Tematyka badawcza
Wiodącą specjalizacją naukową rozwijaną w Zakładzie Botaniki Farmaceutycznej od szeregu lat jest biotechnologia roślin z elementami fitochemii. W ramach badań z tego zakresu prowadzone są kultury in vitro roślin leczniczych i/lub kosmetycznych. Większość prac dotyczy endogennej oraz stymulowanej egzogennymi prekursorami i/lub elicitorami (czynniki stresowe) akumulacji bioaktywnych metabolitów w kulturach in vitro. Badanymi grupami bioaktywnych związków są: kwasy fenolowe, lignany cytryńca, flawonoidy, w tym specyficzne dla rodzaju Scutellaria związki, glikozydy fenylopropanoidowe (m. in. werbaskozyd), prekursory garbników – pochodne katechiny oraz związki zawierające siarkę. Prowadzone są też badania z zakresu biotransformacji prekursorów w ważne terapeutycznie produkty z udziałem enzymów roślinnych komórek z kultur in vitro. Większość badań dotyczy biotransformacji prostych związków fenolowych – hydrochinonu i kwasu 4-hydroksybenzoesowego w arbutynę (β-D-glukozyd hydrochinonu) Całość badań zmierza do zaproponowania kultur in vitro jako cennego źródła pozyskiwania biologicznie aktywnych związków.
W celu oceny potencjału biosyntetycznego komórek z kultur in vitro prowadzone są prace o charakterze fitochemicznym, dotyczące analizy bioaktywnych związków w organach roślin rosnących in vivo.
Drugą ważną specjalizacją naukową rozwijaną w Zakładzie Botaniki Farmaceutycznej od szeregu lat jest mykochemia oraz biotechnologia grzybów wyższych. W ramach wymienionych specjalizacji naukowych prowadzone są badania dotyczące zawartości aktywnie biogicznych związków w owocnikach grzybów wyższych (Basidiomycota) jak i w ich kulturach in vitro (tzw. kultury mycelialne). Badanymi grupami związków są: niehalucynogenne związki indolowe, kwasy fenolowe, sterole, kwasy tłuszczowe i polisacharydy. Celem badań mykochemicznych jest naukowe udowodnienie wartości leczniczych i dietetycznych grzybów wyższych, natomiast celem badań z zakresu biotechnologii grzybów jest zaproponowanie kultur mycelialnych jako bogatego, alternatywnego źródła pozyskiwania bioaktywnych metabolitów. Nową, interesującą problematyką naukową są badania dotyczące akumulacji i uwalniania biopierwiastków z owocników i kultur in vitro grzybów jadalnych.
Kolejnym kierunkiem badań jest ocena preparatów z grupy suplementów diety zawierających wybrane gatunki alg pod względem ich składu chemicznego i stopnia uwalniania substancji biologicznie aktywnych do sztucznych soków trawiennych.
Wszystkie wymienione badania z zakresu biotechnologii roślin, fitochemii, mykochemii i biotechnologii grzybów prowadzone są we współpracy z ośrodkami naukowymi krajowymi i zagranicznymi.
Stosowane metody
Tematy badań statutowych
Tematy projektów celowych dla młodych naukowców
Realizowane granty i projekty naukowe
PUBLIKACJE
Spis publikacji pracowników Katedry i Zakładu Botaniki Farmaceutycznej za rok 2017
I. Prace oryginalne
1. Skrzypczak-Pietraszek E., Kwiecień I., Gołdyn A., Pietraszek J.: HPLC-DAD analysis of arbutin produced from hydroquinone in a biotransformation process in Origanum majorana L. shoot culture. Phytochemistry Letters, 20, 443-448, 2017.
2. Szopa A., Kokotkiewicz A., Łuczkiewicz M., Ekiert H.: Schisandra lignans production regulated by different bioreactor type. Journal of Biotechnology, 247, 11-17, 2017.
