• 2024 m. liepos 25 d., tobulindami tinklavietės tipografiją, naujinome šriftų šeimą „Georgia“ į „Georgia Pro“. Raginame pasitikrinti, ar jūsų kompiuteryje ir kituose e. įrenginiuose, kuriuose skaitote @eitį, yra įdiegta šriftų šeima „Georgia Pro“, o jei ne, įsidiegti. Tinklavietėje skaitydami informaciją, matysite dailesnius ir tikslesnius šriftus. Išsamiau apie numatytąją tinklavietės tipografiją žr. Žinynas > Technologija.

Straipsnis Pakeistų 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono darinių poveikis siauralapių lubinų („Lupinus angustifolius“ L.) vystymuisi „in vitro“

  • Bibliografinis aprašas: Rita Asakavičiūtė1), Zita Maknickienė1), Lidija Kosychova2), Vida Ragalevičienė2), „Pakeistų 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono darinių poveikis siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) vystymuisi in vitro“, @eitis (lt), 2018, t. 1 070, ISSN 2424-421X.
  • Ankstesnis leidimas: Rita Asakavičiūtė, Zita Maknickienė, Lidija Kosychova, Vida Ragalevičienė, „Pakeistų 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono darinių poveikis siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) vystymuisi in vitro“, Cheminė technologija, 2014, nr. 1(65), p. 5–9, ISSN 1392–1231.
  • Institucinė prieskyra: 1) Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Vokės filialas, 2) Vilniaus universiteto Biochemijos institutas.

Santrauka. Ištirtas 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono darinių poveikis siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) vystymuisi. Tirta laboratorinėmis sąlygomis, daiginant siauralapių lubinų VB Derliai ir VB Vilniai sėklas Petri lėkštelėse. Nustatyta, kad didžiausią poveikį lubinų VB Derliai šaknelės augimui (3,11 ± 0,48 cm) turėjo 4-metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onas (1 c), ilgiausias stiebelis (1,58 ± 0,39 cm) gautas ir lubino biomasė daugiausiai svėrė (0,473 ± 0,058 g) panaudojus 5-acetil-3-metil-1-(2-okso-2-fenil-etil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-oną (4 b). Lubinų VB Vilniai sėkloms junginys 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onas (1 a) labiausiai skatino lubinų šaknelės augimą (1,88 ± 0,54 cm), ilgiausias stiebelis (1,07 ± 0,09 cm) gautas panaudojus 5-acetil-3-metil-1-(2-okso-2-fenil-etil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-oną (4 b), o lubino biomasė daugiausia svėrė (0,526 ± 0,031 g) panaudojus 4-metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-oną (1 c).

Pagrindiniai žodžiai: pakeisti 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono dariniai, siauralapiai lubinai, Lupinus angustifolius L.

 

