Saccharomyces cerevisiae’de Karbon Tetraklorür (CCl4) ile Oluşturulan Oksidatif Hasara Karşı Karanfil (Syzygium aromaticum L.) Ekstraktının Koruyucu Etkilerinin Glutatyon, Malondialdehit ve Total Protein Düzeyleri ile Araştırılması

Abstract

Bitkisel ilaçların sağlık alanında kullanımları oldukça önemli yere sahiptir. Biyoaktif bileşenler bakımından zengin bir tür olan karanfil bitkisinin (Syzygium aromaticum L.) antihipertansif, antiaterojenik, antiinflamatuar, antifungal, antiviral, antimikrobiyal gibi birçok özellikleri bulunmaktadır. Bu çalışmada, Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae)’de karbon tetraklorür (CCl4)’ün neden olduğu oksidatif hasara karşı karanfil bitki ekstraktının (Syzygium aromaticum L.) antiinflamatuar ve antioksidan aktiviteleri araştırılmıştır. Bu çalışmada 4 grup oluşturulmuştur. Çalışma grupları: (i) Kontrol Grubu: Sadece maya ekilen grup; (ii) CCl4 Grubu: CCl4 (10 mM) verilen grup; (iii) Karanfil Grubu: Karanfil ekstraktı (% 10) verilen grup; (iv) Karanfil + CCl4 Grubu: Karanfil ekstraktı (% 10) + CCl4 (10 mM) verilen grup. S. cerevisiae kültürleri 1, 3, 5 ve 24 saat boyunca 30 °C'de geliştirildi. Antioksidan aktiviteleri glutatyon (GSH) analizi ile gerçekleştirilirken lipit peroksidasyonu ise malondialdehit (MDA) analizi ile spektrofotometrede ölçümleri gerçekleştirilmiştir. S. cerevisiae kültürlerinin 1, 3, 5 ve 24 saat dilimlerindeki hücre gelişimleri spektrofotometre ile ölçülmüştür. Total protein yoğunlukları SDS-PAGE elektroforezi ve Bradford yöntemi ile belirlendi. Sonuçlara göre; CCl4 grubu ile kıyaslandığında GSH seviyeleri (24 saat), hücre gelişimi (1, 3, 5 ve 24 saat) ve total protein sentezi karanfil gruplarında artarken, MDA seviyeleri (24 saat) ise azalış göstermiştir. Karanfil bitkisinin güçlü biyoaktif kimyasal bileşenleri sayesinde S. cerevisiae kültüründe CCl4 kaynaklı oksidatif stresi azaltarak hücre büyümesini ve total protein sentezini teşvik edici etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Karanfil ekstraktı oksidatif stresle ilişkili hastalıkların tedavisinde bir potansiyel taşıyabilir ancak ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.

Keywords

• Antiinflamatuar
• glutatyon
• karanfil
• Saccharomyces cerevisiae
• total protein

Investigation of the Protective Effects of Clove (Syzygium aromaticum L.) Extract against Oxidative Damage Caused by Carbon Tetrachloride (CCl4) in Saccharomyces cerevisiae by Glutathione, Malondialdehyde and Total Protein Levels

Abstract

The use of herbal medicines in the field of health has a very important place. Clove plant (Syzygium aromaticum L.), a species rich in bioactive components, has many properties such as antihypertensive, antiatherogenic, antiinflammatory, antifungal, antiviral, antimicrobial. In this study, the antiinflammatory and antioxidant activities of clove plant extract (Syzygium aromaticum L.) against oxidative damage caused by carbon tetrachloride (CCl4) in Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) were investigated. In this study, 4 groups were formed. Study groups: (i) Control Group: Yeast-only group; (ii) CCl4 Group: CCl4 (10 mM) given group; (iii) Clove Group: The group given clove extract (10%); (iv) Clove + CCl4 Group: Clove extract (10%) + CCl4 (10 mM) administered group. S. cerevisiae cultures were grown at 30 °C for 1, 3, 5 and 24 hours. Antioxidant activities were performed with glutathione (GSH) analysis, while lipid peroxidation was measured with malondialdehyde (MDA) analysis in spectrophotometer. Cell growth of S. cerevisiae cultures at 1, 3, 5 and 24 hours was measured by spectrophotometer. Total protein concentrations were determined by SDS-PAGE electrophoresis and Bradford method. According to the results obtained; Compared to the CCl4 group, GSH levels (24 hours), cell growth (1, 3, 5 and 24 hours) and total protein synthesis increased in the clove groups, while MDA levels (24 hours) decreased. Thanks to its strong bioactive chemical components, the clove plant has been determined to have a stimulating effect on cell growth and total protein synthesis by reducing CCl4-induced oxidative stress in S. cerevisiae culture. Clove extract may have potential in the treatment of oxidative stress-related diseases, but further studies are needed.

