Detection of melittin – a characteristic peptide of bee venom – in soft medicinal forms by high-resolution chromatography-mass spectrometry

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Bee venom, due to its pharmacological and biological activity, is used in the development of medicinal preparations, including ointments and creams. The main component of bee venom is melittin, whose presence in a preparation indicates the inclusion of bee venom. A method is proposed for detecting this characteristic peptide of bee venom in soft medicinal forms, involving extraction and concentration using solid-phase extraction, followed by chromatographic–mass spectrometric detection. The specificity of the detection method was validated; the detection limit was 0.1 μg/g.

About the authors

M. F. Vokuev

Faculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State University

Email: vokuevmihail11@gmail.com
Moscow, Russia

A. Y. Oprunenko

Faculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. V. Frolova

Faculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

T. M. Baygildiev

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences; MIREA – Russian Technological University (Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)

Moscow, Russia; Moscow, Russia

I. A. Rodin

Faculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State University; MIREA – Russian Technological University (Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)

Moscow, Russia; Moscow, Russia

References

  1. Habermann E. Bee and wasp venoms: the biochemistry and pharmacology of their peptides and enzymes are reviewed // Science. 1972. V. 177. P. 316.
  2. Banks B.E.L., Shipolini R.A. Chemistry and Pharmacology of Honey-Bee Venom. Academic Press, 1986. P. 329.
  3. Khalil A., Elesawy B.H., Ali T.M., Ahmed O.M. Bee venom: From venom to drug // Molecules. 2021. V. 26. № 16. P. 4941.
  4. Lee J.D., Park H.J., Chae Y., Lim S. An overview of bee venom acupuncture in the treatment of arthritis // Evidence-Based Complem. Altern. Med. 2005. V. 2. № 1. P. 81.
  5. Kim C.M. Bee venom therapy for arthritis // Rhumatologie. 1989. V. 41. № 3. P. 69.
  6. Pamukcu B., Lip G.Y., Shantsila E. The nuclear factor–kappa B pathway in atherosclerosis: A potential therapeutic target for atherothrombotic vascular disease // Thrombosis Res. 2011. V. 128. № 2. P. 118.
  7. Son, D.J., Lee, J.W., Lee, Y.H., Song, H.S., Lee, C.K., Hong, J.T. Therapeutic application of anti-arthritis, pain-releasing, and anti-cancer effects of bee venom and its constituent compounds // Pharmacol. Ther. 2007. V. 115. № 2. P. 252.
  8. Hauser R.A., Daguio, M., Wester D., Hauser M., Kirchman A., Skinkis C. Bee-venom therapy for treating multiple sclerosis: A clinical trial // Altern. Complem. Ther. 2001. V. 7. № 1. P. 40.
  9. Gauldie J., Hanson J.M., Shipolini R.A., Vernon, C.A. The structures of some peptides from bee venom // Eur. J. Biochem. 1978. V. 83. № 2. P. 411.
  10. Banks B.E., Dempsey C.E., Pearce F.L., Vernon C.A., Wholley T.E. New methods of isolating bee venom peptides // Anal. Biochem. 1981. P. 116. № 1. P. 50.
  11. Follenius-Wund A., Mely Y., Gerard D. Spectroscopic evidence of two melittin molecules bound to Ca2+-calmodulin // Biochem. Int. 1987. V. 15. № 4. P. 829.
  12. Flach C.R., Prendergast F.G., Mendelsohn, R. Infrared reflection-absorption of melittin interaction with phospholipid monolayers at the air/water interface // Biophys. J. 1996. V. 70. № 1. P. 542.
  13. Kaszycki P., Wasylewski Z. Fluorescence-quenching-resolved spectra of melittin in lipid bilayers // Biochim. Biophys. Acta: Protein Struct. Mol. Enzymol. 1990. V. 1040. № 3. P. 341.