3. Kubica P., Szopa A., Ekiert H.: Production of verbascoside and phenolic acids in biomass of Verbena officinalis L. (vervain) cultured under different in vitro conditions. Natural Product Research, 31(14), 1663-1668, 2017.
4. Piska K., Sułkowska-Ziaja K., Muszyńska B.: Edible mushroom Pleurotus ostreatus (Oyster mushroom) – its dietary significance and biological activity. Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus, 16(1), 151-161, 2017.
5. Rojowski J., Zając M., Muszyńska B., Opoka W.: Influence of extraction procedure from edible mushroom species Boletus badius on zinc quantity released into simulated gastric fluid. Acta Poloniae Pharmaceutica – Drug Research, 74(2), 597-602, 2017.
6. Sułkowska-Ziaja K., Maślanka A., Szewczyk A., Muszyńska B.: Physiologically active compounds in four species of Phellinus. Natural Product Communications, 12(3), 363-366, 2017.
7. Koczurkiewicz P., Łojewski M., Piska K., Michalik M., Wójcik-Pszczoła K., Szewczyk A., Hałaszuk P., Pękala E., Muszyńska B.: Chemopreventive and anticancer activities of Bacopa monnieri extracted from artificial digestive juices. Natural Product Communications, 12(3), 337-342, 2017.
8. Szopa A., Kokotkiewicz A., Kubica P., Banaszczak P., Wojtanowska-Krośniak A., Krośniak M., Marzec-Wróblewska U., Badura A., Zagrodzki P., Bucinski A., Luczkiewicz M., Ekiert H.: Comparative analysis of different groups of phenolic compounds in fruit and leaf extracts of Aronia sp.: A. melanocarpa, A. arbutifolia, and A. x prunifolia and their antioxidant activities. European Food Research and Technology, DOI: 10.1007/s00217-017-2872-8, 2017.
9. Muszyńska B., Piotrowska J., Krakowska A., Gruba A., Kała K., Sułkowska-Ziaja K., Kryczyk A., Opoka W.: Study of physiologically active components in different parts of fruiting bodies of varieties of Agaricus bisporus (white mushroom). European Food Research and Technology, DOI: 10.1007/s00217-017-2914-2, 2017.
10. Kryczyk A., Piotrowska J., Sito M., Sułkowska-Ziaja K., Dobosz K. Opoka W. Muszyńska B.: Remediation capacity of Cd and Pb ions by mycelia of Imleria badia, Laetiporus sulphureus and Agaricus bisporus in vitro culture. Journal of Environmental Science and Health, Part B Pesticides, Food Contaminants and Agricultural Wastes, DOI: 10.1080/03601234.2017.1330068, 2017.
11. Opoka W., Szlósarczyk M., Maślanka A., Rojowski J., Stopa K., Borkowska I., Muszyńska B., Tyszka-Czochara M.: Evaluation of some micro and trace elements in selected bottled natural waters from Polish market by electrochemical methods. Journal of Elementology, 22(2), 463-474, 2017.
12. Makowska-Wąs J., Galanty A., Gdula-Argasińska J., Tyszka-Czochara M., Szewczyk A., Nunes R., Carvalhod I., Michalik M., Paśko P.: Identification of predominant phytochemical compounds and cutotoxic activity of wild olive leaves (Olea europaea L. ssp. sylvestris) harvested in south Portugal. Chemistry & Biodiversity, 14(3), 1-10, 2017.
13. Kała K., Krakowska A., Sułkowska-Ziaja K., Szewczyk A., Reczyński W., Opoka W., Muszyńska B.: Kinetics of extracted bioactive components from mushrooms in artificial digestive juices. International Journal of Food Properties, 20(8), 1796-1817, 2017.
14. Szopa A., Kokotkiewicz A., Bednarz M., Luczkiewicz M., Ekiert H.: Studies on the accumulation of phenolic acids and flavonoids in different in vitro culture systems of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. using a DAD-HPLC method. Phytochemistry Letters, 20, 462-469, 2017.