Keywords

• Anti-inflammatory
• glutathione
• clove
• Saccharomyces cerevisiae
• total protein

References

1. Ahmad T, Shinkafi TS, Routray I, Mahmood A, Ali S, 2012. Aqueous extract of dried flower buds of Syzygium aromaticum inhibits inflammation and oxidative stress. Journal of Basic and Clinical Pharmacy, 3: 323.
2. Ajiboye TO, Mohammed AO, Bello SA, Yusuf II, Ibitoye OB, Muritala HF, Onajobi IB, 2016. Antibacterial activity of Syzygium aromaticum seed: Studies on oxidative stress biomarkers and membrane permeability. Microbial Pathogenesis, 95: 208-215.
3. Aslan A, 2021. Saccharomyces cerevisiae’de krom (K2Cr2O7) ile oluşturulan oksidatif hasara goji berry’nin koruyucu etkileri. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10: 784-795.
4. Aslan A, Beyaz S, Gök Ö, 2019a. Domates ekstraktının Saccharomyces cerevisiae’de oluşturulan krom hasarına karşı koruyucu etkisi. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12: 1048-1055.
5. Aslan A, Gök Ö, Beyaz S, 2019b. Üzüm çekirdeği ekstraktının Saccharomyces cerevisiae’de oluşturulan hidrojen peroksit hasarına karşı koruyucu etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9: 2216-2224.
6. Bakour M, Soulo N, Hammas N, Fatemi HE, Aboulghazi A, Taroq A, Abdellaqui A, Al-Waili N, Lyoussi B, 2018. The antioxidant content and protective effect of argan oil and Syzygium aromaticum essential oil in hydrogen peroxide-induced biochemical and histological changes. International Journal of Molecular Sciences, 19: 610.
7. Batiha GES, Alkazmi LM, Wasef LG, Beshbishy AM, Nadwa EH, Rashwan EK, 2020. Syzygium aromaticum L. (Myrtaceae): Traditional uses, bioactive chemical constituents, pharmacological and toxicological activities. Biomolecules, 10: 202.
8. Beyaz S, Dalkılıç LK, Gök Ö, Aslan A, 2020. Saccharomyces cerevisiae’de hidrojen peroksit ile oluşturulan oksidatif hasara karşı karadut (Morus nigra L.) ve kızılcık (Cornus mas L.)’ın bazı moleküler biyolojik ve biyokimyasal parametreler üzerine etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9: 1134-1144.