Įvadas

Policikliniai, azotą turintys heterociklai: indolai, benzoimidazolai, chinolinai, plačiai naudojami kaip aktyvūs pesticidai. Dėl tokių savybių daugelis jų yra gerai žinomi žemės ūkio preparatai Žr. Silvia E. Castillo-Blum, Noráh Barba-Behrens, “Coordination Chemistry of Some Biologically Active Ligands,” 2000; John Onyango Adongo, Alice W. Njue, Josiah O. Omolo, Peter K. Cheplogoi, Dan O. Otaye, “In Vitro Inhibition of Botrytis Cinerea – Causative Agent for Grey Mold by Crude Extracts of Basidiomycetes Fungi,” 2012. . 1,4- ir 1,5-benzodiazepinai plačiai pritaikyti medicinoje. Tokios struktūros junginiai pasižymi stipriu poveikiu centrinei nervų sistemai ir turi priešvėžinių, priešuždegiminių ir prieškonvulsinių savybių Žr. Kumaraswamy Sorra, Chi-Fen Chang, Srinivas Pusuluri, Khagga Mukkanti, M. Paul Laiu, Bo-Ying Bao, Chia-Hao Su, Ta-Hsien Chuang, “Synthesis and Cytotoxicity Testing of New Amido-Substituted Triazolopyrrolo[2,1-c][1,4]Benzodiazepine (PBDT) Derivatives,” 2012; Paolo Fruscella, Marcello Sottocorno, Mario Di Braccio, Luisa Diomede, Nicola Piccardi, Alfredo Cagnotto, Giancarlo Grossi, Maria Romano, Tiziana Mennini, Giorgio Roma, “1,5-Benzodiazepine Tricyclic Derivatives Exerting Anti-Inflammatory Effects in Mice by Inhibiting Interleukin-6 and Prostaglandin E(2) Production,” 2001. . Jų struktūrinis modifikavimas yra viena iš sparčiai besivystančių mokslinių tyrimų krypčių. Nesenai nustatyta, kad nauji struktūriniai benzodiazepinų analogai yra ŽIV-1 viruso proteazės ir atvirkštinės transkriptazės inhibitoriai Žr. Yan-Bo Tang, Chuan-Ming Zhang, Cheng Fang, Li Huang, C. H. Chen, Zhi-Yan Xiao, [“Design, Synthesis and Evaluation of Novel 2H-1,4-Benzodiazepine-2-Ones as Inhibitor of HIV-1 Transcription”], 2011; Jiří Schimer, Petr Cígler, Jan Veselý, Klára Grantz Šašková, Martin Lepšík, Jiří Brynda, Pavlína Řezáčová, Milan Kožíšek, Ivana Císařová, Heike Oberwinkler, Hans-Georg Kraeusslich, Jan Konvalinka, “Structure-Aided Design of Novel Inhibitors of HIV Protease Based on a Benzodiazepine Scaffold,” 2012. . Reikia pažymėti, kad darbų, skirtų tyrimams, susijusiems su benzodiazepinų poveikiu augalams, yra nedaug. JAV 1995 m. patente aprašomas 1,4-benzodiazepinų darinių herbicidinis poveikis Žr. Michael Anthony Guaciaro, Philip Mark Harrington, Gary Mitchell Karp, “Methods for Controlling Undesirable Plant Species with Benzodiazepine Compounds,” 1995. , 2009 m. pasirodė Japonijos patentas, kuris 2011 m. patentuotas ES, o 2012 – JAV. Skirtas sodininkystei ir žemės ūkiui, kur pateikta informacija apie panašios struktūros heterociklų, turinčių vieną azoto atomą septynnariame cikle, 2-benzodiazepinų fungicidinį aktyvumą Žr. Akira Mitani, Jun Inagaki, Raito Kuwahara, Motoaki Sato, “Nitrogen-Containing Heterocyclic Compound and Salt Thereof and a Fungicide for Agricultural an Horticultural Use,” 2009. . Literatūroje dažnai pabrėžiama, kad heterociklų N-aciliniai dariniai pasižymi didesniu biologiniu augimą skatinančių aktyvumu Žr. Vladimir Stepanovich Pilyugin, Yu. E. Sapozhnikov, N. A. Sapozhnikova, “Acyl Derivatives of 2-Aminobenzimidazole and Their Fungicide Activity,” 2004; Claude Clapot, Jean Vial, Jacqueline Mourier, Jean C. Boch, “New Plant Growth Regulating Compositions Which Contain Derivatives of N-Acyl Methionine,” 1980; Claude Laruelle, Marcel Lepant, Bernard Raynier, “N-Acyl Derivatives of Amino Acids and Their Esters, and Drugs in Which They Are Present,” 1986. .

 

Šiems tyrimams buvo pasirinkti lubinai. Kadangi šiuo metu baltymingų augalų auginimas ES smarkiai smuko, būtina ieškoti priemonių, galinčių padidinti ankštinių augalų derlingumą ir atsparumą plintančioms grybinėms ligoms. Auginant baltymingus augalus būtų galima įveikti baltymų deficitą ES. Lietuvoje paplitusios 3 lubinų rūšys: geltonžiedžiai lubinai (Lupinus luteus L.), siauralapiai lubinai (Lupinus angustifolius L.) ir daugiamečiai lubinai (Lupinus polyphylus L.). Lubinai – universalūs ankštiniai augalai. Jų grūdai pasižymi aukšta maistine ir pašarine verte, žalioji masė gali būti šeriama gyvuliams arba naudojama dirvožemio derlingumui didinti.

