Antioxidant capacity and α-glucosidase inhibitor activity of Bryonia aspera extracts and its major constituent p-coumaric acid: Phytochemical analysis, biological evaluation and computational approach

Abstract

This study comprehensively investigated the phenolic composition, antioxidant potential, and α-glucosidase inhibitory properties of B. aspera Steven ex Ledeb. extracts using integrated in vitro and in silico approaches. LC-MS/MS analysis identified seven major phenolic compounds, caffeic acid, chlorogenic acid, galangin, gallic acid, naringenin, p-coumaric acid, and rutin, with p-coumaric acid being the most abundant (306.71 mg/kg in aerial and 155.56 mg/kg in root extracts). Both extracts exhibited strong antioxidant and α-glucosidase inhibitory activities, particularly the aerial extract (IC50 = 0.678 and 0.173 for DPPH, ABTS, respectively and 0.022 mg/mL for α-glucosidase inhibition). Molecular docking and MM-GBSA analyses supported these findings, showing that p-coumaric acid had the strongest binding to α-glucosidase (–7.783 kcal/mol, ΔG = –47.76 kcal/mol), stabilized by key interactions with Asp-62, Arg-200, His-332, and Arg-400. A 250 ns molecular dynamics simulation confirmed the stability of the complex, and in silico ADME analysis revealed good oral absorption (67%) and compliance with Lipinski’s rule. Overall, results indicate that p-coumaric acid is the primary bioactive compound contributing to the antioxidant and α-glucosidase inhibitory activity of B. aspera, with promising potential as a natural lead for α-glucosidase inhibition.

Bu çalışma, entegre in vitro ve in silico yaklaşımlar kullanarak B. aspera Steven ex Ledeb. özütlerinin fenolik bileşimini, antioksidan potansiyelini ve α-glukozidaz inhibitör özelliklerini kapsamlı bir şekilde araştırmıştır. LC-MS/MS analizi, kafeik asit, klorojenik asit, galangin, gallik asit, naringenin, p-kumarik asit ve rutin olmak üzere yedi ana fenolik bileşiği tanımlamıştır; bunlardan p-kumarik asit en bol bulunanıdır (hava özütünde 306,71 mg/kg ve kök özütünde 155,56 mg/kg). Her iki özüt de güçlü antioksidan ve α-glukozidaz inhibitör aktiviteleri sergilemiştir, özellikle hava özütü (DPPH ve ABTS için sırasıyla IC50 = 0,678 ve 0,173 ve α-glukozidaz inhibisyonu için 0,022 mg/mL). Moleküler kenetlenme ve MM-GBSA analizleri bu bulguları destekleyerek, p-kumarik asidin α-glukozidaza en güçlü şekilde bağlandığını (–7,783 kcal/mol, ΔG = –47,76 kcal/mol) ve Asp-62, Arg-200, His-332 ve Arg-400 ile olan temel etkileşimlerle stabilize edildiğini göstermiştir. 250 ns'lik bir moleküler dinamik simülasyonu kompleksin stabilitesini doğrulamış ve in silico ADME analizi iyi bir oral emilim (%67) ve Lipinski kuralına uygunluğu ortaya koymuştur. Genel olarak, sonuçlar p-kumarik asidin B. aspera'nın antioksidan ve α-glukozidaz inhibitör aktivitesine katkıda bulunan birincil biyoaktif bileşik olduğunu ve α-glukozidaz inhibisyonu için doğal bir öncü bileşik olarak umut vaat ettiğini göstermektedir.