DOI QR코드

DOI QR Code

LC-MS/MS-Based Comparative Investigation on Chemical Constituents of Six Aster Species Occurring in Korea

  • Received : 2021.11.03
  • Accepted : 2021.11.23
  • Published : 2021.12.31

Abstract

Aster species (Asteraceae) are widely distributed edible and medicinal plants, known to contain various specialized metabolites including polyphenols and saponins. However, systemic analysis on the chemical profiles of these plants have rarely been made. Here we analyzed the phytochemical constituents in leaves of 6 Aster species occurring in Korea, A. ageratoides, A. altaicus var. uchiyamae, A. glehnii, A. hispidus, A. incisus, and A. yomena, by applying a LC-MS/MS-based untargeted metabolomics approach. The analysis revealed that A. ageratoides, A. hispidus, and A. yomena are relatively rich in saponins most of which are expected to be previously unknown.

Keywords

Acknowledgement

This research was supported by the Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea (NRF), which was funded by the Ministry of Science, ICT and Future Planning (NRF-2015M3A9A5030733).

References

  1. National Institute of Biological Resources. National List of Species of Korea. 2020, online at http://kbr.go.kr, accessed on November 12th, 2021
  2. Chung, T. Y.; Eiserich, J. P.; Shibamoto, T. J. Agric. Food Chem. 1993, 41, 1693-1697. https://doi.org/10.1021/jf00034a033
  3. Ng, T. B.; Liu, F.; Lu, Y.; Cheng, C. H. K.; Wang, Z. Comp. Biochem. Physiol. C. Toxicol. Pharmacol. 2003, 136, 109-115. https://doi.org/10.1016/S1532-0456(03)00170-4
  4. Dongliang, C.; Yu, S. Phytochemistry 1994, 35, 173-176. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)90528-4
  5. El-Sayed, N. H.; Lenherr, A.; Sunberg, S.; Mabry, T. J. Biochem. Syst. Ecol. 1987, 15, 549-550. https://doi.org/10.1016/0305-1978(87)90104-9
  6. Morita, H.; Nagashima, S.; Takeya, K.; Itokawa, H. Chem. Pharm. Bull (Tokyo). 1993, 41, 992-993. https://doi.org/10.1248/cpb.41.992
  7. Schafhauser, T.; Jahn, L.; Kirchner, N.; Kulik, A.; Flor, L.; Lang, A.; Caradec, T.; Fewer, D. P.; Sivonen, K.; van Berkel, W. J. H.; Jacques, P.; Weber, T.; Gross, H.; van Pee, K. H.; Wohlleben, W.; Ludwig-Muller, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2019, 116, 26909-26917. https://doi.org/10.1073/pnas.1910527116
  8. Zhao, D. X.; Hu, B. Q.; Zhang, M.; Zhang, C. F.; Xu, X. H. J. Sep. Sci. 2015, 38, 571-575. https://doi.org/10.1002/jssc.201401008
  9. Ma, W.; Yao, G.; Huang, X.; Jia, Q.; Shen, J.; Chang, Y.; Ouyang, H.; He, J. J. Sep. Sci. 2020, 43, 865-876. https://doi.org/10.1002/jssc.201900814
  10. Wang, S.; Xue, Z.; Huang, X.; Ma, W.; Yang, D.; Zhao, L.; Ouyang, H.; Chang, Y.; He, J. J. Sep. Sci. 2021, 44, 3883-3897. https://doi.org/10.1002/jssc.202100315
  11. Li, L.; He, L.; Su, X.; Amu, H.; Li, J.; Zhang, Z. Phytochem. Anal. 2021, 2021, 1-17.
  12. Wang, M.; Carver, J. J.; Phelan, V. V.; Sanchez, L. M.; Garg, N.; Peng, Y.; Nguyen, D. D.; Watrous, J.; Kapono, C. A.; Luzzatto-Knaan, T.; Porto, C.; Bouslimani, A.; Melnik, A. V.; Meehan, M. J.; Liu, W. T.; Crusemann, M.; Boudreau, P. D.; Esquenazi, E.; Sandoval-Calderon, M.; Kersten, R. D.; Pace, L. A.; Quinn, R. A.; Duncan, K. R.; Hsu, C. C.; Floros, D. J.; Gavilan, R. G.; Kleigrewe, K.; Northen, T.; Dutton, R. J.; Parrot, D.; Carlson, E. E.; Aigle, B.; Michelsen, C. F.; Jelsbak, L.; Sohlenkamp, C.; Pevzner, P.; Edlund, A.; McLean, J.; Piel, J.; Murphy, B. T.; Gerwick, L.; Liaw, C. C.; Yang, Y. L.; Humpf, H. U.; Maansson, M.; Keyzers, R. A.; Sims, A. C.; Johnson, A. R.; Sidebottom, A. M.; Sedio, B. E.; Klitgaard, A.; Larson, C. B.; P, C. A. B.; Torres-Mendoza, D.; Gonzalez, D. J.; Silva, D. B.; Marques, L. M.; Demarque, D. P.; Pociute, E.; O'Neill, E. C.; Briand, E.; Helfrich, E. J. N.; Granatosky, E. A.; Glukhov, E.; Ryffel, F.; Houson, H.; Mohimani, H.; Kharbush, J. J.; Zeng, Y.; Vorholt, J. A.; Kurita, K. L.; Charusanti, P.; McPhail, K. L.; Nielsen, K. F.; Vuong, L .; Elfek