II. Prace przeglądowe
1. Muszyńska B., Kała K., Rojowski J., Grzywacz A., Opoka W.: Composition and biological properties of Agaricus bisporus fruiting bodies – a review. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 67(3), 173-181, 2017.
2. Ekiert H., Turcza K.: „Żyć w zgodzie z ludźmi i przyrodą” – maksyma życiowa Profesora Stanisława Kohlmünzera (1919-2001). W piętnastą rocznicę śmierci. Farmacja Polska, 73(1), 25-29, 2017.
3. Ekiert H., Turcza K., Kwiecień I., Szopa A.: Od algologii do biotechnologii – 85 lat działalności Katedry i Zakładu Botaniki Farmaceutycznej w Krakowie. Część III, 1999-2016. Działalność naukowo-badawcza i dydaktyczna związana z biotechnologią roślin. Farmacja Polska, 73(5), 285-302, 2017.
4. Bederska-Łojewska D., Świątkiewicz S., Muszyńska B.: The use of basidiomycota mushrooms in poultry nutrition – a review. Animal Feed Science and Technology,
230, 59-69, 2017.
5. Sułkowska-Ziaja K., Muszyńska B.: Upiększające i lecznicze oleje z domowego ogrodu. Panacea, 2, 30-31, 2017.
6. Opoka W., Muszyńska B.: XXIII Naukowy Zjazd Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego: Farmacja w Polsce – nauka i zawód. Panacea, 2, 9, 2017.
7. Sułkowska-Ziaja K., Laszczak A., Muszyńska B.: Związki chemiczne grzybów i ich zastosowanie w kosmetologii. Polish Journal of Cosmetology, 20(2), 101-110, 2017.
III. Książki, rozdziały w książkach
1. Muszyńska B., Łojewski M., Dobosz K., Sułkowska-Ziaja K.: Substancje biologicznie aktywne w biomasie z kultur pędowych in vitro Bacopa monnieri L. (Penel) – uaktualnienie.
W: Doniesienia naukowe z zakresu medycyny i nauk pokrewnych, red. Nowak B., Maciąg K., wyd. Naukowe TYGIEL sp. z o.o., Lublin 2017, s. 92-108.
2. Muszyńska B., Kała K., Sułkowska-Ziaja K.: Edible mushrooms and their in vitro culture as a source of anticancer compounds. W: Biotechnology and Production of Anticancer Compounds, red. Malik S., wyd. Springer, Switzerland 2017, s. 231-251.
3. Muszyńska B., Rojowski J., Jękot B., Szymik A., Opoka W.: Oznaczenie zawartości cynku w wybranych preparatach zawierających Artrosphira sp. (Spirulina). W: Nowe strategie w analizie elektrochemicznej. Wydawnictwo Naukowe AKAPIT 2017, s. 377-386.
4. Muszyńska B., Dobosz K., Kała K.: Kiełki czosnku źródłem substancji leczniczych i dietetycznych. W: Enzymologia w obliczu wyzwań i możliwości XXI wieku. Wydawnictwo Naukowe TYGIEL, Lublin 2017, s. 109-117.
Spis publikacji pracowników Katedry i Zakładu Botaniki Farmaceutycznej za rok 2016
I. Prace oryginalne
1. Muszyńska B., Sułkowska-Ziaja K., Maślanka A., Rojowski J., Opoka W., Łojewski M.: Analysis of indole compounds quantity in biomass of edible basidiomycota species from in vitro cultures and from cultures supplemented with L-tryptophan. Acta Chromatographica, 28(2), 223-238, 2016.
2. Muszyńska B., Kała K., Sułkowska-Ziaja K., Krakowska A., Opoka W.: Agaricus bisporus and its in vitro culture as a source of indole compounds released into artificial digestive juices. Food Chemistry, 199, 509-515, 2016.
