Publication: Identification of alpha-glucosidase, anti-oxidant and toxicity assessment of psychotria malayana jack leaves using metabolomics approach
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Nipun, Tanzina Sharmin | en_US |
dc.contributor.supervisor | Alfi Khatib, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Qamar Uddin Ahmed, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Irna Elina Redzwan, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Zalikha Ibrahim, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-09T07:19:54Z | |
dc.date.available | 2024-10-09T07:19:54Z | |
dc.date.issued | 2022 | |
dc.description.abstract | Psychotria malayana Jack belongs to Rubiaceae family and known in Malaysia as “meroyan sakat/salung”. It is widely available in Malaysia and other Southeast Asian countries where it is traditionally used to manage diabetes. However, its folk claims as an antidiabetic agent and proper metabolites profiling are yet to be carried out to further confirm its role as an efficacious antidiabetic herbal remedy. Therefore, this study was aimed to evaluate the anti-diabetic activity of this plant extracts (0, 25, 50, 75, and 100% v/v methanol–water) through α-glucosidase (AG) inhibitory assay as well as toxicity determination using zebrafish embryos/larvae (Danio rerio) model. The extracts were also assessed for antioxidant activity to further confirm its antidiabetic potential. The AG inhibitors of the plant were identified using gas and liquid chromatography fitted with mass spectrometry (GCMS and LCMS, respectively) and nuclear resonance spectroscopy (NMR) based metabolomics approach. While the ligand-protein interaction was elucidated through molecular docking study. Furthermore, a validated analytical technique was also developed applying a Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) fingerprint and utilizing an orthogonal partial least square (OPLS). The methanol extract possessed the highest AG inhibitory activity (IC50 2.83 ± 0.32 μg/mL). In addition, methanol extract showed potent insulin sensitizing and antioxidant activities. A total of eight putative bioactive compounds were identified namely 1,3,5-benzenetriol (1); palmitic acid (2); cholesta-7,9(11)-diene-3-ol (3); 1-monopalmitin (4); β-tocopherol (5); α-tocopherol (6); 24-epicampesterol (7); and stigmast-5-ene (8) using GCMS-based metabolomics approach. Furthermore, five putative bioactive compounds, namely 1-monopalmitin (4), 4-hydroxyphenylpyruvic acid (10), 5′-hydroxymethyl-1′-(1, 2, 3, 9-tetrahydro-pyrrolo (2, 1-b) quinazolin-1-yl)-heptan-1′-one (11), α-terpinyl-β-glucoside (12), and machaeridiol-A (13) were identified through LCMS-based metabolomics approach. Additionally, using NMR-based metabolomics, two putative bioactive compounds were identified, namely 4-hydroxyphenylpyruvic acid (10) and glutamine (14). Docking results of all thirteen putative bioactive compounds showed moderate to high binding affinities (-5.5 to -10.0 kcal/mol) towards the active site of the enzymatic protein. Several residues, namely ASP352, HIE351, GLN182, ARG442, ASH215, SER311, ARG213, GLH277, GLN279, PRO312, HIE280, and GLU411 established hydrogen bond in the docked complex. The OPLS model developed by FTIR and validated using six external samples of same plant sepcies and potentially predicted the AGI activity of all extracts. Therefore, it can be suggested to be used as a tool in the plant’s quality control. The median lethal concentrations (LC50) of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% MeOH extract were found to be toxic (252.45, 119.40, 81.28, 64.71, and 37.50 µg/mL, respectively). Conclusively, thirteen putative AG inhibitors from P. malayana were identified through metabolomics approach in this study and methanol extract is better to use based on its potency and safety. All of these findings might prove helpful for this plant to be used as a promising anti-diabetic medicine in the future. | en_US |
