Чи є багатофункціональні морські полісахариди міфом чи реальністю?

Світлана Єрмакова

1 Г.Б. Тихоокеанський інститут біоорганічної хімії імені Єлякова Далекосхідного відділення Російської академії наук, Владивосток, Росія

Михайло Кусайкін

Антоніо Трінконе

2 Istituto di Chimica Biomolecolare, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Поццуолі, Італія

Звягінцева Тетяна

Морські водорості - це древні фотосинтезуючі організми, які становлять найбільшу групу в царстві рослин. Вони використовуються для функціонального харчування, косметичних добавок, виробництва добавок, а також у традиційній медицині завдяки смаковим, профілактичним та терапевтичним ефектам. Водорості містять мікроелементи та йодовмісні органічні сполуки, а також вітаміни, маніт більше, ніж наземні рослини.

Зараз вважається, що фукоїдани є видоспецифічними полісахаридами. Це означає, що кожна водорость синтезує фукоїдан або набір фукоїданів, характерних лише для нього. У моносахаридному складі фукоїданів обов'язково присутні сульфатовані залишки фукози і часто галактози. Як другорядні компоненти присутні залишки манози, глюкуронової кислоти, ксилози та інших більш рідкісних моносахаридів (Кусайкин та ін., 2008).

1,3-α-L-фукани найчастіше містяться в водоростях (Звягінцева та ін., 2003; Анастюк та ін., 2010). α-1,4-глікозидна зв'язок між залишками L-фукози зустрічається рідше і присутня переважно у вигляді 1,3; 1,4-α-L-фуканів. Бурі водорості також часто синтезують галактофукани. Положення та вміст залишків галактози в різних галактофуканах залежать від типу водоростей; вміст часто порівнянний із вмістом фукози (Шевченко та ін., 2007; Анастюк та ін., 2009; Тінх та ін., 2013). Це найбільш різноманітна за структурою група фукойданів. Найменша група фукоїданів представлена фукоманнуронанами (Imbs et al., 2011). Крім того, існують фукоїдани, що містять більш неоднорідний моносахаридний склад.

Для встановлення структури полісахаридів найбільш перспективний підхід заснований на застосуванні ферментів. Ферментативна трансформація полісахаридів може бути надзвичайно корисною не лише для встановлення структурних особливостей, але й для доступу до біологічно активних фрагментів (Silchenko et al., 2013; Menshova et al., 2014; Trincone, 2014). Повідомлення про продуценти та властивості ферментів (фукоїданаз) рідкісні, незважаючи на зростаючий інтерес до фукоїданів (Кусайкін та ін., 2008). Відомо не більше 20 продуцентів фукоїданаз, в основному виділених з морських грибів та бактерій (Sakai et al., 2003; Descamps et al., 2006; Rodriguez-Jasso et al., 2010; Silchenko et al., 2013, 2014) . Ця рідкість пояснюється відсутністю кількісних простих методів визначення активності фукоїданаз. Точній оцінці ферментативних особливостей також заважає використання структурно нехарактерних субстратів. Отже, в їх трансформації повинні брати участь ферменти з різною специфікою.

Серед морських безхребетних було виявлено небагато джерел фукоїданаз (Kitamura et al., 1992; Giordano et al., 2006; Silchenko et al., 2014). Фукоиданаза у Patinopecten yessoensis була виявлена в 1992 р. Дією на фукоїдан від Nemacystus decipiens (Kitamura et al., 1992). Інформація про структуру субстрату, про яку повідомляється в статті, що складається із залишків L-фукози та невеликої кількості залишків D-галактози, є досить мізерною. Дані про тип глікозидних зв'язків відсутні (Tako et al., 1999). Продукти з високою молекулярною масою (близько 50 кДа) утворюються в достатній мірі під дією фукоїданази з P. yessoensis. Інформація про їх структури не доступна.