Ankštinių augalų sėklose randama 2–3 kartus daugiau baltymų nei varpinių javų grūduose. Ankštinių augalų baltymų biologinė vertė yra labai aukšta, nes į jų sudėtį įeina visos 8 nepakeičiamos aminorūgštys: treoninas, valinas, metioninas, izoleucinas, leucinas, fenilalaninas, lizinas ir triptofanas. Pagal lizino kiekį (6–8 %) ankštinių augalų baltymai prilygsta gyvulinės kilmės baltymams. Pašariniuose lubinuose randamas toks aminorūgščių kiekis, (g/kg sėklų): lizino – 26, metionino – 5, cistino – 8, triptofano – 2; bendras nepakeičiamų aminorūgščių kiekis – 186 Žr. Boguslav Stanislavovich Kurlovich, Lupins: Geography, Classification, Genetic Resources and Breeding, 2002. . Pagal aminorūgščių kiekį ir kokybę lubinuose esantys baltymai prilygsta sojos baltymams. Skirtumas tas, kad visų lubinų rūšių baltymuose randamas palyginti labai žemas baltymų – fermentų inhibitorių kiekis. Fermentų inhibitoriai yra baltyminės medžiagos, turinčios aktyvius centrus, prie kurių prijungiami fermentai. Su šiais baltymais sujungti fermentai tampa neaktyvūs, neatlieka savo funkcijų. Sojų sėklose randama vidutiniškai 29–32 g/kg aktyvuoto tripsino, o lubinų sėklose tripsino kiekis neviršija 2–3 g/kg Žr. ten pat. . Prie pagrindinių lubinų sėklų komponentų priskiriami ir lipidai, kurių randama nuo 7 iki 14 % Žr. Montserrat Dueñas, Teresa Hernández, Isabel Estrella, Dolores Fernandez, “Germination as a Process to Increase the Polyphenol Content and Antioxidant Activity of Lupin Seeds (Lupinus Angustifolius L.),” 2009. . Didžiąją dalį riebalų sudaro polinesočiosios rūgštys. Pagal oleino, linolo ir linoleno rūgščių kiekį lubinų riebalai pranašesni už kitų ankštinių augalų riebalus, o geltonžiedžių lubinų riebalų cheminė sudėtis prilygsta sojos riebalams. Lubinų sėklose randama riebaluose tirpių vitaminų ir provitaminų: tokoferolių, sterolių ir karotinoidų, ir vandenyje tirpių vitaminų: tiamino, riboflavino, piridoksino, biotino, folio rūgšties, askorbo rūgšties. Pagal B grupės vitaminų kiekį lubinai prilygsta sojai ir gerokai pranašesni už rugius ir kitas grūdines kultūras. β-karotino lubinų sėklose randama 0,30–0,49 mg (javuose – 0,014–0,018 mg), tokoferolio 3,9–16,2 mg (javuose 1,1–5,5 mg).

 

Lubinų maistinė ir pašarinė vertė priklauso nuo alkaloidų kiekio sėklose. Alkaloidų kiekis sėklose priklauso nuo daugelio veiksnių: klimatinių, agrotechninių sąlygų, taip pat nuo lubinų rūšies ir lubinų veislės. Maistui tinka lubinai, kurių alkaloidingumas mažesnis nei 0,025 %. Jie priskiriami prie bealkaloidžių lubinų ir jų pritaikymas žmogaus mityboje yra neribotas.

Šio darbo tikslas – ištirti 1,5-benzodiazepinų darinius, galinčius pagerinti lubinų sėklų cheminę sudėtį, padidinti sėklų derlių ir atsparumą ligoms. Tirtas poveikis 1,5-benzodiazepino darinių, susintetintų Vilniaus universiteto Biochemijos instituto Bioorganinių junginių chemijos skyriuje, lubinų daigų kokybei taikant laboratorinius tyrimų metodus.

Tyrimo metodai ir medžiagų gavimo būdai

Biologiniams tyrimams naudoti tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onai 1 a–c ir jų acilinti dariniai 2 a–c, 3 a–c ir 4 a–c buvo susintetinti pagal schemą (1 pav. ir 1 lentelė). Junginių sintezė aprašyta literatūroje Žr. Regina Jančienė, Algirdas Klimavičius, Romualdas Sirutkaitis, Lina Plečkaitienė, Zita Staniulytė, “Practical Synthesis of Differently N5-Functionalized Tetrahydro-1,5-Benzodiazepin-2-Ones,” 2002; Benedikta Dalė Puodžiūnaitė, Regina Jančienė, Zita Talaikytė, A. C. Zaks, Yu. M. Rabotnikov, E. A. Uzachev, “Synthesis and Biological Activity of N-Substituted 2,3,4,5-tetrahydro-1H-1,5-benzodiazepinones-2,” 1985; Lidija Kosychova, Lina Plečkaitienė, Zita Staniulytė, Regina Jančienė, Algirdas Palaima, Benedikta Dalė Puodžiūnaitė, “A Convenient Synthesis of Novel[1,2,4]Oxadiazolo[4,3-a][1,5]Benzodiazepine Derivatives,” 2006. .

 
1 pav. Junginių sintezės schema. Reagentai ir sąlygos: a – (CH3CO)2O, CH3Cl, Δ iki 5 h; b – ClCH2COCH3, C6H5CH2N+(CH2CH3)3Cl-, CH3CN, K2CO3, Δ iki 7 h; c – BrCH2COC6H5, C6H5CH2N+(CH2CH3)3Cl-, CH3CN, K2CO3, Δ iki 7 h
1 pav. Junginių sintezės schema. Reagentai ir sąlygos: a – (CH3CO)2O, CH3Cl, Δ iki 5 h; b – ClCH2COCH3, C6H5CH2N+(CH2CH3)3Cl-, CH3CN, K2CO3, Δ iki 7 h; c – BrCH2COC6H5, C6H5CH2N+(CH2CH3)3Cl-, CH3CN, K2CO3, Δ iki 7 h
 