i, M.; Traxler, M. F.; Engene, N.; Koyama, N.; Vining, O. B.; Baric, R.; Silva, R. R.; Mascuch, S. J.; Tomasi, S.; Jenkins, S.; Macherla, V.; Hoffman, T.; Agarwal, V.; Williams, P. G.; Dai, J.; Neupane, R.; Gurr, J.; Rodriguez, A. M. C.; Lamsa, A.; Zhang, C.; Dorrestein, K.; Duggan, B. M.; Almaliti, J.; Allard, P. M.; Phapale, P.; Nothias, L. F.; Alexandrov, T.; Litaudon, M.; Wolfender, J. L.; Kyle, J. E.; Metz, T. O.; Peryea, T.; Nguyen, D. T.; VanLeer, D.; Shinn, P.; Jadhav, A.; Muller, R.; Waters, K. M.; Shi, W.; Liu, X.; Zhang, L.; Knight, R.; Jensen, P. R.; Palsson, B. O.; Pogliano, K.; Linington, R. G.; Gutierrez, M.; Lopes, N. P.; Gerwick, W. H.; Moore, B. S.; Dorrestein, P. C.; Bandeira, N. Nat. Biotechnol. 2016, 34, 828-837. https://doi.org/10.1038/nbt.3597
  13. Pluskal, T.; Castillo, S.; Villar-Briones, A.; Oresic, M. BMC Bioinformatics 2010, 11, 395. https://doi.org/10.1186/1471-2105-11-395
  14. Kang, K. B.; Woo, S.; Ernst, M.; van der Hooft, J. J. J.; Nothias, L. F.; da Silva, R. R.; Dorrestein, P. C.; Sung, S. H.; Lee, M. Phytochemistry 2020, 173, 112292. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2020.112292
  15. Nothias, L. F.; Petras, D.; Schmid, R.; Duhrkop, K.; Rainer, J.; Sarvepalli, A.; Protsyuk, I.; Ernst, M.; Tsugawa, H.; Fleischauer, M.; Aicheler, F.; Aksenov, A. A.; Alka, O.; Allard, P. M.; Barsch, A.; Cachet, X.; Caraballo-Rodriguez, A. M.; Da Silva, R. R.; Dang, T.; Garg, N.; Gauglitz, J. M.; Gurevich, A.; Isaac, G.; Jarmusch, A. K.; Kamenik, Z.; Kang, K. B.; Kessler, N.; Koester, I.; Korf, A.; Le Gouellec, A.; Ludwig, M.; Martin H, C.; McCall, L. I.; McSayles, J.; Meyer, S. W.; Mohimani, H.; Morsy, M.; Moyne, O.; Neumann, S.; Neuweger, H.; Nguyen, N. H.; Nothias-Esposito, M.; Paolini, J.; Phelan, V. V.; Pluskal, T.; Quinn, R. A.; Rogers, S.; Shrestha, B.; Tripathi, A.; van der Hooft, J. J. J.; Vargas, F.; Weldon, K. C.; Witting, M.; Yang, H.; Zhang, Z.; Zubeil, F.; Kohlbacher, O.; Bocker, S.; Alexandrov, T.; Bandeira, N.; Wang, M.; Dorrestein, P. C. Nat. Methods 2020, 17, 905-908. https://doi.org/10.1038/s41592-020-0933-6
  16. Nguyen, D. D.; Wu, C. H.; Moree, W. J.; Lamsa, A.; Medema, M. H.; Zhao, X.; Gavilan, R. G.; Aparicio, M.; Atencio, L.; Jackson, C.; Ballesteros, J.; Sanchez, J.; Watrous, J. D.; Phelan, V. V.; van de Wiel, C.; Kersten, R . D.; Mehnaz, S .; De Mot, R .; Shank , E. A.; Charusanti, P.; Nagarajan, H.; Duggan, B. M.; Moore, B. S.; Bandeira, N.; Palsson, B. O.; Pogliano, K.; Gutierrez, M.; Dorrestein, P. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, E2611-E2620.
  17. Sumner, L. W.; Amberg, A.; Barrett, D.; Beale, M. H.; Beger, R.; Dayk in, C. A .; F an, T. W. M.; Fiehn, O .; G oodacre, R.; Griffin, J . L.; Hankemeier, T.; Hardy, N.; Harnly, J.; Higashi, R.; Kopka, J.; Lane, A. N.; Lindon, J. C.; Marriott, P.; Nicholls, A. W.; Reily, M. D.; Thaden, J. J.; Viant, M. R. Metabolomics 2007, 3, 211-221. https://doi.org/10.1007/s11306-007-0082-2
  18. Shao, Y.; Ho, C. T.; Chin, C. K.; Rosen, R. T.; Hu, B.; Qin, G. W. Phytochemistry 1997, 44, 337-340. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(96)00551-1
  19. Shao, Y.; Ho, C. T.; Chin, C. K.; Poobrasert, O.; Yang, S. W.; Cordell, G. A. J. Nat. Prod. 1997, 60, 743-746. https://doi.org/10.1021/np970080t
  20. Schopke, T.; al-Tawaha, C.; Wray, V.; Nimtz, M.; Hiller, K. Phytochemistry 1997, 45, 125-132. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(96)00776-5
  21. Wang, C. Z.; Yu, D. Q. Planta Med. 1998, 64, 50-53. https://doi.org/10.1055/s-2006-957365
  22. Corea, G.; Iorizzi, M.; Lanzotti, V.; Cammareri, M.; Conicella, C.; Laezza, C.; Bifulco, M. Bioorg. Med. Chem. 2004, 12, 4909-4915. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2004.06.042
  23. Rutz, A.; Sorokina, M.; Galgonek, J.; Mietchen, D.; Willighagen, E.; Graham, J.; Stephan, R.; Page, R.; Vondrasek, J.; Steinbeck, C.; Pauli, G. F.; Wolfender, J. L.; Bisson, J.; Allard, P. M. BioRxiv 2021, https://doi.org/10.1101/2021.02.28.433265.