In the polyol pathway, Aldose reductase (AR) is an important enzyme in reduction of aldehydes and aldosugars to their suitable alcohols. AR, using NADPH as a coenzyme, has a molecular weight of 37 000 dalton. AR in its activated form, known to increase the sorbitol accumulation in lens, is responsible for the cataract formation in diabetis diseases. Therefore, the inhibition of aldose reductase is important to prevent the incedence of cataract formation in diabetus mellitus. In the treatment of diabetis dependent cataract, chemically synthetized drugs were sometimes less than beneficial due to the severe side effects they cause. Recently a huge amount of study has been intensified on developing new drugs from natural compounds and even by utilizing plant extracts for their easily metabolizing polyphenolic compounds. In this study, BLAR, source of enzyme, was obtained as crude via differential centrifugation and ammonium sulfate precipitation. The enzyme assay conditions were optimized for the protein, substrate, coenzyme, and salt concentrations, also for the effects of pH and temperature. Ocimum basilicum, Lavandula stoechas, Melissa officinalis, Glycyrrhiza glabra L. and Tilia tomentosa were selected as commonly used alternative medicine plants. Plant extracts were prepared in ethanol and ethyl acetate and their inhibitory effects were tested on crude bovin lens aldose reductase enzyme. Fifty percent inhibitory concentrations (IC50) were found between values of 25.53 &micro / g/mL and 54.15 &micro / g/mL for ethanol extracts and between 41.55 &micro / g/mL and 82.96 &micro / g/mL for the ethyl acetate extracts of selected plants. In addition, the plant extracts were also characterized for their antioxidant activities by of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging method and test of total phenolic content (TPC) .

Aldose reductase, E.C.1.1.1.21, catalyzes the reduction of different types of aldehydes to their corresponding alcohols, and especially reduces various aldo-sugars using NADPH as the coenzyme. Under hyperglycemic conditions aldose reductase is involved in the development of diabetic complications. As a result, interest has been placed over the years on the development of potent aldose reductase inhibitors for possible use in the therapy of these severe diabetic complications. In this study, aldose reductase was isolated from bovine lens by differential centrifugation and ammonium sulfate precipitation. The conditions for the enzyme assay / such as substrate (DL-Glyceraldehyde) and coenzyme (NADPH) concentration, protein amount, effect of sulfate ions, temperature and pH on the enzyme activity were optimized. The inhibitory effects of Punica granatum, Spinacia olaeracea, Allium cepa Allium porrum, Malus flouribunda, Malus domestica extracts were tested on crude bovine lens aldose reductase. Four different types of organic fractions from each crude plant extract were obtained by solvent fractionation. The inhibitory activity of these organic fractions was calculated considering the aldose reductase activity without extracts as 100 %. All six plants were found to inhibit aldose reductase activity to different extent. Among these fractions obtained as / petroleum ether, diethyl ether, ethyl acetate, and n-butanol. Highest inhibitory activity was found for the ethyl acetate fraction. The IC50 values of ethyl acetate fractions of all these plants was calculated as, 25.46 &micro / g/ml, 20.5 &micro / g/ml, 18.5 &micro / g/ml, 12.32 &micro / g/ml, 6.45 &micro / g/ml, 5.4 &micro / g/ml, for Allium porrum, Malus domestica, Spinacia olaeracea, Malus floribunda Allium cepa, Punica granatum respectively.