1 lentelė. Junginių sintezės schema. Reagentai ir sąlygos: a – (CH3CO)2O, CH3Cl, Δ iki 5 h; b – ClCH2COCH3, C6H5CH2N+(CH2CH3)3Cl-, CH3CN, K2CO3, Δ iki 7 h; c – BrCH2COC6H5, C6H5CH2N+(CH2CH3)3Cl-, CH3CN, K2CO3, Δ iki 7 h
JunginysR, R1Junginio pavadinimasLiteratūra
1 aR=H, R1=H1,3,4,5-Tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasRegina Jančienė, Algirdas Klimavičius, Romualdas Sirutkaitis, Lina Plečkaitienė, Zita Staniulytė, “Practical Synthesis of Differently N5-Functionalized Tetrahydro-1,5-Benzodiazepin-2-Ones,” 2002.
1 bR=CH3, R1=H3-Metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasBenedikta Dalė Puodžiūnaitė, Regina Jančienė, Zita Talaikytė, A. C. Zaks, Yu. M. Rabotnikov, E. A. Uzachev, “Synthesis and Biological Activity of N-Substituted 2,3,4,5-tetrahydro-1H-1,5-benzodiazepinones-2,” 1985.
1 cR=H, R1=CH34-Metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasRegina Jančienė, Algirdas Klimavičius, Romualdas Sirutkaitis, Lina Plečkaitienė, Zita Staniulytė, “Practical Synthesis of Differently N5-Functionalized Tetrahydro-1,5-Benzodiazepin-2-Ones,” 2002.
2 aR=H, R1=H5-Acetil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasBenedikta Dalė Puodžiūnaitė, Regina Jančienė, Zita Talaikytė, A. C. Zaks, Yu. M. Rabotnikov, E. A. Uzachev, “Synthesis and Biological Activity of N-Substituted 2,3,4,5-tetrahydro-1H-1,5-benzodiazepinones-2,” 1985.
2 bR=CH3, R1=H5-Acetil-3-metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasTen pat.
2 cR=H, R1=CH35-Acetil-4-metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasTen pat.
3 aR=H, R1=H5-Acetil-1-(2-oksopropil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasLidija Kosychova, Lina Plečkaitienė, Zita Staniulytė, Regina Jančienė, Algirdas Palaima, Benedikta Dalė Puodžiūnaitė, “A Convenient Synthesis of Novel[1,2,4]Oxadiazolo[4,3-a][1,5]Benzodiazepine Derivatives,” 2006.
3 bR=CH3, R1=H5-Acetil-3-metil-1-(2-oksopropil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasTen pat.
3 cR=H, R1=CH35-Acetyl-4-metil-1-(2-oksopropil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasTen pat.
4 aR=H, R1=H5-Acetil-1-(2-okso-2-feniletil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasTen pat.
4 bR=CH3, R1=H5-Acetil-3-metil-1-(2-okso-2-feniletil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasTen pat.
4 cR=H, R1= CH35-Acetil-4-metil-1-(2-okso-2-feniletil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onasTen pat.
 

Siauralapių lubinų daiginimas laboratorinėmis sąlygomis. 1,5-benzodiazepinų darinių biologinio aktyvumo tyrimai atlikti Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Vokės filialo biotechnologijos laboratorijoje daiginant siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) VB Derliai ir VB Vilniai sėklas. Lubinų VB Derliai ir VB Vilniai sėklos dezinfekuotos mirkant: 3 min – 70 % etanolyje, 5 min – 5 % natrio hipochlorito tirpale; paskui tris kartus perplautos steriliu distiliuotu vandeniu. Siekiant įvertinti 1,5-benzodiazepinų darinių poveikį lubinų organogenezei, buvo taikyti biotechnologijos metodai Žr. Boguslav Stanislavovich Kurlovich, Lupins: Geography, Classification, Genetic Resources and Breeding, 2002. .

Siauralapių lubinų sėklos, sudrėkintos 5 ml 3 mg/l koncentracijos junginių 1 a–c, 2 a–c, 3 a–c ir 4 a–c tirpalais dimetilformamide (DMF), daigintos steriliu filtravimo popieriumi išklotose Petri lėkštelėse. Petri lėkštelės su sėklomis 7 paras laikytos termostate 24–26 °C temperatūroje. Bandymas kartotas tris kartus. Pasibaigus ekspozicijos trukmei, įvertinti šie sudygusių lubinų biometriniai rodikliai: šaknelės ilgis (cm), stiebelio aukštis (cm) ir augalo biomasė (g).

Bandymų rezultatai statistiškai įvertinti dispersinės analizės metodu, naudojant kompiuterinę programą ANOVA Žr. Pavelas Tarakanovas, “Data Transformation of Biological Experiments Using a Computer Program ANOVA,” 2002. . Skirtumo tarp atskirų vidurkių patikimumui įvertinti naudotas Welcho t testas.

