Tanacetum kotschyi (Boiss.) Grierson ve Tanacetum tomentellum (Boiss.) Grierson Ekstraktlarının Fenolik Madde İçeriği ve Biyolojik Aktiviteleri

Abstract

Bitkiler, iyileştirici etkilerinden dolayı, eski zamanlardan beri tedavi amaçlı olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada Bitlis ve Van illerinden toplanan Tanacetum kotschyi (Boiss.) Grierson (ateş pireotu) ve Tanacetum tomentellum (Boiss.) Grierson (yıldızlı pireotu)’dan elde edilen etanol ekstraktlarının 14 farklı fenolik içeriği HPLC ile belirlenmiştir. Fenoliklerin geneli antioksidan olarak bilindiğinden dolayı bitkilerin antioksidan özellikleri de bilimsel pek çok çalışmada önemli sayılmıştır. Bu nedenle soxhlet ekstraksiyon metodu ile bu bitkilerden etanol ekstraktları hazırlanmış ve in vitro şartlarda biyolojik aktiviteleri araştırılmıştır. Bu amaçla ilk olarak bu ekstraktların total antioksidan aktiviteleri, DPPH ve ABTS radikal giderme aktiviteleri, FRAP ve CUPRAC indirgenme metodları ile demir ve bakır indirgeme kuvvetleri ölçülerek antioksidan güçleri, antioksidan oldukları kanıtlanmış çeşitli standartlar (Bütillenmiş hidroksianisol: BHA, Bütillenmiş hidroksitoluen: BHT ve α-tokoferol: α-toc) ile karşılaştırılmıştır. Toplumda bitkiler, mikroorganizma kaynaklı pek çok cilt hastalığı başta olmak üzere, günümüzün en önemli hastalıklardan olan kanser gibi DNA hasarına bağlı bazı hastalıklarda da alternatif bir tedavi yöntemi olarak kullanıldığı ve bu yönüyle bitkilerin pek çok farmakolojik araştırmanın ilgi odağı olduğu yadsınamaz bir gerçektir. Bu nedenle bu çalışmada ekstraktlar, farklı türlerden müteşekkil olan 10 adet mikroorganizma üzerinde denenerek antimikrobiyal aktiviteleri, Pbr322 plazmid DNA’sı üzerinde denenerek DNA koruyucu aktiviteleri araştırılmıştır. Fenolik sonuçlarına göre T. kotschyi ve T. tomentellum ekstraktlarında gallik asit, T. kotschyi ekstraktında ise salisilik asit varlığı tespit edilememiştir. Buna ek olarak bazı antioksidan aktivite sonuçlarında her iki bitkiden elde edilen etanol ekstraktlarının standartlara benzer aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. Oyuk agar metodunun kullanıldığı antimikrobiyal aktivite sonuçlarına göre; T. tomentellum ekstraktının Staphylococcus aureus üzerinde, T. kotschyi ekstraktının ise Candida albicans ve Klebsiella pneumonia üzerinde en iyi aktiviteyi sergilediği tespit edilmiştir. Ayrıca T. Kotschyi ekstraktı Saccharomyces cereviciae üzerinde herhangi bir aktivite göstermezken, genel olarak ekstraktların bütün test mikroorganizmaları üzerinde antimikrobiyal etkiye sahip olduğu gözlenmiştir. Son olarak ekstraktların DNA üzerindeki koruyucu etkisi araştırılmıştır. T. kotschyi ekstraktının, plazmid DNA üzerinde koruyucu bir etkisinin olmadığı, T. tomentellum ekstraktının ise H₂O₂+DMSO’un DNA üzerindeki süpürücü etkisini ortadan kaldırarak kararlı hale gelmesinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen veriler, ekstraktların genel olarak güçlü biyolojik aktivitelere sahip olduğunu göstermektedir.

