Published February 18, 2015
| Version v1
Publication
Open
Chemical Composition and Biological Activities of Trans-Himalayan Alga Spirogyra porticalis (Muell.) Cleve
Creators
- 1. Defence Institute of High Altitude Research
- 2. Defence Research and Development Organisation
- 3. Institute of Nuclear Medicine & Allied Sciences
- 4. National Botanical Research Institute
Description
The freshwater alga Spirogyra porticalis (Muell.) Cleve, a filamentous charophyte, collected from the Indian trans-Himalayan cold desert, was identified on the basis of morpho-anatomical characters. Extracts of this alga were made using solvents of varying polarity viz. n-hexane, acetonitrile, methanol and water. The antioxidant capacities and phenolic profile of the extracts were estimated. The methanol extract showing highest antioxidant capacity and rich phenolic attributes was further investigated and phytochemical profiling was conducted by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) hyphenated technique. The cytotoxic activity of methanol extract was evaluated on human hepatocellular carcinoma HepG2 and colon carcinoma RKO cell lines. The anti-hypoxic effect of methanol extract of the alga was tested on in vivo animal system to confirm its potential to ameliorate oxidative stress. The antioxidant assays viz. ferric reducing antioxidant power (FRAP), 2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and nitric oxide (NO) radical scavenging capacities, β-carotene-linoleic acid bleaching property and lipid peroxidation exhibited analogous results, wherein the algal extracts showed significantly high antioxidant potential. The extracts were also found to possess high content of total proanthocyanidin, flavonoid and polyphenol. GC/MS analysis revealed the presence of thirteen chemotypes in the methanol extract representing different phytochemical groups like fatty acid esters, sterols, unsaturated alcohols, alkynes etc. with substantial phyto-pharmaceutical importance. The methanol extract was observed to possess anticancer activity as revealed from studies on HepG2 and RKO cell lines. In the present study, S. porticalis methanol extract also provided protection from hypoxia-induced oxidative stress and accelerated the onset of adaptative changes in rats during exposure to hypobaric hypoxia. The bioactive phytochemicals present in this trans-Himalayan alga are of enormous interest and can be utilized sustainably for discovery of novel drugs against oxidative stress.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
طحالب المياه العذبة Spirogyra porticalis (Muell.) تم التعرف على كليف، وهي نباتات خيطية، تم جمعها من الصحراء الباردة الهندية عبر الهيمالايا، على أساس الشخصيات التشريحية الشكلية. تم صنع مقتطفات من هذه الطحالب باستخدام مذيبات ذات قطبية متفاوتة مثل n - hexane و acetonitrile و methanol و water. تم تقدير قدرات مضادات الأكسدة والملف الشخصي الفينولي للمستخلصات. تم فحص مستخلص الميثانول الذي يظهر أعلى قدرة مضادة للأكسدة والسمات الفينولية الغنية بشكل أكبر وتم إجراء التنميط الكيميائي النباتي بواسطة تقنية كروماتوغرافيا الغاز - قياس الطيف الكتلي (GC/MS). تم تقييم النشاط السام للخلايا لمستخلص الميثانول على خطوط خلايا سرطان الكبد البشري HepG2 وسرطان القولون RKO. تم اختبار التأثير المضاد لنقص الأكسجين لمستخلص الميثانول من الطحالب في النظام الحيواني الحي لتأكيد قدرته على تحسين الإجهاد التأكسدي. أظهرت فحوصات مضادات الأكسدة مثل قدرة الحد من الحديديك المضادة للأكسدة (FRAP)، 2,2'-azinobis - (3 - ethylbenzothiazoline -6 - sulfonic acid) ملح الأمونيوم (ABTS)، 1,1 - diphenyl -2 - picrylhydrazyl (DPPH) وقدرات الكسح الجذرية لأكسيد النيتريك (NO)، وخاصية تبييض حمض β - carotene - linoleic وبيروكسيد الدهون نتائج مماثلة، حيث أظهرت مستخلصات الطحالب إمكانات عالية بشكل ملحوظ من مضادات الأكسدة. كما وجد أن المستخلصات تحتوي على نسبة عالية من البروانثوسيانيدين الكلي والفلافونويد والبوليفينول. كشف تحليل GC/MS عن وجود ثلاثة عشر نمطًا كيميائيًا في مستخلص الميثانول تمثل مجموعات كيميائية نباتية مختلفة مثل إسترات الأحماض الدهنية والستيرول والكحولات غير المشبعة والألكينات وما إلى ذلك ذات الأهمية الصيدلانية النباتية الكبيرة. لوحظ أن مستخلص الميثانول يمتلك نشاطًا مضادًا للسرطان كما كشفت الدراسات التي أجريت على سلالات خلايا HepG2 و RKO. في الدراسة الحالية، وفر مستخلص الميثانول S. porticalis أيضًا الحماية من الإجهاد التأكسدي الناجم عن نقص الأكسجة وسرع من ظهور التغيرات التكيفية في الفئران أثناء التعرض لنقص الأكسجة الناقص الضغط. المواد الكيميائية النباتية النشطة بيولوجيًا الموجودة في هذه الطحالب عبر الهيمالايا ذات أهمية هائلة ويمكن استخدامها بشكل مستدام لاكتشاف أدوية جديدة ضد الإجهاد التأكسدي.Translated Description (French)