 

Tyrimų rezultatai ir jų aptarimas

Ištirta 1,5-benzodiazepinų ir jų acilintų darinių poveikis siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) vystymuisi in vitro. Žinant, kad acilinti heterocikliniai junginiai pasižymi ryškesniu biologiniu poveikiu, tirta 1,5-benzodiazepin-2-onų 1 a, 1 b, 1 c ir jų 5-acil darinių 2 a–c, 3 a–c, 4 a–c įtaka siauralapių lubinų VB Derliai ir VB Vilniai vystymuisi in vitro.

Tyrimais nustatyta, kad iš 12 benzodiazepinų darinių 1 b, 1 c, 2 c ir 4 c dariniai pagal šaknelės ilgį, stiebelio aukštį ir augalo biomasę siauralapių sideracinių lubinų veislei VB Derliai turėjo teigiamą poveikį (2 lentelė): šaknelės ilgį padidino 6–28 %, stiebelio aukštį – 6–33 % ir augalo biomasę – iki 12 %, palyginti su kontroliniu variantu. Junginiai 2 a ir 2 c turėjo teigiamą poveikį stiebo aukščiui ir augalo biomasei. Junginys 2 a padidino stiebo aukštį 27 %, augalo biomasę – 7 %. Junginys 2 c padidino stiebo aukštį 6 %, augalo biomasę – 6 %. Benzodiazepinas 1 a, 2 b ir 3 a nedarė poveikio siauralapių sideracinių lubinų VB Derliai daigumui, todėl tolesnis šių junginių tyrimas sideraciniams lubinams būtų netikslingas.

 
2 lentelė. Tiriamų 1,5-benzodiazepinų darinių 1 a–c, 2 a–c, 3 a–c ir 4 a–c 3,0 mg/l koncentracijų tirpalų poveikis siauralapių lubinų VB Derliai daiginimui Petri lėkštelėse
JunginysŠaknelės ilgisStiebelio aukštisAugalo biomasė
Vidurkis, cm% (kontrolės atžvilgiu)Vidurkis, cm% (kontrolės atžvilgiu)Vidurkis, g% (kontrolės atžvilgiu)
Kontrolė2,43 ± 0,63100,01,00 ± 0,24100,00,436 ± 0,037100,0
1 a1,95 ± 0,6880,21,11 ± 0,31111,00,432 ± 0,05799,1
1 b3,07 ± 0,23126,31,27 ± 0,21127,00,490 ± 0,053112,4
1 c3,11 ± 0,48128,01,28 ± 0,07128,00,438 ± 0,039100,4
2 a2,37 ± 0,9497,51,27 ± 0,35127,00,465 ± 0,067106,7
2 b2,13 ± 0,6487,61,03 ± 0,09103,00,443 ± 0,031101,6
2 c2,63 ± 0,98108,21,06 ± 0,09106,00,462 ± 0,037106,0
3 a2,19 ± 0,9790,11,10 ± 0,30110,00,434 ± 0,06399,5
3 b2,78 ± 0,67114,41,02 ± 0,25102,00,393 ± 0,07190,1
3 c1,86 ± 0,9276,51,23 ± 0,24123,00,469 ± 0,070107,6
4 a2,34 ± 0,9496,31,00 ± 0,27100,00,458 ± 0,074105,0
4 b2,02 ± 0,8983,11,58 ± 0,39158,00,473 ± 0,058108,5
4 c2,58 ± 0,95106,21,33 ± 0,64133,00,472 ± 0,075108,2
 

Junginiai 3 a–c ir 4 a–c turėjo mažesnį poveikį siauralapių lubinų VB Derliai daigumui. Visi 12 junginių padidino stiebelio aukštį 2–58 %. Šioje junginių grupėje galime išskirti kaip aktyviausią junginį 4 c, kuris šaknelės ilgį padidino 6 %, stiebelio aukštį – 33 % o augalo biomasę – 8 %, nors 4 b junginys stiebelio aukštį padidino 58 %, palyginti su kontroliniu variantu. Junginiai, kuriuose diazepino žiede metilo grupė yra prie trečio atomo (R=CH3, R1=H), turėjo mažesnį poveikį siauralapių lubinų VB Derliai daiginimui nei junginiai su metilo grupe prie ketvirto diazepino žiedo atomo (R=H, R1= CH3). Junginiai, kuriuose nėra metilo grupės (R=R1=H) 1 a, 3 a ir 4 a, nedarė poveikio lubinų VB Derliai daigumui, todėl toliau šių junginių tirti netikslinga.

Benzodiazepino darinių poveikis daigumo rodikliams buvo nustatytas ir siauralapiams pašariniams lubinams VB Vilniai (3 lentelė). Tyrimais nustatyta, kad junginiai 1 a ir 1 c turėjo teigiamą poveikį šaknelės ilgiui (1–11 %), stiebelio aukščiui (15–29 %) ir augalo biomasei (7–10 %). Benzodiazepinų junginiai 2 a ir 2 c turėjo teigiamą poveikį dviem daiginimo rodikliams. Junginys 2 a šiek tiek padidino šaknelės ilgį ir 5 % augalo biomasę, o junginys 2 c stiebelio aukštį padidino 4 % ir augalo biomasę 10 %. Junginiai 1 b ir 2 b nedarė teigiamo poveikio siauralapių lubinų VB Vilniai sėkloms, todėl toliau šių junginių tirti netikslinga.