This thesis examines the cytochrom P450 (CYP) drug metabolizing enzyme inhibition and antimicrobial properties of 46 common food plants available in the Canadian Market and the inhibitory properties of 17 traditional Cree antidiabetic medicines on aldose reductase. Inhibitory activity profiles of CYP 3A4, 3A5, 3A7 and 2D6 were created for the 46 samples. The most active plants in the CYP inhibition assay were the spices, belonging to the Apiaceae and Lamiaceae. Similarly, the most active plants in the antimicrobial assay were also the Apiaceae and Lamiaceae. Swine lens homogenate was tested as a novel model for the aldose reductase inhibition assay. Several Cree plants selected for the aldose reductase study showed a high activity, primarily in samples which also contained high levels of phenolics. A positive correlation was observed between total phenolics content and aldose reductase inhibition r2=0.44, p=0.05. Crude extracts of Rhododendron groenlandicum exhibited inhibitory activities of 35.11 ± 0.16 %. The subfractionation and HPLC analysis of R. groenlandicum revealed high levels of phenolics compounds including, catechin, epicatechin, quercetin and quercetin glycosides. This study found that medicinal and food plants contain phytochemicals that may have both beneficial and detrimental biological effects. / Nous avons étudié dans cette thèse les capacités de 46 plantes comestibles, disponibles sur le marché canadien, à inhiber le cytochrome P450 (CYP), enzyme responsable du métabolisme des médicaments, les propriétés antimicrobiennes, et les propriétés inhibitrices de l'aldose réductase à partir de 17 médicaments antidiabétiques traditionnellement utilisés par les Cris. Les profils de l'activité inhibitrice du CYP 3A4, 3A5, 3A7 et 2D6 ont été réalisés pour les 46 plantes à l'étude. Les plantes les plus actives dans le test d'inhibition du CYP furent les épices, plantes appartenant aux familles des Apiaceae et Lamiaceae. De même, les plantes les plus actives dans le bioessai antimicrobien furent aussi les plantes de ces deux mêmes familles. Un homogénat de cristallin de porc a été utilisé comme modèle nouveau pour le test d'inhibition de l'aldose réductase. Plusieurs plantes, utilisées par la nation Cri, qui ont été sélectionnées pour l'étude ont montré une forte activité inhibitrice de l’aldose réductase, principalement dans les échantillons qui contenaient des teneurs élevées en composés phénoliques. Une corrélation positive a été observée entre la teneur totale en composés phénoliques et l'inhibition de l'aldose réductase (r2 = 0.44, p = 0.05). Des extraits bruts de Rhododendron groenlandicum ont montré des activités inhibitrices de 35.11 ± 0.16%. Le sous-fractionnement et l'analyse HPLC de R. groenlandicum ont aussi révélé des teneurs élevées des composés phénoliques, incluant la catéchine, l'épicatéchine, la quercétine et les glycosides de quercétine. Cette étude a montré que les plantes médicinales et alimentaires contiennent des composés phytochimiques qui peuvent avoir à la fois des effets biologiques bénéfique et préjudiciable.

This thesis examines the cytochrom P450 (CYP) drug metabolizing enzyme inhibition and antimicrobial properties of 46 common food plants available in the Canadian Market and the inhibitory properties of 17 traditional Cree antidiabetic medicines on aldose reductase. Inhibitory activity profiles of CYP 3A4, 3A5, 3A7 and 2D6 were created for the 46 samples. The most active plants in the CYP inhibition assay were the spices, belonging to the Apiaceae and Lamiaceae. Similarly, the most active plants in the antimicrobial assay were also the Apiaceae and Lamiaceae. Swine lens homogenate was tested as a novel model for the aldose reductase inhibition assay. Several Cree plants selected for the aldose reductase study showed a high activity, primarily in samples which also contained high levels of phenolics. A positive correlation was observed between total phenolics content and aldose reductase inhibition r2=0.44, p=0.05. Crude extracts of Rhododendron groenlandicum exhibited inhibitory activities of 35.11 ± 0.16 %. The subfractionation and HPLC analysis of R. groenlandicum revealed high levels of phenolics compounds including, catechin, epicatechin, quercetin and quercetin glycosides. This study found that medicinal and food plants contain phytochemicals that may have both beneficial and detrimental biological effects. / Nous avons étudié dans cette thèse les capacités de 46 plantes comestibles, disponibles sur le marché canadien, à inhiber le cytochrome P450 (CYP), enzyme responsable du métabolisme des médicaments, les propriétés antimicrobiennes, et les propriétés inhibitrices de l'aldose réductase à partir de 17 médicaments antidiabétiques traditionnellement utilisés par les Cris. Les profils de l'activité inhibitrice du CYP 3A4, 3A5, 3A7 et 2D6 ont été réalisés pour les 46 plantes à l'étude. Les plantes les plus actives dans le test d'inhibition du CYP furent les épices, plantes appartenant aux familles des Apiaceae et Lamiaceae. De même, les plantes les plus actives dans le bioessai antimicrobien furent aussi les plantes de ces deux mêmes familles. Un homogénat de cristallin de porc a été utilisé comme modèle nouveau pour le test d'inhibition de l'aldose réductase. Plusieurs plantes, utilisées par la nation Cri, qui ont été sélectionnées pour l'étude ont montré une forte activité inhibitrice de l’aldose réductase, principalement dans les échantillons qui contenaient des teneurs élevées en composés phénoliques. Une corrélation positive a été observée entre la teneur totale en composés phénoliques et l'inhibition de l'aldose réductase (r2 = 0.44, p = 0.05). Des extraits bruts de Rhododendron groenlandicum ont montré des activités inhibitrices de 35.11 ± 0.16%. Le sous-fractionnement et l'analyse HPLC de R. groenlandicum ont aussi révélé des teneurs élevées des composés phénoliques, incluant la catéchine, l'épicatéchine, la quercétine et les glycosides de quercétine. Cette étude a montré que les plantes médicinales et alimentaires contiennent des composés phytochimiques qui peuvent avoir à la fois des effets biologiques bénéfique et préjudiciable.