3. Łojewski M., Pomierny B., Muszyńska B., Krzyżanowska W., Budziszewska B., Szewczyk A.: Protective Effects of Bacopa Monnieri on Hydrogen Peroxide and staurosporine – Induced Damage of human Neuroblastoma SH-SY5Y Cells. Planta Medica, 82(3), 205-210, 2016.
4. Szopa A., Kokotkiewicz A., Marzec-Wróblewska U., Buciński A., Łuczkiewicz M., Ekiert H.: Accumulation of dibenzocyclooctadiene lignans in agar cultures and in stationary and agitated liquid cultures of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. Applied Microbiology and Biotechnology, 100, 3965-3977, 2016.
5. Muszyńska B., Łojewski M., Sułkowska-Ziaja K., Szewczyk A., Gdula-Argasińska J., Hałaszuk P.: In vitro cultures of Bacopa monnieri and an analysis of selected groups of biologically active metabolites in their biomass. Pharmaceutical Biology, 54(11), 2443-2453, 2016.
6. Szopa A., Ekiert R., Ekiert H.: Current knowledge of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. (Chinese magnolia vine) as a medicinal plant species: a review on the bioactive components, pharmacological properties, analytical and biotechnological studies. Phytochemistry Reviews, DOI: 10.1007/s11101-016-9470-4, 2016.
7. Szopa A., Ekiert H.: The importance of applied light quality on the production of lignans and phenolic acids in Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. cultures in vitro. Plant Cell, Tissue & Organ Culture, 127, 115-121, 2016.
8. Kała K., Muszyńska B., Zając M., Kręmżałek R., Opoka W.: Determination of Zinc(II) Ions released into artificial digestive juices from culinary-medicinal button mushrooms, Agaricus bisporus (Agaricomycetidae), biomass of in vitro cultures using an anodic stripping voltammetry method. International Journal of Medicinal Mushrooms, 18, 155-164, 2016.
9. Muszyńska B., Zając M., Kała K., Rojowski J., Opoka W.: Thermal processing can affect zinc availability in some edible mushrooms. LWT – Food Science and Technology, 69, 424-429, 2016.
10. Krakowska A., Reczyński W., Muszyńska B.: Optimization of the liquid culture medium composition to obtain the mycelium of Agaricus bisporus rich in essential minerals. Biological Trace Elements Research, 173, 231-240, 2016.
11. Łojewski M., Krakowska A., Reczyński W., Szewczyk A., Muszyńska B.: Analysis of elements and bacosides in in vitro shoot culture of Bacopa monnieri. Acta Physiologiae Plantarum, 38, 162-172, 2016.
12. Kała K., Maślanka A., Sułkowska-Ziaja K., Rojowski J., Opoka W., Muszyńska B: In Vitro Culture of Boletus badius as a Source of Indole Compounds and Zinc Released in Artificial Digestive Juices. Food Science and Biotechnology, 25(3), 829-837, 2016.
13. Grzywacz A., Gdula-Argasińska J., Kała K., Opoka W., Muszyńska B.: Anti-Inflammatory Activity of Biomass Extracts of the Bay Mushroom, Imleria badia (Agaricomycetes), in RAW 264.7 Cells. International Journal of Medicinal Mushrooms, 18(9), 769-779, 2016.
14. Nunes R., Pasko P., Tyszka-Czochara M., Szewczyk A., Szlósarczyk M., Carvalho I.: Antibacterial, antioxidant and anti-proliferative properties and zinc content of five south Portugal herbs. Pharmaceutical Biology, 55(1), 114-123, 2016.
15. Pietraszek J., Krawczyk M., Sobczyk A., Skrzypczak-Pietraszek E.: The dominant factor detection in the Shainin’s approach. Technical Transactions, 113(4-M), 95-100, 2016.
16. Pietraszek J., Sobczyk A., Skrzypczak-Pietraszek E., Kołomycki M.: The fuzzy interpretation of the statistical test for irregular data. Technical Transactions, 113(4-M), 119-125, 2016.
