Mechanisms of eleutherosides action on hydrolytic enzymes

Gatunki z rodzaju Eleutherococcus były znane i szeroko wykorzystywane w Tradycyjnej Medycynie Chińskiej, a potencjał terapeutyczny eleuterozydów, będących ich najważniejszymi czynnymi związkami, jest na nowo odkrywany w nowoczesnej medycynie. Ich wpływ na organizm jest wciąż mało poznany i z tego powodu konieczne staje się przeprowadzenie badań także pod kątem bezpieczeństwa ich stosowania.Celem niniejszej pracy było zweryfikowanie hipotezy o inhibicyjnym wpływie głównych związków czynnych gatunków z rodzaju Eleutherococcus ( izofraksydyny, eleuterozydów B i E) wobec hialuronidazy i acetylocholinoesterazy (AChE), a także określenie mechanizmu osłabienia aktywności tych enzymów.Aktywność hamującą wobec hialuronidazy określono spektrofotometrycznie poprzez pomiar ilości niezużytego przez enzym kwasu hialuronowego. Jako inhibitory referencyjne o udowodnionym potencjale hamującym zostały użyte escyna, naryngina i naryngenina. Z uzyskanych danych wykreślono krzywe Michaelisa – Menten i Lineweavera – Burka oraz obliczono wartości współczynnika IC50, Vmax i KM. Badania wykazały silny potencjał inhibicyjny izofraksydyny (IC50 = 0,18 mg/ml) oraz umiarkowane dla eleuterozydu B (IC50 = 0,36 mg/ml) i eleuterozydu E (IC50 = 0,37 mg/ml) w porównaniu do inhibitorów referencyjnych. Eleuterozyd B i izofraksydyna wykazują mieszany typ inhibicji, natomiast eleuterozyd E – kompetycyjny typ inhibicji wobec hialuronidazy.Aktywność hamującą wobec acetylocholinoesterazy (AChE) określono spektrofotometrycznie posługując się zmodyfikowanym testem Ellman’a. Jako inhibitory referencyjne o znanym potencjale hamującym wykorzystano fizostygminę i narynginę. Podobnie jak w teście z użyciem hialuronidazy, z uzyskanych wyników wykreślono krzywe Michaelisa – Menten i Lineweavera – Burka oraz obliczono wartości współczynnika IC50, Vmax i KM. Badania wykazały słaby potencjał inhibicyjny zarówno izofraksydyny (IC50 = 0,32 mg/ml), jak i eleuterozydu B (IC50 = 0,32 mg/ml) i eleuterozydu E (IC50 = 0,36 mg/ml). Izofraksydyna oraz eleuterozydy B i E wykazują akompetycyjny typ inhibicji wobec AChE.

The Eleutherococcus species have been known and widely used in Traditional Chinese Medicine, and the therapeutical potency of eleutherosides, which are the most important active components, is newly discovered in modern medicine. However, their effect on the body is still poorly understood and for this reason it is necessary to conduct studies also in regard to their safety.The aim of this study was to verify the hypothesis of the inhibitory effects of the main active compounds of Eleutherococcus – isofraxidin and eleutherosides B and E towards hyaluronidase and acetylcholinesterase (AChE), as well as to determine the inhibitory mechanism of their activity.The inhibitory activity of hyaluronidase was determined spectrophotometrically by measuring the amount of unhydrolysed hyaluronic acid. As the reference inhibitors with a proven inhibitory potency escine, naringine and naringenine were used. From the Michaelis – Menten and Lineweaver – Burk curves obtained, the values of IC50, Vmax and KM were calculated. Studies have shown a strong inhibitory potency of isofraxidin (IC50 = 0,18 mg/ml) and a moderate of eleutheroside B (IC50 = 0,36 mg/ml) and eleutheroside E (IC50 = 0,37 mg/ml) compared to the reference inhibitors. Eleutheroside B and isofraxidin have shown a mixed type of inhibition, while eleutheroside E a competitive type of inhibition towards hyaluronidase.The inhibitory activity towards acetylcholinesterase (AChE) were determined spectrophotometrically using a modified Ellman test. As positive inhibitors physostigmine and naringine were used. The Michaelis - Menten and Lineweaver – Burk curves were plotted and IC50, Vmax and KM values were calculated. The study showed a weak inhibitory capacity of isofraxidin (IC50 = 0,32 mg/ml), eleutheroside B (IC50 = 0,32 mg/ml) and eleutheroside E (IC50 = 0,36 mg/ml). Isofraxidin and eleutherosides B and E show an uncompetitive type of inhibition towards AChE.