9. Bradford MM, 1796. A rapid and sensitive methof for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding, Analytical Biochemistry, 72: 248–254.
10. Chniguir A, Zioud F, Marzaioli V, El-Benna J, Bachoual R, 2019. Syzygium aromaticum aqueous extract inhibits human neutrophils myeloperoxidase and protects mice from LPS-induced lung inflammation. Pharmaceutical Biology, 57: 55-63.
11. Chong SY, Chiang HY, Chen TH, Liang YJ. Lo YC, 2019. Green tea extract promotes DNA repair in a yeast model. Scientific Reports, 9: 3842.
12. Cortes-Rojas DF, Souza CRF, Oliveira WP, 2014. Clove (Syzygium aromaticum): A precious spice. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 4: 90-96.
13. Do MH, Choi J, Kim Y, Ha SK, Yoo G, Hur J, 2020. Syzygium aromaticum reduces diabetes-induced glucotoxicity via the Nrf2/Glo1 pathway. Planta Medica, 86: 876-883. Duina, A.A., Miller, M.E., Keeney, J.B. (2014). Budding Yeast for Budding Geneticists: A Primer on the Saccharomyces cerevisiae Model System”, Genetics, 197 (1), 33-48.
14. Erdemli ME, 2011. Subkronik akrilamid toksisitesi oluşturulan ratlarda kayısının, kalın bağırsak dokusu glutatyon s-transferaz-Pi (GST) gen ekspresyonu, glutatyon peroksidaz (GSH-Px), redükte glutatyon (GSH) ve malondialdehid (MDA) düzeylerine etkisinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, İnönü Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Malatya, Türkiye.
15. Gokce Z, 2020. The protective effect of Pistacia vera L. (Pistachio) against to carbon tetrachloride (CCl4)-induced damage in Saccharomyces cerevisiae. Progress in Nutrition, 22: e2020077.
16. Habig WH, Pabst MJ, Jakoby WB, 1974. Glutathione S-transferases. The first enzymatic step in mercapturic acid formation. Journal of Biological Chemistry, 249: 7130–7139.
17. Jamnik P, Goranovic D, Raspor P, 2007. Antioxidative action of royal jelly in the yeast cell. Experimental Gerontology, 42: 594-600.
18. Jilani H, Cilla A, Barbera R, Hamdi M, 2016. Improved bioaccessibility and antioxidant capacity of olive leaf (Olea europaea L.) polyphenols through biosorption on Saccharomyces cerevisiae. Industrial Crops and Products, 84: 131-138.
19. Kadri Y, Nciri R, Bardaa S, Brahmi N, Saber S, Harrath AH, Aldahmash W, Alwasel S, Mohany M, El Feki A, Salah Allagui M, 2019. Syzygium aromaticum alleviates cerium chloride-induced neurotoxic effect in the adult mice. Toxicology Mechanisms and Methods, 29: 26-34.
20. Khan MR, Siddique F, 2012. Antioxidant effects of Citharexylum spinosum in CCl4 induced nephrotoxicity in rat. Experimental and Toxicologic Pathology, 64: 349-55.
21. Kiruthika B, Padma PR, 2013. Zea mays leaf extracts Protect Saccharomyces cerevisiae cell against oxidative stress-induced cell death. Journal of Acute Medicine, 3: 83-92.
22. Koçak Y, Gökhan OTO, Mercan U, Yaşar S, Arihan O, 2019. Karbon tetraklorür ile oluşturulan doku hasarında Allium schoenoprasum L. uygulamasının karaciğer ve böbrek dokusunda total antioksidan ve total oksidan düzeyine etkisi. Van Sağlık Bilimleri Dergisi, 12: 1-10.
23. Nirmala MJ, Durai L, Gopakumar V, Nagarajan R, 2019. Anticancer and antibacterial effects of a clove bud essential oil-based nanoscale emulsion system. International Journal of Nanomedicine, 14: 6439.
24. Ohkawa H, Ohishi N, Yagi K, 1979. Assay of lipid peroxides in animal tissue by thiobarbutiric acid reaction. Analytical Biochemistry, 95: 351–358.
25. Sreenivasan PK, Kakarla VVP, Sharda S, Setty Y, 2021. The effects of a novel herbal toothpaste on salivary lactate dehydrogenase as a measure of cellular integrity. Clinical Oral Investigations, 25: 3021-3030.
26. Tekeli H, Bildik A, 2016. Karbon tetraklorür ile oluşturulan karaciğer hasarında glutatyon (GSH) ve glutatyon s-transferaz (GST) aktivitesi üzerine N-asetil sisteinin etkisi. Balıkesir Sağlık Bilimleri Dergisi, 5: 83-87.
27. Ünalmış S, 2019. Karaciğer dokusunda karbon tetraklorür ile oluşturulan hasara karşı beta glukanın etkisi. Doktora Tezi, Erciyes Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, Türkiye.
28. Vicidomini C, Roviello V, Roviello GN, 2021. Molecular basis of the therapeutical potential of clove (Syzygium aromaticum L.) and clues to its anti-covıd-19 utility. Molecules, 26: 1880.