 
3 lentelė. Tiriamų 1,5-benzodiazepinų darinių 1 a–c, 2 a–c, 3 a–c ir 4 a–c 3,0 mg/l koncentracijų tirpalų poveikis siauralapių lubinų VB Vilniai daiginimui Petri lėkštelėse
JunginysŠaknelės ilgisStiebelio aukštisAugalo biomasė
Vidurkis, cm% (kontrolės atžvilgiu)Vidurkis, cm% (kontrolės atžvilgiu)Vidurkis, g% (kontrolės atžvilgiu)
Kontrolė1,69 ± 0,54100,00,75 ± 0,04100,00,478 ± 0,027100,0
1 a1,88 ± 0,54111,20,86 ± 0,06114,70,513 ± 0,059107,3
1 b1,63 ± 0,4396,40,62 ± 0,0282,70,462 ± 0,05396,6
1 c1,71 ± 0,48101,20,97 ± 0,07129,30,526 ± 0,031110,0
2 a1,70 ± 0,84100,60,67 ± 0,0589,30,500 ± 0,067104,6
2 b1,70 ± 0,74100,60,74 ± 0,0998,70,431 ± 0,03190,2
2 c1,40 ± 0,3882,80,78 ± 0,09104,00,525 ± 0,037109,8
3 a1,70 ± 0,58100,60,50 ± 0,0266,70,400 ± 0,06483,7
3 b1,40 ± 0,2782,80,78 ± 0,08104,00,464 ± 0,07497,1
3 c1,70 ± 0,52100,60,63 ± 0,0284,00,423 ± 0,07588,5
4 a1,54 ± 0,4491,10,73 ± 0,0797,30,392 ± 0,07483,0
4 b1,73 ± 0,59102,41,07 ± 0,09143,10,497 ± 0,088104,0
4 c1,30 ± 0,2576,91,07 ± 0,09142,70,493 ± 0,079103,1

Junginiai 3 a–c ir 4 a–c turėjo mažesnį poveikį siauralapių lubinų VB Vilniai daigumui. Gana dideliu aktyvumu išsiskyrė junginys 4 b: šaknelės ilgį padidino 2 %, stiebelio aukštį – 43 % ir augalo biomasę – 4 %, palyginti su kontroliniu variantu. Junginys 4 c stiebelio aukštį padidino 43 % ir augalo biomasę – 3 %. Benzodiazepino darinys 4 a mažino visus daiginimo rodiklius. Junginiai 3 a, 3 b ir 3 c nedaug veikė vieną iš trijų rodiklių, todėl jų toliau tirti in vitro sąlygomis netikslinga.

 

Ląstelės tįsimo zonoje junginių 1 b ir 1 c paveiktų daigų ląstelės augo izodiametriškiau, palyginti su kontroliniu variantu. Dėl šios priežasties lubino hipokotilis išaugo ilgesnis ir storesnis nei kontrolinis. 4 b paveiktų junginių lubinų epikotiliai buvo aukščiausi – jų ląstelės ištįso 50 % daugiau nei kontrolinės.

Analizuojant naujų 1,5-benzodiazepinų darinių struktūros ir fiziologinio aktyvumo priklausomybę, paaiškėjo, kad ne tik junginio struktūra, bet ir radikalų padėtis molekulėje turi įtakos junginių biologiniam aktyvumui.

Sideraciniai (VB Derliai) ir pašariniai (VB Vilniai) siauralapiai lubinai skirtingai reagavo į 1,5-benzodiazepinų darinius. Labiau imlūs yra sideraciniai lubinai nei pašariniai, todėl tikslinga pakartotinai ištirti efektyviausių benzodiazepinų darinių 1 b, 1 c, 2 c ir 4 c poveikį, kurie veikė VB Derliai šaknelės ilgį, stiebelio aukštį bei augalo biomasę, ir junginius 1 a, 1 c ir 4 b, geriausiai veikusius VB Vilniai sėklų daigumą.

Apibendrinant 1,5-benzodiazepinų darinių aktyvumo pirminius tyrimų duomenis, paaiškėjo, kad kai kurie iš jų pasižymi ryškiu fiziologiniu aktyvumu. Todėl daugiausia dėmesio reikia skirti naujos specializacijos junginių kūrimui, juos ištirti ir panaudoti auginant lubinus.

 

Išvados

1. Pirmą kartą tirtas 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono darinių poveikis siauralapiams lubinams ir nustatyta: didesnį poveikį lubinų daiginimui ir auginimui turi dariniai, kurių benzodiazepino žiede yra 4–CH3 struktūrinis fragmentas, palyginti su junginiais, turinčiais 3–CH3 struktūrinį fragmentą.

