Activités biologiques et caractérisations biochimiques des extraits de la plante Peganum harmala: effet sur la cinétique de croissance et production des métabolites des actinomycètes (Streptomyces ayarius sp. S115) - Nait Marzoug Amel (My University, 2024)
This work contributes to the study of the biological activities of different extracts obtained from the plant Peganum harmala L. and their effect on the growth and production of secondary metabolites of Streptomyces ayarius strainsp. S115. A phytochemical screening was performed to identify the main chemical groups present. Quantitative analysis was done by measuringthe totalpolyphenol and flavonoid content.The antioxidant power of extracts was evaluated in vitro by eight different methods.Enzymatic activity wasestimated by Ellman's method.The morphological characteristics and antibacterial activity of S. ayarius strain sp. S115 seeded in ISP2and the modified ISP2 media was evaluated by well diffusion method.Thebiomass of S. ayarius strain sp. S115 in both media was determined. Growthkinetics and productionof secondary metabolites were studied for 7 days in different carbon and nitrogen sources. The phytochemical screening revealed the presence of numerous classes of secondary metabolites.The ethyl acetate fraction contained the highest content of polyphenols and flavonoids(237.23 ± 1.06 μg GAE/mg of extract and 82.58 ± 0.03 μg QE/mgof extract, respectively).The ethyl acetate fraction with high phenolic content also exhibited the strongest antioxidant activity.In addition, the chloroform fraction showed the most potent inhibitory effect against acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase(IC50: 14.69 ± 0.10 and 7.36 ± 0.77 µg/ml, respectively).Culture on the modified ISP2 showed an effective growth of S. ayarius strain sp. S115 with changedcolor of the aerial mycelium from gray to white.The antibacterial activity revealed large inhibition zonesagainst the tested pathogenic bacteria compared to those of ISP2with inhibition zones ranging from 13.5 mm to 60.5 mm. Thus, the amount of S. ayarius strain sp. S115biomass was twice as high in the modified ISP2.The effect of different carbon and nitrogen sources on the growth andproduction of secondary metabolites of S. ayarius strain sp. S115 revealed the highest biomass and antibacterialactivities were obtained through using glucose and tryptone in the modified ISP2, whereas glycerol and yeast extract were found as the optimal carbon and nitrogen sources in ISP2.The present study confirmed the effectiveness of the plant as an important ingredient in the ISP2 medium required for the culture of antibiotic-producing Streptomyces andprovided measurable biological proof of its antioxidantand anti-cholinesterase power.
Ce travail contribue à l’étudedes activités biologiquesdes différents extraitsobtenus à partir de la plantePeganum harmalaL. et leur effet sur la croissance et la production demétabolites secondaires de la souche Streptomyces ayariussp.S115. Un criblage phytochimique a été effectué afin d'identifier les principaux groupeschimiques présents.L’analyse quantitative a été faite enmesurant le contenu en polyphénols et flavonoïdes totaux. La puissance antioxydante des extraits a étéévaluée in vitro par huit méthodesdifférentes.L’activité enzymatique a été estimée parla méthode d’Ellman.Les caractéristiques morphologiques et l'activité antibactérienne de la soucheS. ayariussp.S115ensemencée dans les milieux ISP2 et ISP2 modifié a été évaluéepar la méthode de diffusion sur puits.La biomasse de la souche S. ayariussp.S115 dans les deux milieux a été déterminée. La cinétique de croissance et la production de métabolites secondaires ont été étudiées pendant 7 jours avec différentes sources de carboneet d’azote. Le criblage phytochimique a révélé la présence de nombreuses classesde métabolitessecondaires.La fraction acétate d’éthylecontenait la teneur la plus élevée en polyphénols et flavonoïdes(237,23 ± 1,06μg EAG/ mgd’extrait et 82,58 ± 0,03 μg EQ/mgd’extrait respectivement).La fraction acétate d’éthyleà haute teneurphénolique a présenté également la plus forte activité antioxydante. En outre, la fraction chloroformique a montré l’effet inhibiteur le plus puissant contre l’acétylcholinestérase et labutyrylcholinestérase(CI50:14,69 ± 0,10 et 7,36 ± 0,77µg/mlrespectivement).La culture surl’ISP2 modifié a montré une croissance importante de la souche S. ayariussp. S115 avec un changement de couleur du mycélium aérien de gris au blanc. L'activité antibactérienne a révélé des grandes zones d'inhibition contre les bactéries pathogènes testées par rapport à celles de l'ISP2avec des zones d'inhibition allant de 13,5 mm à 60,5 mm.Ainsi, la quantité de biomasse de la souche S. ayarius sp. S115 était deux fois plus élevée dans l’ISP2 modifié. L'effet des différentes sources de carbone et d’azote sur la croissance et la production de métabolites secondaires de la souche S. ayariussp. S115 a révélé que la biomasse et les activités antibactériennes les plus élevées étaient obtenues en utilisant du glucose et du tryptonedans l'ISP2 modifié alors que, le glycérol et l’extrait de levure ont été trouvés comme des sources de carbone et d’azote optimales dans l'ISP2. La présente étude a permis de confirmer l’efficacité de la plante comme un ingrédient important dans la composition du milieu ISP2 nécessaire pour la culture des Streptomyces producteurs d’antibiotiques et d’apporter une preuve biologique mesurable de son pouvoir antioxydant et anti-cholinestérase.