dc.description.abstractarabic | نتمي Psychotria malayana Jack إلى فصيلة الفويات والمعروف في ماليزيا باسم "meroyan sakat/salung" وهو متوفر على نطاق واسع في ماليزيا ودول جنوب شرق آسيا الأخرى حيث يستخدم تقليدياً لعلاج مرض السكري. ومع ذلك, فإن ادعاءاته الشعبية بأنه عامل مضاد للسكري و التنميط المناسب للمستقلبات لم يتم بعد وذلك لتأكيد دوره كعلاج عشبي فعال مضاد للسكري. لذلك هدفت هذه الدراسة إلى تقييم الفعالية المضادة للسكري لمستخلصات هذا النبات (0 ,25, 50, 75, 100٪ حجم/ حجم ميثانول-ماء) من خلال مقايسة مثبط أنزيم ألفا غلوكوزيداز وكذلك تحديد السمية باستخدام نموذج الأجنة / اليرقات لدانيو المخطط. قييمت الفعالية المضادة للأكسدة للمستخلصات أيضًا للتأكيد على فعاليتها المضادة للسكري. تم تحديد مثبطات أنزيم ألفا غلوكوزيداز للنبات باستخدام كروماتوغرافيا الغاز والسائل المجهزة بمطياف الكتلة (GCMS و LCMS على التوالي) والتحليل الطيفي بالرنين النووي (NMR) القائم على نهج المستقلبات. في حين وضح تفاعل الربيطة والبروتين من خلال دراسة الإلتحام الجزيئي. إلى جانب ذلك, طورت تقنية تحليلية مصادقة باستخدام مطيافية فورييه لتحويل الأشعة تحت الحمراء بصمة الإصبع (FTIR) وباستخدام المربع الأصغرى الجزئي المتعامد (OPLS). أظهر مستخلص الميثانول أعلى نشاطاً مثبطاً لأنزيم ألفا غلوكوزيداز (50 2.83 ± 0.32 IC50 ميكروغرام / مل). بالإضافة إلى ذلك, أظهر مستخلص الميثانول فعالية عالية لتحسيس الأنسولين ومضادات الأكسدة. حُددت ثمانية مركبات نشطة بيولوجياً بالمجمل وهي 1,3,5-بنزينيتريول (1); حمض البالمتيك (2); كوليستا-7،9 (11) -ديين-3-رأ (3);1-مونوبالميتين (4); β- توكوفيرول (5); ألفا توكوفيرول (6); 24-إبيكامبيستيرول (7); ستيقمست-5-اين (8) باستخدام نهج المستقبات GCMS. إلى جانب ذلك, خمسة مركبات نشطة بيولوجيًا مفترضة وهي 1- مونوبلمتين (4),4- حمض هيدروكسي فينيل بيروفيك (10),5′-هيدروكسي ميثيل -1 ′ - (1 , 2 ,3 ,9-رباعي هيدرو-بيرولو (,21-ب) قوينازولين-1-ي ل- أحادي الهبتان (11), الفا-تربينيل-بيتا-جلوكوسايد (12), ماشاريديول-أ ((13 تم تحديدها من خلال نهج المستقبات LCMS. بالإضافة إلى ذلك, حدد مركبين نشطين بيولوجيين بيولوجيًا باستخدام نهج المستقبات NMRوهما 4-حمض الهيدروكسيفينيل بيروفيك (10) والجلوتامين (14). أظهرت نتائج دراسة الإلتحام الجزيئي لجميع الثلاثة عشر مركب النشطة بيولوجيًا المفترضة قابلية ارتباط متوسطة إلى عالية (5.5- إلى 10.0- كيلو كالوري / مول) تجاه الموقع الفعال للبروتين الإنزيمي. العديد من الرواسب وهي ASP352 ,HIE351 ,GLN182 ,ARG442 ,ASH215 ,SER311 ,ARG213 ,GLH277 ,GLN279 ,PRO312 ,HIE280 ,GLU411 شكلت رابطة هيدروجينية في المعقد الملتحم جزيئياً. طور نموذج OPLS بواسطة FTIR وتم التحقق من مصداقيته باستخدام ست عينات خارجية من نفس أنواع النبات ومن المحتمل أن تتنبأ بنشاط ال AGIالعام لجميع المستخلصات. لذلك يمكن أن يُقترح استخدامه كأداة في مراقبة الجودة للنباتات. متوسط التركيزات المميتة (LC 50) ل 0٪, 25٪, 50٪, 75٪,100٪ من مستخلص الميثانول وُجد أنها سامة (252.45, 119.40, 81.28,64.71 ,37.50 ميكروغرام / مل, على التوالي). على أي حال , من خلال الكشف وإزالة المواد السامة, يمكن تطوير هذا النبات كعامل مفيد لمكافحة مرض السكري في المستقبل. بشكل قاطع, تم التعرف على ثلاثة عشر من مثبطات أنزيم ألفا غلوكوزيداز المفترضة من P. malayana من خلال نهج المستقبات في هذه الدراسة و من الأفضل استخدام مستخلص الميثانول بناءً على فعاليته وأمانه. قد تكون كل هذه النتائج مفيدة لاستخدام هذا النبات كدواء واعد لعلاج مرض السكري في المستقبل. | en_US |
dc.description.callnumber | t RC 661 A1 N719I 2022 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Identification of alpha-glucosidase, anti-oxidant and toxicity assessment of psychotria malayana jack leaves using metabolomics approach / by Tanzina Sharmin Nipun | en_US |
dc.description.identity | t11100484327TanzinaSharminNipun | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Pharmacy | en_US |
dc.description.notes | Thesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2022. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xxiii, 310 leaves : color illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Doctor of Philosophy in Pharmaceutical Sciences (Pharmaceutical Chemistry) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11056 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuantan, Pahang : Kulliyyah of Pharmacy, International Islamic University Malaysia, 2022 | en_US |
dc.subject.lcsh | Hypoglycemic agents | en_US |
dc.subject.lcsh | Herbs -- Therapeutic use -- Malaysia | en_US |
dc.title | Identification of alpha-glucosidase, anti-oxidant and toxicity assessment of psychotria malayana jack leaves using metabolomics approach | en_US |
dc.type | Doctoral Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1