This thesis examines the cytochrom P450 (CYP) drug metabolizing enzyme inhibition and antimicrobial properties of 46 common food plants available in the Canadian Market and the inhibitory properties of 17 traditional Cree antidiabetic medicines on aldose reductase. Inhibitory activity profiles of CYP 3A4, 3A5, 3A7 and 2D6 were created for the 46 samples. The most active plants in the CYP inhibition assay were the spices, belonging to the Apiaceae and Lamiaceae. Similarly, the most active plants in the antimicrobial assay were also the Apiaceae and Lamiaceae. Swine lens homogenate was tested as a novel model for the aldose reductase inhibition assay. Several Cree plants selected for the aldose reductase study showed a high activity, primarily in samples which also contained high levels of phenolics. A positive correlation was observed between total phenolics content and aldose reductase inhibition r2=0.44, p=0.05. Crude extracts of Rhododendron groenlandicum exhibited inhibitory activities of 35.11 ± 0.16 %. The subfractionation and HPLC analysis of R. groenlandicum revealed high levels of phenolics compounds including, catechin, epicatechin, quercetin and quercetin glycosides. This study found that medicinal and food plants contain phytochemicals that may have both beneficial and detrimental biological effects. / Nous avons étudié dans cette thèse les capacités de 46 plantes comestibles, disponibles sur le marché canadien, à inhiber le cytochrome P450 (CYP), enzyme responsable du métabolisme des médicaments, les propriétés antimicrobiennes, et les propriétés inhibitrices de l'aldose réductase à partir de 17 médicaments antidiabétiques traditionnellement utilisés par les Cris. Les profils de l'activité inhibitrice du CYP 3A4, 3A5, 3A7 et 2D6 ont été réalisés pour les 46 plantes à l'étude. Les plantes les plus actives dans le test d'inhibition du CYP furent les épices, plantes appartenant aux familles des Apiaceae et Lamiaceae. De même, les plantes les plus actives dans le bioessai antimicrobien furent aussi les plantes de ces deux mêmes familles. Un homogénat de cristallin de porc a été utilisé comme modèle nouveau pour le test d'inhibition de l'aldose réductase. Plusieurs plantes, utilisées par la nation Cri, qui ont été sélectionnées pour l'étude ont montré une forte activité inhibitrice de l’aldose réductase, principalement dans les échantillons qui contenaient des teneurs élevées en composés phénoliques. Une corrélation positive a été observée entre la teneur totale en composés phénoliques et l'inhibition de l'aldose réductase (r2 = 0.44, p = 0.05). Des extraits bruts de Rhododendron groenlandicum ont montré des activités inhibitrices de 35.11 ± 0.16%. Le sous-fractionnement et l'analyse HPLC de R. groenlandicum ont aussi révélé des teneurs élevées des composés phénoliques, incluant la catéchine, l'épicatéchine, la quercétine et les glycosides de quercétine. Cette étude a montré que les plantes médicinales et alimentaires contiennent des composés phytochimiques qui peuvent avoir à la fois des effets biologiques bénéfique et préjudiciable.

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