Antioxidant Activity of Lyophilized Water Extract of Endemic Astragalus davisii (Fabaceae) Seed

Abstract

Since ancient times, medicinal plants have been used as a healing method for the treatment of diseases. Although the use of medicinal plants varies according to the level of development of countries, it is quite widespread. Further studies on medicinal plants will allow the discovery of new bioactive products in plants, which serve as an endless reservoir of various chemical compounds. Türkiye is a country rich in biodiversity and is home to many medicinal plants. One of these medicinal plants is the plants belonging to the genus Astragalus, the most important member of the Fabaceae (Legumes) family. The pharmacological properties of some plants belonging to the genus Astragalus are characterized by immunostimulant, antiviral, anticancer and antioxidant activities. In this study, it was aimed to determine the antioxidant activities of lyophilized water extract obtained from the seeds of the endemic Astragalus davisii plant distributed in Van Province. The plant material was collected in Bahçesaray district of Van. Water extract was taken and made ready for experiments. Within the scope of antioxidant activity studies, DPPH radical scavenging activity assay, total phenolic content, total flavonoid content and metal chelating activity assays were performed. A yield of 8.68% was obtained from the plant extract. DPPH radical scavenging activity was 28.80%. In addition, IC50 value was calculated as 33.78±0.64 mg/ml. The total phenolic and total flavonoid content of A. davisii water extract was calculated as 34.52±0.04 μg GA/mg dry extract, 58.33±0.012 μg QE/mg dry extract quercetin equivalent and 7.71±0.005 μg CE/mg dry extract catechin equivalent, respectively. The inhibition value of metal chelating activity was 67.79% and IC50 value was 3.97±0.05 mg/ml. According to the data obtained, it was concluded that the water extract of A. davisii seed has low antioxidant activity and high chelating power.

Keywords

• Astragalus davisii
• antioxidant
• phenolic
• flavonoid
• metal chelating

Endemik Astragalus davisii (Fabaceae) Tohumunun Liyofilize Su Özütünün Antioksidan Aktivitesi

Abstract

Eski çağlardan beri tıbbi bitkiler, hastalıkların tedavisi için bir iyileştirme yöntemi olarak kullanılmışlardır. Tıbbi bitkilerin kullanımı, ülkelerin gelişmişlik düzeyine göre farklılık gösterse de oldukça yaygın bir kullanım göze çarpmaktadır. Tıbbi bitkiler üzerinde daha fazla çalışmalar, çeşitli kimyasal bileşiklerin sonsuz bir rezervuarı olarak hizmet eden bitkilerdeki yeni biyoaktif ürünlerin keşfedilmesine olanak sağlayacaktır. Türkiye, biyoçeşitlilik bakımından zengin bir ülke konumundadır ve birçok tıbbi bitkiye ev sahipliği yapmaktadır. Bu tıbbi bitkilerden biri de Fabaceae (Baklagiller) ailesinin en önemli üyesi olan Astragalus cinsine ait bitkilerdir. Astragalus cinsine ait bazı bitkilerin farmakolojik özellikleri, immüno-uyarıcı, antiviral, antikanser ve antioksidan aktiviteleri ile karakterize edilmektedir. Bu çalışmada, Van İl’inde yayılış gösteren endemik Astragalus davisii bitkisinin tohumundan elde edilen liyofilize su özütünün, antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi amaçlandı. Bitki materyali Van’ın Bahçesaray ilçesinde toplandı. Su özütü alınarak deneylere hazır hale getirildi. Antioksidan aktivite çalışmaları kapsamında, DPPH radikal süpürme aktivitesi deneyi, toplam fenolik madde miktarı, toplam flavonoid madde miktarı ve metal şelatlama aktivitesi deneyleri uygulandı. Bitki özütünden %8.68 verim elde edildi. DPPH radikal süpürme aktivitesi % 28.80 bulundu. Ayrıca IC50 değeri 33.78±0.64 mg/ml olarak hesaplandı. A. davisii su özütünün toplam fenolik ve toplam flavonoid madde miktarları sırasıyla 34.52±0.04 μg GA/mg kuru özüt ve 58.33±0.012 μg QE/mg kuru özüt kuersetin eşdeğeri ve 7.71±0.005 μg CE/mg kuru özüt kateşin eşdeğeri olarak hesaplandı. Metal şelatlama aktivitesinin inhibisyon değeri % 67.79, IC50 değeri ise 3.97±0.05 mg/ml bulundu. Elde edilen verilere göre, A. davisii tohumunun su özütünün düşük antioksidan aktivite, yüksek şelatlama gücüne sahip olduğu sonucuna varıldı.

Keywords

• Astragalus davisii
• antioksidan
• fenolik
• flavonoid
• metal şelatlama

References

1. 1. Göktaş, Ö. ve Gıdık, B, Tıbbi ve Aromatik Bitkilerin Kullanım Alanları. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2019. 2(1): s. 145–151.
2. 2. Kültür, Ş. et al., Türkiye’de mide ülserinde kullanılan tıbbi bitkiler. Marmara Pharm J, 2018. 22 (1): p. 1–14.
3. 3. Li, Y. et al., The effect of developmental and environmental factors on secondary metabolites in medicinal plants. Plant Physiol. Biochem, 2020. 148: p.80-89
4. 4. Temel, M. et al., Dünyada ve Türkiye’de Tıbbi -Aromatik Bitkilerin Üretimi ve Ticareti,” Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Derg, 2018. 21: p. 198–214.
5. 5. Koçak, S., Cytisus (Fabaceae) cinsinde yer alan taksonların karyolojileri üzerine bir çalışma. Yüksek lisans tezi, 2022. Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
6. 6. Klichkhanov, N.K and M. N. Suleimanova, Chemical Composition and Therapeutic Effects of Several Astragalus Species ( Fabaceae ). Doklady Biological Sciences, 2024. 518 (4): p. 172-186.
7. 7. Linnek, J. et al., Cycloartane glycosides from three species of Astragalus (Fabaceae). Helv. Chim. Acta, 2011. 94(2): p. 230-237.
8. 8. Mulabagal, V. and H. Tsay, Plant Cell Cultures - An Alternative and Efficient Source for the Production of Biologically Important Secondary Metabolites. International Journal of Applied Science and Engineering, 2004. p. 29–48.