2. Nustatyta, kad siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) sėklas (veislė VB Derliai) daiginant Petri lėkštelėse su 3,0 mg/l 4-metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-onu šaknelės ilgis padidėjo 28 %, naudojant 5-acetil-3-metil-1-(2-okso-2-fenil-etil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-oną stiebelių aukštis padidėjo 58 %, augalo biomasė padidėjo 8 % (palyginti su kontrolėje daigintomis sėklomis).

3. Nustatyta, kad siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) sėklas (veislė VB Vilniai) daiginant Petri lėkštelėse su 3,0 mg/l 1,5-benzodiazepinų darinių tirpalais didžiausias pokytis buvo toks: naudojant 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-oną, šaknelės ilgis padidėjo 11 %, naudojant 5-acetil-3-metil-1-(2-okso-2-fenil-etil)-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-oną, stiebelių aukštis padidėjo 43 %, naudojant 4-metil-1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-oną, augalo biomasė padidėjo 11 % (palyginti su kontrolėje daigintomis sėklomis).

 

Literatūra

  • Adongo, John Onyango; Alice W. Njue, Josiah O. Omolo, Peter K. Cheplogoi, Dan O. Otaye, “In Vitro Inhibition of Botrytis Cinerea – Causative Agent for Grey Mold by Crude Extracts of Basidiomycetes Fungi,” Science Journal of Biotechnology, 2012, pp. 1–3.
  • Castillo-Blum, Silvia E.; Noráh Barba-Behrens, “Coordination Chemistry of Some Biologically Active Ligands,” Coordination Chemistry Reviews, 2000, vol. 196, pp. 3–30.
  • Clapot, Claude; Jean Vial, Jacqueline Mourier, Jean C. Boch, “New Plant Growth Regulating Compositions Which Contain Derivatives of N-Acyl Methionine,” 1980, U.S. patent no. 4,240,823.
  • Dueñas, Montserrat; Teresa Hernández, Isabel Estrella, Dolores Fernandez, “Germination as a Process to Increase the Polyphenol Content and Antioxidant Activity of Lupin Seeds (Lupinus Angustifolius L.),” Food Chemistry, 2009, vol. 117, no. 4, pp. 599–607.
  • Fruscella, Paolo; Marcello Sottocorno, Mario Di Braccio, Luisa Diomede, Nicola Piccardi, Alfredo Cagnotto, Giancarlo Grossi, Maria Romano, Tiziana Mennini, Giorgio Roma, “1,5-Benzodiazepine Tricyclic Derivatives Exerting Anti-Inflammatory Effects in Mice by Inhibiting Interleukin-6 and Prostaglandin E(2) Production,” Pharmacological Research, 2001, vol. 43, no. 5, pp. 445–452.
  • Guaciaro, Michael Anthony; Philip Mark Harrington, Gary Mitchell Karp, “Methods for Controlling Undesirable Plant Species with Benzodiazepine Compounds,” U.S. patent no. 5,438,035, 1995, application number: 08/265,478.
  • Jančienė, Regina; Algirdas Klimavičius, Romualdas Sirutkaitis, Lina Plečkaitienė, Zita Staniulytė, “Practical Synthesis of Differently N5-Functionalized Tetrahydro-1,5-Benzodiazepin-2-Ones,” Cheminė Technologija, 2002, nr. 22, p. 56–59.
  • Kosychova, Lidija; Lina Plečkaitienė, Zita Staniulytė, Regina Jančienė, Algirdas Palaima, Benedikta Dalė Puodžiūnaitė, “A Convenient Synthesis of Novel[1,2,4]Oxadiazolo[4,3-a][1,5]Benzodiazepine Derivatives,” ARKIVOC, 2006, vol. XIII, pp. 158–164.
  • Kurlovich, Boguslav Stanislavovich, Lupins: Geography, Classification, Genetic Resources and Breeding, St. Petersburg: Intan, 2002.
  • Laruelle, Claude; Marcel Lepant, Bernard Raynier, “N-Acyl Derivatives of Amino Acids and Their Esters, and Drugs in Which They Are Present,” 1986, U.S. patent no. 4,621,088.
  • Mitani, Akira; Jun Inagaki, Raito Kuwahara, Motoaki Sato, “Nitrogen-Containing Heterocyclic Compound and Salt Thereof and a Fungicide for Agricultural an Horticultural Use,” 2009, JP 2009223525, 2011, EP2484672, 2012, U.S. patent no. 2,484,672.
  • Pilyugin, Vladimir Stepanovich; Yu. E. Sapozhnikov, N. A. Sapozhnikova, “Acyl Derivatives of 2-Aminobenzimidazole and Their Fungicide Activity,” Russian Journal of General Chemistry, 2004, vol. 74, no. 5, pp. 738–743.
  • Puodžiūnaitė, Benedikta Dalė; Regina Jančienė, Zita Talaikytė, A. C. Zaks, Yu. M. Rabotnikov, E. A. Uzachev, “Synthesis and Biological Activity of N-Substituted 2,3,4,5-tetrahydro-1H-1,5-benzodiazepinones-2,” Khimiko-Farmatsevticheskii Zhurnal,” 1985, vol. 19, pp. 1195–1198 [rusų kalba].
  • Schimer, Jiří; Petr Cígler, Jan Veselý, Klára Grantz Šašková, Martin Lepšík, Jiří Brynda, Pavlína Řezáčová, Milan Kožíšek, Ivana Císařová, Heike Oberwinkler, Hans-Georg Kraeusslich, Jan Konvalinka, “Structure-Aided Design of Novel Inhibitors of HIV Protease Based on a Benzodiazepine Scaffold,” Journal of Medicinal Chemistry, 2012, vol. 55, no. 22, pp. 10130–10135.
  • Sorra, Kumaraswamy; Chi-Fen Chang, Srinivas Pusuluri, Khagga Mukkanti, M. Paul Laiu, Bo-Ying Bao, Chia-Hao Su, Ta-Hsien Chuang, “Synthesis and Cytotoxicity Testing of New Amido-Substituted Triazolopyrrolo[2,1-c][1,4]Benzodiazepine (PBDT) Derivatives,” Molecules, 2012, vol. 17, pp. 8762–8772.
  • Tang, Yan-Bo; Chuan-Ming Zhang, Cheng Fang, Li Huang, C. H. Chen, Zhi-Yan Xiao, [“Design, Synthesis and Evaluation of Novel 2H-1,4-Benzodiazepine-2-Ones as Inhibitor of HIV-1 Transcription”], PubMed, abstract, Yao Xue Xue Bao, 2011, vol. 46, no. 6, pp. 688–694 [kinų kalba].
  • Tarakanovas, Pavelas, “Data Transformation of Biological Experiments Using a Computer Program ANOVA,” Žemdirbystė-Agriculture, 2002, nr. 77, p. 170–180.
 