Keywords

• Tanacetum kotschyi,Tanacetum tomentellum,Fenolik,Antimikrobiyal,Antioksidan

Phenolic contents and biological activities of Tanacetum kotschyi (Boiss.) Grierson and Tanacetum tomentellum (Boiss.) Grierson extracts

Abstract

Plants have been used for therapeutic purposes since ancient times because of their healing effects. In present study, T. kotschyi (Boiss.) Grierson and Tanacetum tomentellum (Boiss.) Grierson plants were collected from Van and Bitlis province and the extracts were prepared from them. Then, 14 different phenolic contents were determined. Since the phenolics are known as antioxidants, the importance of antioxidants properties of the plants is emphasized in many studies. For this purpose, the extracts were prepared from these plants and in vitro biological activities were investigated. Firstly, total antioxidant activities, DPPH and ABTS radical scavenging activities and iron and cupric reduction activities were measured using the extracts and the results were compared with the standard antioxidants (Butylated hidroxyanisole: BHA, Butylated hidroxitoluen: BHT and α-tocopherol: α-toc). Today, the plants are used as an alternative treatment in many skin disease caused by microorganism and in the treatment of several diseases such as cancer. In this aspect, it is an undeniable fact that plants are at the focal point of many research. For this purpose, the antimicrobial activities of the extracts on 10 different microorganisms and the DNA protective properties on pBR322 plasmid DNA were determined. According to the phenolic results, In addition to the absence of gallic acid in T. kotschyi and T. tomentellum extracts, salycilic acid could not be detected in T. Kotschyi extract. In vitro antioxidant activities were determined by using total antioxidant activity, DPPH and ABTS radical scavenging activities, FRAP and CUPRAC reduction methods and the results were compared with BHA, BHT and α-tocopherol standard antioxidant results. The ethanol extracts obtained from both plants were found to have close activity to the standards. According to antimicrobial activity results of hollow agar method, T. tomentellum extracts and T. kotschyi were found to have the highest activity on Staphylococcus aureus, and Candida albicans and Klebsiella pneumonia respectively. It was observed that the extracts have antimicrobial effect on all test microorganisms. on the contrary, only T. kotschyi extract had no antifungal effect on Saccharomyces cereviciae. Finally, the protective effects of extracts on DNA were investigated. T. kotschyi extract had no protective effect on plasmid DNA however; T. tomentellum extract was able to stabilize the DNA by eliminating the scavenging effect of H₂O₂ + DMSO. Data from this study show that extracts generally have strong biological activities.

Keywords

• Tanacetum kotschyi,Tanacetum tomentellum,Phenolic,Antimicrobial,Antioxidant

References

1. A. L. Branen, “Toxicology and biochemistry of butylated hydroxyanisole and butylated hydroxytoluene”, J Am Oil Chem Soc., vol. 52, p.59-63, 1975.
2. J. G. Sebranek, V. J. H. Sewalt, K. L. Robbins and T. A. Houser, “Comparison of a Natural Rosemary Extract and BHA/BHT for RelativeAntioxidant Efectiveness in Pork Sausage”, Meat Sci., vol. 69: pp. 289–296, 2005.
3. A. S. Alkofahi, A. Abdelaziz, I. Mahmoud, M. Abuirjie, A. Hunaiti and A. El-Oqla ,“Cytotoxicity, mutagenicity and antimicrobial activity of forty jordanian medicinal plants”, Int J Crude Drug Res., vol. 28(2), pp. 139-144, 1990.
4. E.O. Wilson, “Biodiversity”, National Academic Press, Washington, 1986.
5. K. Bremer, “Asteraceae: Cladistics and Classification” Timber Press, Portl. Oregon, 1994.
6. M. Mucciarelli, M. Maffei and C.W. Wright, “Introduction To The Genus”. Taylo R & Francis Publishing, Newyork, Pp.1-51, 2002.
7. P. H. Davis (Ed.), “Flora Of The Turkey And The East Aegean Islands”, Edinburgh University Press, Vol. 1- 9, Edinburgh, 1985.
8. P. H. Davis, R. R. Mill and K. Tan, “Flora Of Turkey And The East Aegean Islands”, Edinburgh University Press, Vol.10, Edinburgh 1988.