9. 9. Kashani, H. et al., Pharmacological properties of medicinal herbs by focus on secondary metabolites. Life Science Journal, 2012. 9(1): p. 509-520.
10. 10. Lekmine, S. et al., “Preliminary Investigation of Astragalus arpilobus subsp. hauarensis: LC-MS/MS Chemical Profiling, In vitro Evaluation of Antioxidant, Anti-Inflammatory Properties, Cytotoxicity, and In Silico Analysis against COX-2,” Antioxidants, 2024. 13(6).
11. 11. Kadi, K. et al., Evaluation of the anticoagulant activity of margins from olives extraction in the Khenchela region. Journal of Fundamental and Applied Sciences, 2020. 12(2): p. 634-649.
12. 12. Kulbat, K., Biotechnology and Food Sciences The role of phenolic compounds in plant resistance.Biotechnol Food Sci, 2016. 80 (2): p. 97–108.
13. 13. Kaya, O., Bazı Astragalus L. taksonlarının fenolik bileşik ve biyoaktivitelerinin karşılaştırmalı incelenmesi.Yüksek lisans tezi, 2016. Erciyes Üniversitesi,Türkiye.
14. 14. Başbağ, M. et al., Türkiye florasında yer alan endemik Astragalus taksonları, 2018. In International Congress on Agriculture and Animal Sciences, Antalya.
15. 15. Vuran, N., D.İ. Kartal, and İ. Çelik, Antiproliferative activity of Malus sylvestris Miller against HepG2 cell line with their antioxidant properties and phenolic composition. Turkish Journal of Biochemistry, 2023. 48(3): p. 272-281. 16. Tanrıöver, C., Bazı Astragalus türlerinin fitokimyasal içeriklerinin ve antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi,sağlıklı ve kanserli hücre hatları üzerinde antikanser ve antiproliferatif kapasitelerinin araştırılması. Yüksek lisans tezi, 2019. Kilis 7 Aralık Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kilis.
16. 17. Kök, Ö., Bazi Endemik Bitki Türlerinin Farkli Ekstraktlarinin Biyolojik Aktivitelerinin İncelenmesi. Yüksek lisans tezi, 2022. Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Karaman.
17. 18. Gulcin, I. and S. H. Alwasel, DPPH Radical Scavenging Assay. Processes, 2023. 11(8).
18. 19. Lim, D.H. et al., Effect of Astragalus sinicus L. seed extract on antioxidant activity, J. Ind. Eng. Chem, 2011. 17 (3): p. 510-516.
19. 20. Mahmoudi, M. et al., Phytochemical profile, antioxidant properties and protein contents of Astragalus tenuifoliosus seeds. Journal of the Mexican Chemical Society, 2023. 67(1): p. 24-32.
20. 21. Naghiloo, S. et al., Ontogenetic variation of total phenolics and antioxidant activity in roots, leaves and flowers of Astragalus compactus Lam. (Fabaceae),” BioImpacts, 2012. 2 (2): p. 105-109.
21. 22. Lekmine, S. et al., Investigation of photoprotective, anti-inflammatory, antioxidant capacities and lc–esi–ms phenolic profile of astragalus gombiformis pomel, Foods, 2021. 10 (8): p. 1-15.
22. 23. Erez, M.E. et al., Comprehensive appraisement of antioxidant potential and phytochemical profile of native botanicals from Turkey. Journal of Food Measurement and Characterization, 2019. 13: 3230-3241.
23. 24. İşbilir, Ş. and E. Çelik, Edirne ilinde yetişen dut ağacı yapraklarının antioksidan ve antidiyabetik aktivitesi üzerine bir çalışma. Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences, 2021. 7(3): p. 319-332.
24. 25. Lekmine, S. et al., A comparative study on chemical profile and biological activities of aerial parts (stems, flowers, leaves, pods and seeds) of Astragalus gombiformis. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2020. 27, 101668.
25. 26. Mahmoudi, M. et al., Characterization of lipids, proteins, and bioactive compounds in the seeds of three Astragalus species. Food Chemistry, 2021. 339, 127824.
26. 27. Kızıltaş, H. et al., LC-HRMS profiling of phytochemicals, antidiabetic, anticholinergic and antioxidant activities of evaporated ethanol extract of Astragalus brachycalyx Fischer. J. Chem. Metrol, 2021. 15(2): p. 135-151.
27. 28. Albayrak, S. and O.Kaya, Antioxidant, antimicrobial and cytotoxic activities of endemic Astragalus argaeus Boiss. from Turkey. Hacettepe Journal of Biology and Chemistry, 2019. 47(1): p. 87-97.
28. 29. Sarikurkcu. C. and G. Zengin, Polyphenol profile and biological activity comparisons of different parts of Astragalus macrocephalus subsp. finitimus from Turkey. Biology, 2020. 9(8): p. 231.