The Influence of Substituted 1,3,4,5-Tetrahydro-2H-1,5-Benzodiazepin-2-One Derivatives on Narrow-Leaved Lupin (Lupinus Angustifolius L.) Growth in Vitro

  • Bibliographic Description: Rita Asakavičiūtė1), Zita Maknickienė1), Lidija Kosychova2), Vida Ragalevičienė2), „Pakeistų 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono darinių poveikis siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) vystymuisi in vitro“, @eitis (lt), 2018, t. 1 070, ISSN 2424-421X.
  • Previous Edition: Rita Asakavičiūtė, Zita Maknickienė, Lidija Kosychova, Vida Ragalevičienė, „Pakeistų 1,3,4,5-tetrahidro-2H-1,5-benzodiazepin-2-ono darinių poveikis siauralapių lubinų (Lupinus angustifolius L.) vystymuisi in vitro“, Cheminė technologija, 2014, nr. 1(65), p. 5–9, ISSN 1392–1231.
  • Institutional Affiliation: 1) Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Vokės filialas, 2) Vilniaus universiteto Biochemijos institutas.

Summary. In this study, we have examined synthesized 1,3,4,5-tetrahydro-2H-1,5-benzodiazepin-2-one derivatives and their influence on the growth in vitro of narrow-leaved lupin (Lupinus angustifolius L.). Laboratory testing implied germination of VB Derliai and VB Vilniai seeds in Petri dishes. The greatest impact on VB Derliai lupin root growth (3.11 ± 0.48 cm) was shown by 4-methyl-1,3,4,5-tetrahydro-2H-1,5-benzodiazepin-2-one, the longest stem (1.58 ± 0.39 cm) and the maximum lupin biomass (0.473 ± 0.058 g) were obtained by using 5-acetyl-3-methyl-1-(2-oxo-2-phenylethyl)-1,3,4,5-tetrahydro-2H-1,5-benzodiazepin-2-one. With VB Vilniai seeds, most root growth-promoting (1.88 ± 0.54 cm) was the 1,3,4,5-tetrahydrate-2H-1,5-benzodiazepin-2-one compound, the longest stem (1.07 ± 0.09 cm) was achieved by using 5-acetyl-3-methyl-1-(2-oxo-2-phenylethyl)-1,3,4,5-tetrahydro-2H-1,5-benzodiazepin-2-one, and the maximum lupin biomass (0.526 ± 0.031 g) from using 4-methyl-1,3,4,5-tetrahydro-2H-1,5-benzodiazepin-2-one.

Keywords: substituted 1,3,4,5-tetrahydro-2H-1,5-benzodiazepin-2-one derivatives, narrow-leaved lupin, Lupinus angustifolius L.

 
Rašoma prisijungus
Grįžti
Viršutinė Apatinė