17. Sułkowska-Ziaja K., Szewczyk A., Gdula-Argasińska J., Ekiert H., Jaśkiewicz J., Muszyńska B.: Chemical compounds of extracts from Sarcodon imbricatus at optimized growth conditions. Acta Mycologica, 51(2), 1-11, 2016.
II. Prace przeglądowe
1. Iciek M., Kowalczyk-Pachel D., Bilska-Wilkosz A., Kwiecień I., Górny M., Włodek L.: S-sulfhydration as a cellular redox regulation. Bioscience Reports, 36, 1-17, 2016.
2. Ekiert H., Kubica P., Kwiecień I., Szopa A.: Nagroda Nobla 2015 z medycyny – zwycięstwo badań z zakresu fitochemii, bakteriologii i farmakologii. Farmacja Polska, 72(5), 315-326, 2016.
3. Muszyńska B., Kała K., Firlej A., Sułkowska-Ziaja K.: Cantharellus cibarius – culinary-medicinal mushroom content and biological activity. Acta Poloniae Pharmaceutica – Drug Research, 73(3), 589-598, 2016.
4. Muszyńska B., Jękot B., Topolska-Pasek M., Rzewińska A.: Właściwości prozdrowotne węglowodanów występujących w algach. Farmacja Polska 72(7), 2016.
5. Jękot B., Rzewińska A., Hałaszuk P., Rojowski J., Muszyńska B.: Algae preparations as a source of beneficial healthy substances. Medicina Internacia Revuo, 27, 4-10, 2016.
6. Sułkowska-Ziaja K., Hałaszuk P., Mastej M., Piechaczek M., Muszyńska B.: Mycosteroles – characteristics and biological importance. Medicina Internacia Revuo, 27, 26-34, 2016.
7. Kała K., Sułkowska-Ziaja K., Rojowski J., Opoka W., Muszyńska B.: Tricholoma equestre species as a source of indole compounds and zinc released into artificial digestive juices. Medicina Internacia Revuo, 27, 35-39, 2016.
8. Gołdyn A., Ekiert H., Skrzypczak-Pietraszek E.: Od tradycyjnej etnomedycyny do współczesnej fitoterapii – „kariera” oczaru wirginijskiego (Hamamelis virginiana L.). Farmacja Polska, 72(6), 373-384, 2016.
9. Szopa A., Klimek M., Ekiert H.: Cytryniec chiński (Schisandra chinensis) – znaczenie lecznicze i kosmetyczne. (Chinese magnolia vine (Schisandra chinensis) – therapeutic and cosmetic importance). Polish Journal of Cosmetology, 19(4), 274-284, 2016.
10. Kubica P., Ekiert H., Ekiert R. J., Szopa A.: Gatunki rodzaju Cistus sp. – taksonomia, występowanie, skład chemiczny, aplikacje terapeutyczne i badania biotechnologiczne. (Species of the genus Cistus sp. – taxonomy, distribution, chemical composition and therapeutic applications and biotechnological studies). Postępy fitoterapii, 3, 179-188, 2016.
11. Sułkowska-Ziaja K., Muszyńska B., Sałaciak K., Gawalska A.: Trametes versicolor (L.) Lloyd jako źródło związków biologicznie aktywnych o szerokim spektrum działania i zastosowania. Postępy fitoterapii, 17(4), 274-281, 2016.
III. Książki, rozdziały w książkach
1. Muszyńska B., Zając M., Kała K., Krężalek R., Opoka W.: Analiza zawartości cynku uwolnionego do sztucznego soku żołądkowego z wybranych grzybów jadalnych metodą DP ASV. Elektrochemia stosowana. Wydawnictwo Naukowe AKAPIT, 115-122, 2016.