  14. Ramirez L., Shekhtman A., Pande J. Nuclear magnetic resonance-based structural characterization and backbone dynamics of recombinant bee venom melittin // Biochemistry. 2018. V. 57. № 19. P. 2778.
  15. Brown L.R., Braun W., Kumar A., Wüthrich K. High resolution nuclear magnetic resonance studies of the conformation and orientation of melittin bound to a lipid-water interface // Biophys. J. 1982. V. 37. № 1. P. 320.
  16. Bradrick T.D., Freire E., Georghiou S. A high-sensitivity differential scanning calorimetric study of the interaction of melittin with dipalmitoylphosphatidylcholine fused unilamellar vesicles // Biochim. Biophys. Acta: Biomembranes. 1989. V. 982. № 1. P. 97.
  17. Pacakova V., Štulík K., Hau P.T., Jelinek I., Vinš I., Sýkora D. Comparison of high-performance liquid chromatography and capillary electrophoresis for the determination of some bee venom components // J. Chromatogr. A. 1995. V. 700. № 1-2. P. 188.
  18. Szókán G.Y., Horvath J., Almas M., Saftics G.Y., Palocz A. Liquid chromatographic analysis and separation of polypeptide components from honeybee venoms // J. Liq. Chromatogr. 1994. V. 17. № 16. P. 3335.
  19. Räder K., Wildfeuer A., Wintersberger F., Bossinger P., Mücke H.W. Characterization of bee venom and its main components by high performance liquid chromatography // J. Chromatogr. 1987. V. 408. P. 345.
  20. Rybak-Chmielewska H., Szczêsna T. HPLC study of chemical composition of honeybee (Apis mellifera L.) venom // J. Apicult. Sci. 2004. V. 48. № 2. P. 106.
  21. Pattanaargson S., Roboz J. Determination of hyaluronidase activity in venoms using capillary electrophoresis // Toxicon. 1996. V. 34. № 10. P. 1111.
  22. Pak S.C. Chemical composition of bee venom / Bee Products – Chemical and Biological Properties. Springer, 2017. P. 282.
  23. Raghuraman H., Chattopadhyay A. Melittin: A membrane-active peptide with diverse functions // Biosci. Rep. 2007. V. 27. № 4-5. P. 190.
  24. Yakobson B.A. The monitoring of possible biological and chemical contaminants in bee products / Bee Products: Properties, Applications, and Apitherapy / Eds. Mizrahi A., Lensky Y. New York: Plenum, 1997. P. 225.
  25. Kokot Z.J., Matysiak J. Simultaneous determination of major constituents of honeybee venom by LC-DAD // Chromatographia. 2009. V. 69. P. 1403.
  26. Zhou J., Zhao J., Zhang S., Shen J., Qi Y., Xue X., Li Yi, Wu L., Zhang J., Chen F., Chen L. Quantification of melittin and apamin in bee venom lyophilized powder from Apis mellifera by liquid chromatography–diode array detector–tandem mass spectrometry // Anal. Biochem. 2010. V. 404. № 2. P. 175.
  27. Akhmerova D.I., Stavrianidi A.N., Rodin I.A., Shpigun, O.A. Application of high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry for detection of melittin, a characteristic peptide of bee venom. // Inorg. Mater. 2015. V. 51. P. 1436.
  28. Flanjak I., Primorac L., Stokanović M.C., Puškadija Z., Rajs B.B., Kovačić M. Melittin stability in honey bee venom under different storage conditions measured with RP-HPLC-PDA method / 45th Croatian and 5th Int. Symp. on Agriculture “Fisheries, Game Management and Beekeeping”, 2021. P. 470.
  29. Dong J., Ying B., Huang S., Ma S., Long P., Tu X., Miao X. High-performance liquid chromatography combined with intrinsic fluorescence detection to analyse melittin in individual honeybee (Apis mellifera) venom sac // J. Chromatogr. B. 2015. V. 1002. P. 141.
  30. Matysiak J., Schmelzer C.E., Neubert R.H., Kokot Z.J. Characterization of honeybee venom by MALDI-TOF and nanoESI-QqTOF mass spectrometry // J. Pharm. Biomed. Anal. 2011. V. 54. № 2. P. 275.
  31. Denisov E., Damoc E., Lange O., Makarov A. Orbitrap mass spectrometry with resolving powers above 1.000.000 // Int. J. Mass Spectrom. 2012. V. 325 P. 83.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».