ХРОНОВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИРАДИКАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ФЛАВОНОИДОВ В РЕАКЦИИ С АКТИВНЫМИ ФОРМАМИ КИСЛОРОДА
Аннотация
С использованием хроновольтамперометрического метода показано, что на ртутном пленочном электроде в кислой среде восстановление кислорода до пероксида водорода в присутствии флавоноидов реализуется как обратимый электродный процесс с последующей лимитирующей химической реакцией первого порядка с участием первичного продукта электродной реакции – гидропероксильного радикала. Для такого типа реакций в случае процессов восстановления потенциал пика смещается относительно обратимого потенциала полуволны в направлении положительных потенциалов. Это смещение тем больше, чем выше константа скорости последующей химической реакции и меньше скорость развертки напряжения поляризации. Для расчета констант определяется потенциал полуволны электровосстановления кислорода без добавки флавоноида. Его значение, равное –0,27 В, можно использовать как в кислых, так и в щелочных средах, поскольку на ртутных электродах оно не изменяется в диапазоне рН=1–9. Константы скорости реакции флавоноидов с гидропероксилом являются характеристикой их антирадикальной активности. Наиболее реакционноспособны по отношению к радикалу соединения группы флавононов – морин и мирицетин. Для всех изученных соединений число электронов, участвующих в лимитирующей стадии, изменяется от 0,96 до 1, что свидетельствует о протекании элементарного химического акта флавоноида с радикалом и отсутствии влияния на кинетику исследуемой реакции продуктов превращения флавоноидов. Применимость представленного способа расчета констант скоростей к реакциям с участием активных форм кислорода подтверждено наличием высокой корреляционной зависимости полученных данных с константами скорости реакции флавоноидов с радикалом 2,2′-ди-фенил-1-пикрилгидразилом.
Литература
Grivennikova V.G., Vinogradov A.D. Generation of reactive oxygen species by mitochondria. Uspekhi Biol. Khim. 2013. V. 53. P. 245-296 (in Russian).
Lukyanova L.D., Sukoyan G.V., Kirova Y.I. Role of proinflammatory factors, nitric oxide, and some parameters of lipid metabolism in the development of immediate adaptation to hypoxia and HIF-1α accumulation. Bull. Exp. Biol. Med. 2013. V. 154. N 5. P. 597-601. DOI: 10.1007/s10517-013-2008-5.
Skulachev V.P. Mitochondria targeted antioxidants as promising drugs for treatment of age-related brain diseases. J. Alzheimers Dis. 2012. V. 28. N 2. P. 283-289. DOI: 10.3233/JAD-2011-111391.
Khanam U., Oba S., Yanase E., Murakami Y. Phenolic acids, flavonoids and total antioxidant capacity of selected leafy vegetables. J. Funct. Foods. 2012. V. 4. P. 979-987. DOI: 10.1016/j.jff.2012.07.006.
Sharma R., Choudhary R., Thakur N.S., Thakur A. Development and quality of apple-whey based herbal functional ready-to-serve beverage. J. Nat. Appl. Sci. 2019. V. 11. N 2. P. 291-298. DOI:10.31018/jans.v11i2.2047.
Boz H. p-Coumaric acid in cereals: presence, antioxidant and antimicrobial effects. Int. J. Food Sci. Tech. 2015. V. 50. P. 2323-2328. DOI: 10.1111/ijfs.12898.
Das S., Mitra I., Batuta S., Niharul Alam M., Roy K., Begum N. Design, synthesis and exploring the quantitative structure-activity relationship of some antioxidant flavonoid analogues. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2014. V. 24. N 21. P. 5050-5054. DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.09.028.
Chen Y., Xiao H., Zheng J., Liang G. Structure- thermo-dynamics-antioxidant activity relationships of selected natural phenolic acids and derivatives: an experimental and theoretical evaluation. PLoS ONE. 2015. V. 10. N 3. P. 1-20. DOI: 10.1371/journal.pone.0121276.
Khan F.A, Maalik A., Murtaza G. Inhibitory mechanism against oxidative stress of caffeic acid. J. Food Drug Anal. 2016. V. 24. N 4. P. 695-702. DOI: 10.1016/j.jfda.2016.05.003.
GOST 32937–2014 Perfume and cosmetic products. Inversion voltammetric method for determining lead. M.: Standartinform. 2016. 15 p. (in Russian).
Hayyan M., Hashim M.A., Alnashef I.M. Superoxide ion: generation and chemical implications. Chem. Rev. 2016. V. 116. N 5. P. 3029. DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00407.
Damaskin B.B., Petriy O.A., Tsirlina G.A. Elektrohimiya. M.: Khimiya, KolosS. 2006. 672 p. (in Russian).
Zhang D., Chu L., Liu Y., Wang A., Ji B., Wu W., Zhou F., Wei Y., Cheng Q., Cai S., Xie L., Jia G. Analysis of the antioxidant capacities of flavonoids under different spectrophotometric assays using cyclic voltammetry and density functional. Theory. J. Agric. Food Chem. 2011. V. 59. P. 10277-10285. DOI: 10.1021/jf201773q.
Miličević A. The relationship between antioxidant activity, first electrochemical oxidation potential, and spin population of flavonoid radicals. Arh. Hig. Rada. Toksikol. 2019. V. 70. N 2. P. 134-139. DOI: 10.2478/aiht-2019-70-3290.
Sazhina N. N., Misin V. M., Korotkova E. I. The study of the antioxidant properties of an aqueous extract of peppermint using electrochemical methods. Khim. Rastitel. Syr'ya. 2010. N 4. P. 77-82 (in Russian).
Korotkova E.I., Lipskikh O.I., Kiseleva M.A., Ivanov V.V. Voltammetric study of the antioxidant properties of catalase and superoxide dismutase. Pharm. Chem. J. 2008. V. 42. N 8. P. 485-487. DOI: 10.1007/s11094-008-0156-0.
Nicholson R. S., Shain I. Theory of stationary electrode polarography. single scan and cyclic methods applied to reversible, irreversible, and kinetic systems. Anal. Chem. 1964. V. 36. N 4. P. 706-723. DOI: 10.1021/ac60210a007.
Galyus Z. The theoretical basis of electrochemical analysis: polarography, chronovoltammetry, the method of a rotating disk. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe. 1971. 390 p.
Heyrovský M., Vavřička S. Heterogeneous electron transfer to molecular oxygen in aqueous solutions. J. Electroanal. Chem. 1992. V. 332. P. 309-313.
Belaya N.I. Factor analysis of the relationship of the chemical structure and anti-radical activity of natural phenols. Russ. J. App. Chem. 2020. V. 93. N 1. Р. 149-158. DOI: 10.1134/S1070427220010164.