L'algue d'eau douce Spirogyra porticalis (Muell.) Cleve, un charophyte filamenteux, prélevé dans le désert froid trans-himalayen indien, a été identifié sur la base de caractères morpho-anatomiques. Des extraits de cette algue ont été fabriqués à l'aide de solvants de polarité variable, à savoir le n-hexane, l'acétonitrile, le méthanol et l'eau. Les capacités antioxydantes et le profil phénolique des extraits ont été estimés. L'extrait au méthanol présentant la plus haute capacité antioxydante et de riches attributs phénoliques a été étudié plus en détail et le profilage phytochimique a été effectué par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (CPG/SM). L'activité cytotoxique de l'extrait méthanolique a été évaluée sur des lignées cellulaires de carcinome hépatocellulaire humain HepG2 et de carcinome du côlon RKO. L'effet anti-hypoxique de l'extrait méthanolique de l'algue a été testé sur un système animal in vivo pour confirmer son potentiel à améliorer le stress oxydatif. Les dosages antioxydants, à savoir le pouvoir antioxydant réducteur ferrique (FRAP), le sel de diammonium 2,2'-azinobis-(3-éthylbenzothiazoline-6-acide sulfonique) (ABTS), les capacités de piégeage des radicaux 1,1-diphényl-2-picrylhydrazyle (DPPH) et oxyde nitrique (NO), la propriété de blanchiment de l'acide β-carotène-linoléique et la peroxydation lipidique ont montré des résultats analogues, dans lesquels les extraits d'algues ont montré un potentiel antioxydant significativement élevé. Les extraits se sont également avérés posséder une teneur élevée en proanthocyanidine totale, en flavonoïde et en polyphénol. L'analyse GC/MS a révélé la présence de treize chimiotypes dans l'extrait de méthanol représentant différents groupes phytochimiques comme les esters d'acides gras, les stérols, les alcools insaturés, les alcynes, etc. avec une importance phytopharmaceutique substantielle. Il a été observé que l'extrait méthanolique possède une activité anticancéreuse, comme le révèlent les études sur les lignées cellulaires HepG2 et RKO. Dans la présente étude, l'extrait de méthanol de S. porticalis a également fourni une protection contre le stress oxydatif induit par l'hypoxie et a accéléré l'apparition de changements adaptatifs chez les rats lors de l'exposition à l'hypoxie hypobare. Les composés phytochimiques bioactifs présents dans cette algue trans-himalayenne présentent un intérêt énorme et peuvent être utilisés de manière durable pour la découverte de nouveaux médicaments contre le stress oxydatif.Translated Description (Spanish)
El alga de agua dulce Spirogyra porticalis (Muell.) Cleve, un carófito filamentoso, recolectado del desierto frío transhimalayo de la India, se identificó sobre la base de caracteres morfoanatómicos. Los extractos de esta alga se elaboraron utilizando disolventes de polaridad variable, a saber, n-hexano, acetonitrilo, metanol y agua. Se estimaron las capacidades antioxidantes y el perfil fenólico de los extractos. El extracto de metanol que muestra la mayor capacidad antioxidante y ricos atributos fenólicos se investigó más a fondo y el perfil fitoquímico se realizó mediante la técnica de cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC/MS) con guiones. La actividad citotóxica del extracto de metanol se evaluó en líneas celulares de carcinoma hepatocelular humano HepG2 y carcinoma de colon RKO. El efecto antihipóxico del extracto de metanol del alga se probó en el sistema animal in vivo para confirmar su potencial para mejorar el estrés oxidativo. Los ensayos antioxidantes a saber, poder antioxidante reductor férrico (FRAP), sal de diamonio de 2,2'-azinobis-(ácido 3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico) (ABTS), capacidades de eliminación de radicales de 1,1-difenil-2-picrilhidrazilo (DPPH) y óxido nítrico (NO), propiedad de blanqueo de ácido β-caroteno-linoleico y peroxidación de lípidos mostraron resultados análogos, en donde los extractos de algas mostraron un potencial antioxidante significativamente alto. También se encontró que los extractos poseen un alto contenido de proantocianidina total, flavonoides y polifenoles. El análisis de GC/MS reveló la presencia de trece quimiotipos en el extracto de metanol que representan diferentes grupos fitoquímicos como ésteres de ácidos grasos, esteroles, alcoholes insaturados, alquinos, etc. con una importancia fitofarmacéutica sustancial. Se observó que el extracto de metanol poseía actividad anticancerígena como se reveló a partir de estudios en líneas celulares HepG2 y RKO. En el presente estudio, el extracto de metanol de S. porticalis también proporcionó protección contra el estrés oxidativo inducido por hipoxia y aceleró la aparición de cambios adaptativos en ratas durante la exposición a la hipoxia hipobárica. Los fitoquímicos bioactivos presentes en esta alga transhimalaya son de enorme interés y pueden utilizarse de forma sostenible para el descubrimiento de nuevos fármacos contra el estrés oxidativo.Files
