Study of the biomolecules of plant species from the flora of Semi - Arid and Arid Areas
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Date
2023
Authors
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Publisher
Université De Larbi Ben M’hidi Oum EL Bouaghi
Abstract
The present study aimed to determine the phenolic profile and some biological activities of three species from arid and semi-arid areas namely: Senecio hoggariensis, Senecio coronopifolius and Bunium incrassatum. A variation in yield and total polyphenols and flavonoid content was recorded by methanolic extracts (ME) and their fractions: ethyl acetate (EAE) and butanol (BuE). The chromatographic analysis using HPLC-DAD confirmed the presence of eleven phenolic compounds, including p-coumaric acid, as a major component in both EAE extracts of the two Senecio studied. While rutin and chlorogenic acid were dominant in the ME of S.coronopifolius (10.29mg/g) and S.hoggariensis (5.97mg/g), respectively, BuE extracts contained low amounts of identified compounds. Rutin was the major phenolic compound in ME, EAE and BuE fractions of B.incrassatum (26.55 mg/g, 16.04 mg/g and 4.45 mg/g, respectively). Regarding biological activities, EAE of B. incrassatum displayed a considerable antioxidant potential in DPPH, ABTS, CUPRAC and ?-carotene linoleic acid assays, whereas ME extracts of two Senecio plants exhibited the highest chelating activity. Furthermore, EAE of S.hoggariens and S.coronopifolius extract among all fractions had moderate inhibition against AChE activity with 45.99±1.81% and 42.42±1.39 %, At 200 ?g/mL, respectively. All extracts showed weak inhibition against BChE enzyme but displayed moderate tyrosinase inhibitory capacity. In addition, the study of antimicrobial and antibiofilm formation showed that EAE and BuE extracts were active against all tested microorganisms at MIC and sub-MIC concentrations with different degrees of activity against biofilm attachment. EAE of B.incrassatum exhibited the highest antibiofilm activity on S.aureus ATCC 25923 (72.88±1.83%) at 5 mg/mL. The anti-quorum sensing of extracts was determined using various quorum quenching strategies by evaluation the QS inhibition on CV026, the violacein inhibition on CV12472, and the swarming motility inhibition in P.aeruginosa PA01. Results showed that the EAE extracts of the studied plants were the most powerful compared to BuE fractions. They provided a potential inhibition against both biofilm formation and microbial cell-to-cell communication (quorum sensing). These findings indicate that extracts of the studied plants could be further investigated in the treatment of numerous free-radical mediated cellular damage and various infectious diseases.
Le présent travail vise à établir le profil phénolique ainsi que quelques activités biologiques de trois espèces provenant des régions arides et semi-arides qui sont : Senecio hoggariensis, Senecio coronopifolius et Bunium incrassatum. Une variation en rendement et en teneur des polyphenols et des flavonoides a été enregistré par l'extrait méthanolique (ME) et ces fractions acétate d'éthyle (EAE) et l'extrait butanolique (BuE). L'analyse chromatographique par HPLC-DAD a confirmé la présence de 11 composés phénoliques dont p-coumaric acid est le composé majoritaire dans la fraction EAE des deux Senecio étudiés alors que le rutin et le chlorogenic acid sont dominants dans ME de S.coronopifolius (10,29mg/g) et S.hoggariensis (5,97mg/g), respectivement. les extraits BuE contiennent le contenu le plus faible en composés identifiés. Rutin représente le composé phenolique majoritaire dans les fractions ME,EAE et BuE de B.incrassatum (26,55 mg/g, 16,04 mg/g et 4,45mg/g, respectivement). Concernant les activités biologiques, EAE de B.incrassatum a révélé un potentiel antioxydant considérable en utilisant le test de DPPH, ABTS et CUPRAC et blanchissement de ?-carotène, cependant, les fractions ME des deux plantes Senecio ont montré l'activité chélatrice la plus élevée. De plus, l'extrait de EAE de S.hoggariens et de S.coronopifolius, parmi toutes les fractions ont présenté une inhibition modérée contre l'AChE avec 45,99 ±1,81 % et 42,42 ±1,39 %, à 200 ?g/mL respectivement. Tous les extraits ont montré une faible inhibition contre l'enzyme BChE mais une capacité d'inhibition modérée contre la tyrosinase. De plus, l'étude antimicrobienne et antibiofilm ont montré que les extraits EAE et BuE étaient actifs contre tous les microorganismes testés à des concentrations CMIs et sous-CMIs, avec divers degrés d'activité contre l'attachement des biofilms. L'extrait EAE de B.incrassatum a enregistré l'activité antibiofilm la plus élevé sur S.aureus ATCC 25923 (72,88 ±1,83%) à 5mg/ml. L'anti-quorum sensing des extraits a été déterminé à l'aide de diverses stratégies d'extinction du quorum en évaluant l'inhibition de la violaceine sur CV12472, l'inhibition de QS sur CV026 et l'inhibition de la motilité chez P.aeruginosa PA01. Les résultats ont montré que les extraits EAE des plantes étudiées ont été plus actifs par rapport aux fractions BuE. Ils ont fourni une inhibition potentielle de la formation de biofilm et de la communication microbienne d'une cellule à cellule (détection de quorum). Les résultats indiquent que les extraits des plantes étudiées pourraient être etudiés dans le traitement de nombreuses maladies à médiation par les radicaux libres et de diverses maladies infectieuses.
Description
Keywords
Bunium incrassatum, Anticholinestérase, Senecio Sp, Phenolic compounds