9. N. Özhatay and Ş. Kültür, “Check- List Of Additional Taxa To The Supplement Flora Of Turkey III”, Tr. J. Bot., vol. 30, pp. 281-316, 2006.
10. M. Doğan, “Türkiye Jurinea Cass. (Asteraceae) Cinsinin Revizyonu”, Doktora Tezi, Selçuk Üniv., Fen Bilimleri Ens., Konya, 2007.
11. CH. Oberprieler, R. Vogt and LE. Watson, (Tribe Anthemideae Cass. In: Kadereit JW, Jeffrey C, editors), “The Families and Genera of Vascular Plants”, Springer, Vol. 8, 2007.
12. M. Korkmaz, A. Kandemir, V. İlhan and N. Doğan Yıldırım, “Tanacetum erzincanense (Asteraceae), a new species from Erzincan, Turkey”, Turk J Bot, vol. 38, 2014.
13. A. J. C. Grierson, (Tanacetum L. Davis, P. H., (Ed.)), “Flora Of The Turkey And The East Aegean Islands”, Edinburgh University Press, Vol. 5, Edinburgh, 1975.
14. N. Çelik, “Türkiye’nin Tanacetum Türleri Üzerinde Sistematik ve Kimyasal Bir araştırma”, Doktora tezi, Ankara Üniv., Ankara, 1977.
15. A. Güner, S. Aslan, T. Ekim, M. Vural ve M.T. Babac, “Türkiye Damarlı Bitkiler Listesi”, Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi ve Flora Araştırmaları Derneği Yayını, İstanbul, s. 118–120, 2012.
16. P. Gürbüz, D. Eroğlu, Ş.D. Doğan, G. Şeker Karatoprak, M.Yavuz Paksoy ve M. Koşar “Tanacetum Zahlbrucknerı (Náb.) Grıerson’ nun Sekonder Metabolitleri ve Antioksidan Etkileri” Sağlık Bilimleri Dergisi (Journal of Health Sciences); 26 (1), 2017.
17. T. Sibanba and A.I. Okoh, “The challenges of overcoming antibiotic resistance plant exracts as potential sources of antimicrobial and resistance modifiying agents”, Africa J. Biotech., V: 6(25), pp. 2886-2896, 2007.
18. H.M. Shang, H.Z. Zhou, J.Y. Yang, R. Li, H. Song, and H.X. Wu “In vitro and in vivo antioxidant activities of inulin.” PloS one, 13(2), e0192273. 2018.
19. Y. Alan, A. Savcı, B. Çakmak and H. Kurt, “Determination of The Antimicrobial and Antioxidant Activities of Satureja hortensis Ingredients” Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural and Applied Sciences 21 (2) 167-177, 2016.
20. D. Ahmed , M. Mehboob Khan and R. Saeed “Comparative Analysis of Phenolics, Flavonoids, and Antioxidant and Antibacterial Potential of Methanolic, Hexanic and Aqueous Extracts from Adiantum caudatum Leaves” Antioxidants, 4, 394-409, 2015.
21. S. Tapan, “Quantitative HPLC Analysis of Phenolic Acids, Flavonoids and Ascorbic Acid in Four Different Solvent Extracts of Two Wild Edible Leaves, Sonchus Arvensis and Oenanthe Linearis of North-Eastern Region in India”, J. appl. pharm. sci., vol. 6 (2), 157-166, 2016.
22. H. Mitsuda, K. Yasumoto and K. Wami, “Antioxidative action of indole compounds during the autoxidation of linoleic acid”, Eiyoto Shokuryo, vol. 19, pp. 210-214, 1966.
23. M. Oyaizu, “Studies on product of browning reaction prepared from glucose amine”, Jpn J Nutr.,vol. 44, pp. 307-315, 1986.
24. R. Apak, K. Güçlü, M. Özyürek, S.E. Karademir and E. Erça “The cupric ion reducing antioxidant capacity and polyphenolic content of some herbal teas.” Int J Food Sci Nutr, 57, 292–304, 2006.
25. L. Wu, L. Chang, S. Chen, N. Fan and J.A. Ho, “Antioxidant activity and melanogenesis inhibitory effect of the acetonic extract of Osmanthus fragrans: A potential natural and functional food flavor additive”, LWT- Food Sci Technol Res., vol. 42, pp. 1513-1519, 2009.
26. M.S. Blois, “Antioxidant determinations by the use of a stable free radical”, Nature, vol. 26, pp. 1199-1200, 1958.
27. O. Sağdıç, A.G. Karahan, M. Özcan and G. Özkan, “Effect of Some Species Extracts on Bacterial İnhibition”, Food Sci Technol Int.,vol. 9(5), pp. 353-356, 2003.