Współpraca
Ośrodek: Katedra i Zakład Farmakognozji, Gdański Uniwersytet Medyczny
Temat: Optymalizacja warunków prowadzenia roślinnych kultur in vitro i akumulacja bioaktywnych związków w różnego typu bioreaktorach.
Ośrodek: Katedra Biofarmacji, Collegium Medicum, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Bydgoszcz
Temat: Ocena zawartości wybranych grup bioaktywnych metabolitów w materiale roślinnym z kultur in vitro i rosnącego in vivo, metodą LC/MS.
Ośrodek: Zakład Fitochemii Instytutu Farmakologii PAN Kraków
Temat: Izolacja i identyfikacja biologicznie aktywnych metabolitów pozyskiwanych z roślinnych kultur in vitro, owocników grzybów wyższych i kultur mycelialnych.
Ośrodek: Instytut Fizjologii Roślin PAN Kraków
Temat: Badanie aktywności antyoksydacyjnej ekstraktów z biomasy z kultur in vitro i roślin macierzystych metodą CUPRAC i QUENCHER CUPRAC
Ośrodek: Katedra Chemii Analitycznej, AGH Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Temat: Analiza zawartości biopierwiastków w grzybach z gromady Basidiomycota metodą AAS.
Ośrodek: Instytut Informatyki Stosowanej, Politechnika Krakowska
Temat: Opracowanie statystyczne (metodą klasyczną i metodą liczb rozmytych) wyników biotechnologicznych badań nad kulturami in vitro roślin leczniczych.
Ośrodek: Katedra Roślin Ozdobnych Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Temat: Wpływ warunków świetlnych na akumulację wybranych grup związków w kulturach in vitro wybranych gatunków roślin leczniczych.
Ośrodek: Katedra Biochemii Lekarskiej UJ CM
Temat: Badanie i modulacja aktywności roślinnych związków zawierających siarkę w układach biologicznych.
Ośrodek: Katedra i Zakład Chemii Analitycznej i Nieorganicznej UJ CM
Temat: Walidacja metod oznaczania związków indolowych, kwasów fenolowych i flawonoidów (w ekstraktach z owocników grzybów wyższych, kultur mycelialnych i w ekstraktach z roślinnych kultur in vitro) i lignanów cytryńca chińskiego (w ekstraktach z roślinnych kultur in vitro i w organach roślin).
Ośrodek: Zakład Bromatologii UJ CM
Temat: Aktywność antyoksydacyjna ekstraktów z materiału roślinnego rosnącego in vivo oraz z owocników grzybów wyższych i ich kultur in vitro
Ośrodek: Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej UJ CM
Temat: Aktywność biologiczna ekstraktów z owocników i z kultur mycelialnych grzybów leczniczych
Ośrodek: Zakład Biochemii Toksykologicznej UJ CM
Temat: Badanie aktywności biologicznej ekstraktów z roślin rosnących in vivo i kultur in vitro gatunków z rodzaju Schisandra
Ośrodek: Institut für Pharmazeutische Biologie, Technische Hochschule Braunschweig, Braunschweig, Niemcy
Temat I: Akumulacja kwasów fenolowych, flawonoidów i związków indolowych w kulturach in vitro różnych odmian hodowlanych Hypericum perforatum L.
Temat II: Badania nad biosyntezą i akumulacją lignanów w kulturach in vitro Schisandra chinensis.
Ośrodek: Institut für Pharmazeutische Biologie, Universität Bonn
Temat : Kultury in vitro Ardisia crenata Sims
Aparatura badawcza
Chromatograf HPLC Merck-Hitachi LaChrom (detektor UV L-7400), Chromatograf HPLC Hitachi ELITE LaChrom (detektory: DAD L-2455, FL L-2485), Liofilizator (Labconco), szafy (loże) z nawiewem jałowego powietrza
Słowa kluczowe
biotechnologia roślin • biotechnologia grzybów wyższych • metabolity wtórne • analiza fitochemiczna • analiza mykochemiczna