journal.pone.0118255&type=printable.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ff2810dca844405f1d2bf72008954663
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التركيب الكيميائي والأنشطة البيولوجية للطحالب عبر الهيمالايا Spirogyra porticalis (Muell.) Cleve
- Translated title (French)
- Composition chimique et activités biologiques de l'Alga spirogyra porticalis trans-himalayenne (Muell.) Cleve
- Translated title (Spanish)
- Composición química y actividades biológicas del alga transhimalaya Spirogyra porticalis (Muell.) Cleve
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1965738745
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0118255
References
- https://openalex.org/W1462898164
- https://openalex.org/W1485829161
- https://openalex.org/W1760798508
- https://openalex.org/W1968117805
- https://openalex.org/W1969632877
- https://openalex.org/W1971355916
- https://openalex.org/W1971990279
- https://openalex.org/W1973876738
- https://openalex.org/W1973954391
- https://openalex.org/W1978266275
- https://openalex.org/W1978605047
- https://openalex.org/W1978788805
- https://openalex.org/W1980475875
- https://openalex.org/W1981224783
- https://openalex.org/W1982750974
- https://openalex.org/W1983019829
- https://openalex.org/W1983310681
- https://openalex.org/W1984275200
- https://openalex.org/W1984292745
- https://openalex.org/W1987466720
- https://openalex.org/W1988052239
- https://openalex.org/W1991714007
- https://openalex.org/W1993570389
- https://openalex.org/W1993666598
- https://openalex.org/W1995171919
- https://openalex.org/W1998648768
- https://openalex.org/W1998936301
- https://openalex.org/W2000032989
- https://openalex.org/W2005749426
- https://openalex.org/W2008992193
- https://openalex.org/W2009072446
- https://openalex.org/W2009083972
- https://openalex.org/W2010842231
- https://openalex.org/W2010893785
- https://openalex.org/W2012391697
- https://openalex.org/W2012991711
- https://openalex.org/W2013811193
- https://openalex.org/W2014436128
- https://openalex.org/W2018183387
- https://openalex.org/W2021548614
- https://openalex.org/W2022026188
- https://openalex.org/W2023456281
- https://openalex.org/W2025804474
- https://openalex.org/W2026261400
- https://openalex.org/W2027468028
- https://openalex.org/W2035051129
- https://openalex.org/W2036427771
- https://openalex.org/W2042412824
- https://openalex.org/W2044067342
- https://openalex.org/W2045853284
- https://openalex.org/W2049069390
- https://openalex.org/W2051580130
- https://openalex.org/W2056351127
- https://openalex.org/W2057113434
- https://openalex.org/W2058937826
- https://openalex.org/W2065853716
- https://openalex.org/W2066416949
- https://openalex.org/W2067226772
- https://openalex.org/W2067947142
- https://openalex.org/W2068791745
- https://openalex.org/W2071866695
- https://openalex.org/W2072827507
- https://openalex.org/W2078582670
- https://openalex.org/W2078823523
- https://openalex.org/W2080245242
- https://openalex.org/W2080651153
- https://openalex.org/W2084275471
- https://openalex.org/W2088009436
- https://openalex.org/W2092378369
- https://openalex.org/W2098569762
- https://openalex.org/W2100641812
- https://openalex.org/W2102617803
- https://openalex.org/W2109689528
- https://openalex.org/W2114164622
- https://openalex.org/W2114980758
- https://openalex.org/W2118909720
- https://openalex.org/W2120252334
- https://openalex.org/W2121512138
- https://openalex.org/W2122980350
- https://openalex.org/W2123713555
- https://openalex.org/W2126222217
- https://openalex.org/W2133538175
- https://openalex.org/W2144000004
- https://openalex.org/W2145978854
- https://openalex.org/W2149379961
- https://openalex.org/W2155208683
- https://openalex.org/W2155396336
- https://openalex.org/W2161773438
- https://openalex.org/W2162314707
- https://openalex.org/W2187056800
- https://openalex.org/W2259001926
- https://openalex.org/W2486655339
- https://openalex.org/W258518460
- https://openalex.org/W3151724316
- https://openalex.org/W4256216422
- https://openalex.org/W4285719527
- https://openalex.org/W4296816736
- https://openalex.org/W53220071
- https://openalex.org/W924063208