, Tsvetanova E, Georgieva A, Dolashka P (2021) Antioxidant activity of fractions isolated from hemolymph of garden snail Helix lucorum. J Pharm Pharmacogn Res 9(2): 143–152.

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