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Bioactivity of the endophytic fungus Fusarium sp.



J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 755-765, 2021.

Original article

Antibacterial, antioxidant and neuroprotective activities of crude extract from the endophytic fungus Fusarium sp. isolate OQ-Fus-2-F from Euphorbia sp. plant

[Actividades antibacterianas, antioxidantes y neuroprotectoras del extracto crudo del hongo endofítico Fusarium sp. aislado OQ-Fus-2-F de Euphorbia sp. planta]

Omar S. Al-Qaralleh, Wael A. Al-Zereini*, Ahmed H. Al-Mustafa

Department of Biological Sciences, Faculty of Science, Mutah University, 61710 Al-Karak, Jordan.

*E-mail: wzereini@mutah.edu.jo

Abstract

Context: Human life is contested with the emergence of new infectious diseases and antibiotic-resistant pathogens, cellular deterioration due to oxidative stress, and age-related neurodegenerative disorders.

Aims: To evaluate the antibacterial, antioxidant, and acetylcholinesterase inhibitory activities of crude extract from the endophytic fungus Fusarium sp. isolate OQ-Fus-2-F as a basis for medical application.

Methods: Fusarium sp. isolate OQ-Fus-2-F was isolated from the stem of Euphorbia sp. plant. It was identified morphologically and based on 18S rRNA gene partial sequence. The isolated was cultivated in a malt extract glucose medium. Cell filtrate was extracted with ethyl acetate, and the crude extract was dried in vacuum. The crude extract was assessed for its antimicrobial activity through agar diffusion and micro-broth dilution assays; antioxidant activity was measured using DPPH and ABTS methods, and the anticholinergic activity was evaluated in terms of inhibition in acetylcholinesterase (AChE) activity.

Results: Crude extract of Fusarium sp. isolate OQ-Fus-2-F was more potent in inhibiting the growth of B. subtilis with a MIC value of 125 µg/mL. Its antioxidant activity was highly detected in ABTS than DPPH assay with IC50 values 37.5 ± 3.5 µg/mL and 191.3 ± 17.6 µg/mL, respectively. Moreover, the extract inhibited the AChE activity with IC50 177.0 ± 13.7 µg/mL.

Conclusions: Crude extract of Fusarium sp. isolate OQ-Fus-2-F has potential biomedical applications as it contains secondary metabolites with antimicrobial, antioxidant, and neuroprotective activates.

Keywords: acetylcholinesterase inhibition; Alzheimer’s disease; antibacterial activity; antioxidant activity; Fusarium sp.

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Resumen

Contexto: La vida humana se enfrenta a la aparición de nuevas enfermedades infecciosas y patógenos resistentes a los antibióticos, el deterioro celular debido al estrés oxidativo y los trastornos neurodegenerativos relacionados con la edad.

Objetivos: Evaluar las actividades antibacterianas, antioxidantes e inhibidoras de la acetilcolinesterasa del extracto crudo del hongo endofítico Fusarium sp. aislado OQ-Fus-2-F como base para aplicaciones médicas.

Métodos: Fusarium sp. el aislado OQ-Fus-2-F se aisló del tallo de Euphorbia sp. planta. Se identificó morfológicamente y se basó en la secuencia parcial del gen ARNr 18S. El aislado se cultivó en medio de glucosa con extracto de malta. El filtrado celular se extrajo con acetato de etilo y el extracto crudo se secó al vacío. Se evaluó la actividad antimicrobiana del extracto crudo mediante ensayos de difusión en agar y dilución en microcaldo; La actividad antioxidante se midió utilizando métodos DPPH y ABTS y la actividad anticolinérgica se evaluó en términos de inhibición de la actividad acetilcolinesterasa (AChE).

Resultados: Extracto crudo de Fusarium sp. aislado OQ-Fus-2-F fue más potente para inhibir el crecimiento de B. subtilis con un valor de MIC de 125 µg/mL. Su actividad antioxidante fue altamente detectada en ABTS que en el ensayo DPPH con valores de CI50 de 37,5 ± 3,5 µg/mL y 191,3 ± 17,6 µg/mL, respectivamente. Además, el extracto inhibió la actividad de AChE con IC50 177,0 ± 13,7 µg/mL.

Conclusiones: Extracto crudo de Fusarium sp. aislado OQ-Fus-2-F tiene aplicaciones biomédicas potenciales ya que contiene metabolitos secundarios con activos antimicrobianos, antioxidantes y neuroprotectores.

Palabras Clave: acetilcolinesterasa inhibición; actividad antibacterial; actividad antioxidante; enfermedad de Alzheimer; Fusarium sp.

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Citation Format: Al-Zereini W, Al-Mustafa A, Al-Qaralleh O (2021) Antibacterial, antioxidant and neuroprotective activities of crude extract from the endophytic fungus Fusarium sp. isolate OQ-Fus-2-F from Euphorbia sp. plant. J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 755–765.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

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.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Mimusops coriacea fitoquimica capacidad antioxidante y actividad antiinflamatoria

J Pharm Pharmacogn Res 9(1): 33-48, 2021.

Original Article

Composición química, capacidad antioxidante y actividad antiinflamatoria de los frutos de Mimusops coriacea (A.DC) Mig (Sapotaceae) que crece en Ecuador

[Chemical composition, antioxidant capacity and anti-inflammatory activity of the fruits of Mimusops coriacea (A.DC) Mig (Sapotaceae) that grows in Ecuador]

Katherine E. Bustamante Pesantes1; Yamilet I. Gutiérrez Gaitén2; Iván A. Chóez Guaranda3; Migdalia Miranda Martínez3,4*

1Departamento de Farmacia. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad de Guayaquil. Ciudadela Universitaria “Salvador Allende”. Ave. Kennedy S/N y Av. Delta. Guayaquil. Ecuador.

