Sunt polizaharidele marine multifuncționale un mit sau o realitate
Svetlana Ermakova
1 G.B. Institutul Elyakov Pacific de Chimie Bioorganică, Filiala Orientului Îndepărtat a Academiei Ruse de Științe, Vladivostok, Rusia
Mihail Kusaykin
1 G.B. Institutul Elyakov Pacific de Chimie Bioorganică, Filiala Orientului Îndepărtat a Academiei Ruse de Științe, Vladivostok, Rusia
Antonio Trincone
2 Institutul de Chimie Biomoleculară, Consiliul Național de Cercetare, Pozzuoli, Italia
Zvyagintseva Tatiana
1 G.B. Institutul Elyakov Pacific de Chimie Bioorganică, Filiala Orientului Îndepărtat a Academiei Ruse de Științe, Vladivostok, Rusia
Algele marine sunt organisme fotosintetice antice care constituie cel mai mare grup din regnul plantelor. Acestea sunt utilizate pentru alimente funcționale, aditivi cosmetici, producții de suplimente și în medicina tradițională datorită efectelor gustative, profilactice și terapeutice. Algele conțin microelemente și compuși organici care conțin iod, precum și vitamine, manitol mai mult decât plantele terestre.
Acum se consideră că fucoidanii sunt polizaharide specifice speciilor. Aceasta înseamnă că fiecare algă sintetizează fucoidan sau un set de fucoidani caracteristici numai pentru acesta. În compoziția monozaharidică a fucoidanilor există în mod necesar reziduuri sulfatate de fucoză și adesea galactoză. Ca componente minore sunt prezente reziduuri de manoză, acid glucuronic, xiloză și alte monozaharide mai rare (Kusaykin și colab., 2008).
1,3-α-L-Fucanii se găsesc cel mai adesea în alge (Zvyagintseva și colab., 2003; Anastyuk și colab., 2010). Legătura α-1,4-glicozidică între reziduurile de L-fucoză este mai puțin frecventă și este prezentă în principal ca 1,3; 1,4-α-L-fucani. Algele brune sintetizează adesea galactofucanii. Poziția și conținutul reziduurilor de galactoză din diferiți galactofucani depind de tipul algelor; conținutul este frecvent comparabil cu cel al fucozei (Shevchenko și colab., 2007; Anastyuk și colab., 2009; Thinh și colab., 2013). Acesta este cel mai divers grup structural de fucoidani. Un grup mai mic de fucoidani este reprezentat de fucomannuronani (Imbs și colab., 2011). Mai mult, există fucoidani, care conțin compoziție de monozaharide mai eterogenă.
Pentru a stabili structura polizaharidelor, cea mai promițătoare abordare se bazează pe utilizarea enzimelor. Transformarea enzimatică a polizaharidelor poate fi extrem de utilă nu numai pentru stabilirea caracteristicilor structurale, ci și pentru accesul la fragmente biologic active (Silchenko și colab., 2013; Menshova și colab., 2014; Trincone, 2014). Rapoartele despre producători și proprietățile enzimelor (fucoidanaze) sunt rare, în ciuda interesului crescând față de fucoidani (Kusaykin și colab., 2008). Nu sunt cunoscuți mai mult de 20 de producători de fucoidanaze, izolate în principal de ciuperci și bacterii marine (Sakai și colab., 2003; Descamps și colab., 2006; Rodriguez-Jasso și colab., 2010; Silchenko și colab., 2013, 2014) . Această conștientizare se datorează absenței unor metode simple cantitative pentru determinarea activității fucoidanazelor. Evaluarea precisă a caracteristicilor enzimatice este, de asemenea, îngreunată de utilizarea substraturilor necaracterizate structural. Deci, în transformarea lor ar trebui implicate enzime cu specificități diferite.
Puține surse de fucoidanaze au fost găsite printre nevertebratele marine (Kitamura și colab., 1992; Giordano și colab., 2006; Silchenko și colab., 2014). Fucoidanaza din Patinopecten yessoensis a fost descoperită în 1992 prin acțiunea asupra fucoidanului de la Nemacystus decipiens (Kitamura și colab., 1992). Informațiile despre structura substratului raportate în articol, constând din reziduuri de L-fucoză și cantități mici de reziduuri de D-galactoză, sunt destul de rare. Datele privind tipul legăturilor glicozidice sunt absente (Tako și colab., 1999). Produsele cu greutate moleculară mare (aproximativ 50 kDa) s-au format suficient sub acțiunea fucoidanazei de la P. yessoensis. Informațiile despre structurile lor nu sunt disponibile.