Phytochemical studies on the mastic gum of Pistacia lentiscus var. Chia collected from Karaburun peninsula and bioactivities of isolates

Abstract

Pistacia lentiscus L. is an evergreen shrub or tree-like plant named as 'mastic tree'. The phytochemical studies of Chios mastic gum have revealed that it is a complex natural product comprising several organic ingredients like natural polymers, essential oils and triterpenic compounds. Triterpenes are the main components of mastic gum, and they are thought to be responsible for important biological activities such as anti-cancer, anti-ulcer, cytotoxic, antidiabetic, and anti-inflammatory. Within the scope of this thesis, mastic gum collected from the mastic trees (Pistacia lentiscus var. chia) grown on the Karaburun peninsula of İzmir was investigated to reveal its phytochemical composition and neuroprotective effects of the isolates. Isolation and purification studies utilizing chromatographic methods are followed by structural elucidation of the isolates by spectroscopic methods (1D NMR, 2D NMR, MS and X-RAY). Detailed analysis of the obtained spectra helped us to establish structures of 14 molecules possessing triterpenic skeleton, and two of them turned out to be undescribed compounds. The bioactivity of selected compounds was screened for their neuroprotective effects against H2O2 induced oxidative stress on differentiated and undifferentiated SH-SY5Y cells. Two compounds showed neuroprotective effects against H2O2-induced cell death on undifferentiated SH-SY5Y cells at 5 and 10 µM concentrations, while the other compounds either showed little or no effect. This study provides promising new insights into the use of mastic gum or its components in the treatment of neurodegenerative diseases.

Pistacia lentiscus L var. chia., 'sakız ağacı' adı verilen yaprak dökmeyen bir çalı veya ağaç benzeri bir bitkidir. Damla sakızının fitokimyasal çalışmaları, damla sakızının doğal polimer, uçucu yağ, uçucu ve triterpenik bileşikler gibi çeşitli organik bileşenlerden oluşan karmaşık bir doğal ürün olduğunu ortaya koymuştur. Triterpenler sakız sakızının ana bileşenleri olup, antikanser, anti-ülser, sitotoksik, antidiyabetik ve anti-inflamatuar gibi önemli biyolojik aktivitelerden sorumlu oldukları düşünülmektedir. Bu tez kapsamında Karaburun Yarımadası'nda (İzmir) yetiştirilen sakız ağacından (Pistacia lentiscus var. chia) elde edilen damla sakızının fitokimyasal profili ve metabolitlerinin nöroprotektif etkisi araştırılmıştır. Kromatografik yöntemlerle gerçekleştirilen izolasyon ve saflaştırma çalışmalarını spektroskopik yöntemler ile (1D NMR, 2D NMR, MS ve X-Ray) yapı aydınlatma çalışmaları takip etmiştir. Elde edilen spektrumların detaylı analizi triterpen grubu toplam 14 bileşiğin yapısal karakterizasyonu ile sonuçlanmış ve bu bileşiklerden ikisinin yeni olduğu belirlenmiştir. Seçilen moleküllerin biyoaktivitesi, farklılaştırılmış ve farklılaştırılmamış SH-SY5Y hücrelerinin H2O2 kaynaklı oksidatif strese karşı nöroprotektif etkileri açısından taranmıştır. İki bileşik, 5 ve 10 µM konsantrasyonlarda farklılaşmamış SH-SY5Y hücreleri üzerinde H2O2 kaynaklı hücre ölümüne karşı nöroprotektif etkiler gösterirken, diğer bileşikler ya çok az etki göstermiş ya da hiç etki göstermemiştir. Bu çalışma, nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde damla sakızı ve bileşiklerinin kullanım potansiyeli ile ilgili umut verici yeni bilgiler sunmaktadır.