28. J. Hindler, “Tests to assess bactericidal activity”, In Clinical Microbiology Procedures Handbook. Ed, Eisenberg HD. Washington, DC: American Society for Microbiology, pp. 5.16.14-5.16.24, 1992.
29. T. L. Siddall, D. G. Ouse, Z. L. Benko, G. M. Garvin, J. L. Jackson, J. M. McQuiston, M. J. Ricks, T. D. Thibault, J. A. Turner, J. C. VanHeertum and M.R. Weimer, “Synthesis and Herbicidal Activity of Phenyl-substituted Benzoylpyrazoles”, J Pest Sci., vol. 58, pp. 1175-1186, 2002.
30. M. Londershausen, “Approaches to new parasiticides”, J Pestic Sci., vol. 48 (4), pp. 269-292, 1996.
31. H. Zhang, J.M. Barcelo, B. Lee, G. Kohlhagen, D.B. Zimonjic, N.C. Popescu and Y. Pommier, “Human Mitochondrial Topoisomerase I”, Proc Natl Acad Sci U S A, vol. 98(19), pp. 10608-10613, 2001.
32. D. Hanganu, D. Benedec, L. Vlase, I. Popıca, C. Bele, O. Raıta, A.Gheldıu, C. V. Mıhalı and V. ?armure, “Polyphenolic Content and Antioxidant Activity of Chrysanthemum Parthenium Extract”, Farmacia, vol. 64, 4,pp. 49 8, 2016.
33. B. Ivanescu , C. Tuchılu? , A. Corcıova , C. Lungu , C. T. Mıhaı , A.Gheldıu and L. Vlase, “Antioxidant, Antimicrobial and Cytotoxic Activity of Tanacetum Vulgare, Tanacetum Corymbosum and Tanacetum Macrophyllum Extracts, Farmacia, Vol. 66, pp. 2, 2018.
34. M. Mureşan, D. Benedec, L. Vlase, R. Oprean, A. Toıu and I. Onıga, “Screening Of Polyphenolic Compounds, Antioxidant And Antimicrobial Properties Of Tanacetum Vulgare From Transylvania”. Studia Ubb Chemia, Lx, vol. 1, PP. 127-138, 2015.
35. İH. Geçibesler, “In Vitro Biological Activıty Studies on Tanacetum Abrotanifolium (L.) Druce (Asteraceae)”. Anadolu Univ. J. of Sci. and Technology A – Appl. Sci. and Eng. Vol. 18 (2), 2017.
36. M. Bhatnagar, AS. Avasthi and AS. Ghosal, “In Vitro Antibacterial and Antioxidant Activity of High Altitude Medicinal Plant Tanacetum Gracile”. Int J Pharm Bio Sci Apr ; vol. 8(2): (B), pp. 914-921, 2017.
37. A. Venditti, C. Frezza, F. Sciubba, M. Serafini, A. Bianco, K. Cianfaglione, G. Lupidi, L. Quassinti, M. Bramucci and F. Maggi, “Volatile components, polar constituents and biological activity of tansy daisy (Tanacetum macrophyllum (Waldst. et Kit.) Schultz Bip.)”, Ind Crops Prod., vol. 118, pp. 225–235, 2018.
38. F. Rezaei, R. Jamei and R Heidari, “Evaluation of the Phytochemical and Antioxidant Potential of Aerial Parts of Iranian Tanacetum parthenium”. Res Pharm Sci, vol. 23, 136-142, 2017.
39. M. Digrak, M.H. Alma, A. İlçim and S. Sen, “Antibacterial and Antifungal Effects of Various Commercial Plant Extracts”, Pharm Biol., vol. 37(3), pp. 216-22, 1999.
40. T. Öztekin, “Tanacetum kotschyi (Boiss.) Bitkisi Üzerinde Fitokimyasal Araştırmalar ve Biyoaktivite Çalışmaları. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniv., Fen Bilimleri Ens., İstanbul, 94-98.
41. F. P. Çağlar, “Tanacetum Zahlbruckneri(Náb.) Grierson Bitkisi Üzerinde Yağ Asitleri Tayini Ve Biyoaktivite Çalışmaları”, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniv. Fen Bilimleri Ens., İstanbul, S. 102, 2011.
42. G. Guha, V. Rajkumar, R. A. Kumar and L. Mathew, “Therapeutic Potential of Polar and Non-polar Extracts of Cyanthillium cinereum In vitro”, eCAM, PP. 1 of 11, 2009.
43. Ş. Berk, B. Bektaş and S. Arslan, “Screening of the antioxidant, antimicrobial and DNA damage protection potentials of the aqueous extract of Inula oculus-christi”, Afr. J. Pharm. Pharmacol., Vol. 5(14), pp. 1695-1702, 2011.