2Departamento de Farmacia, Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de La Habana, Coronela, Lisa, Habana 13600, Cuba.

3Centro de Investigaciones Biotecnológicas del Ecuador. Escuela Superior Politécnica del Litoral, ESPOL. Campus Gustavo Galindo Km. 30.5 Vía Perimetral, P.O. Box 09-01-5863. Guayaquil, Ecuador.

4Departamento de Ciencias Químicas y Ambientales. Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas. Escuela Superior Politécnica del Litoral, ESPOL. Campus Gustavo Galindo Km. 30.5 Vía Perimetral, P.O. Box 09-01-5863. Guayaquil, Ecuador.

*E-mail: mgmiran@espol.edu.ec

Abstract

Context: Mimusops coriacea (Sapotaceae) is traditionally used to treat inflammation of the urethra, cystitis, diarrhea, and dysentery, among others. In Ecuador it is used as an analgesic and anti-inflammatory, however the phytochemical and pharmacological information is scarce.

Aims: To evaluate the chemical composition, antioxidant capacity and anti-inflammatory activity of the M. coriacea fruits in two stages of ripening.

Methods: An extraction with hexane by Soxhlet of the oils of the seeds of green and mature fruits was carried out. Saponifiable and unsaponifiable fractions were analyzed by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Hydroalcoholic extracts were obtained by maceration from the green and ripe whole fruits and were tested by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS). Antioxidant capacity by FRAP, DPPH and ABTS and anti-inflammatory activity using the plantar edema model by carrageenan were evaluated.

Results: In the saponifiable fractions, four fatty acids were identified (majority 9-octadecenoic acid) and in the unsaponifiable ones four compounds were assigned to green fruits and nine to mature fruits, the majority being squalene and urs-12-en-24-oico, 3-oxo-methyl ester, respectively. By LC-MS 31 compounds were identified, associated with phenolic compounds and triterpenic saponins. The extracts showed Fe3+ reducing capacity and antiradical activity, the green fruit extract was the most active (IC50s = 4.99 μg/mL and 246.80 μg/mL, DPPH and ABTS, respectively). The anti-inflammatory activity of the extracts was demonstrated with inhibition percentages greater than 50% by using indomethacin as reference drug.

Conclusions: The results provide the first findings of the phytochemical and bioactive potential of the M. coriacea species that grows in Ecuador.

Keywords: anti-inflammatory activity;antioxidant activity; GC-MS; LC-MS; Mimusops coriacea.

Resumen

Contexto: Mimusops coriacea (Sapotaceae) se emplea tradicionalmente para el tratamiento de la inflamación de la uretra, cistitis, diarreas y disentería, entre otros. En Ecuador se utiliza como analgésico y antiinflamatorio, sin embargo, la información fitoquímica y farmacológica es escasa.

Objetivos: Evaluar la composición química, la capacidad antioxidante y la actividad antiinflamatoria de los frutos de M. coriacea en dos estados de maduración.

Métodos: Se realizó una extracción por Soxhlet, con hexano, de los aceites de las semillas de frutos verdes y maduros. Las fracciones saponificables e insaponificables fueron analizadas por CG-EM. Se obtuvieron extractos hidroalcohólicos por maceración a partir de los frutos completos verdes y maduros y se ensayaron por CL-EM. Se evaluó la capacidad antioxidante por FRAP, DPPH y ABTS y la actividad antiinflamatoria mediante el modelo de edema plantar por carragenina.

Resultados: En las fracciones saponificables se identificaron cuatro ácidos grasos (ácido 9-octadecenoico mayoritario) y en las insaponificables se asignaron cuatro compuestos a los frutos verdes y nueve a los frutos maduros, siendo los mayoritarios el escualeno y el ácido urs-12-en-24-oico, 3-oxo-metil éster, respectivamente. Se identificaron 31 compuestos por CL-EM, asociados a compuestos fenólicos y saponinas triterpénicas. Los extractos mostraron capacidad reductora de Fe3+ y actividad antirradicalaria, el extracto de fruto verde fue el más activo (CI50s = 4,99 μg/mL y 246,80 μg/mL, DPPH y ABTS, respectivamente). Se demostró la actividad antiinflamatoria de los extractos con porcentajes de inhibición superiores al 50% utilizando la indometacina como fármaco de referencia.

Conclusiones: Los resultados brindan los primeros hallazgos del potencial fitoquímico y bioactivo de la especie M. coriacea que crece en Ecuador.

Palabras clave: actividad antiinflamatoria; actividad antioxidante; CG-EM, CL-EM, Mimusops coriacea.

Citation Format: Bustamante Pesantes KE, Gutiérrez Gaitén YI, Chóez Guaranda IA, Miranda Martinez M (2021) Composición química, capacidad antioxidante y actividad antiinflamatoria de los frutos de Mimusops coriacea (A.DC) Mig (Sapotaceae) que crece en Ecuador [Chemical composition, antioxidant capacity and anti-inflammatory activity of the fruits of Mimusops coriacea (A.DC) Mig (Sapotaceae) that grows in Ecuador]. J Pharm Pharmacogn Res 9(1): 33–48.

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)