Optimering af sulfateringsprocesbetingelser for mælkebøtterodspolysaccharider og deres beskyttende effekt på oxidativ skade på HepaRG-celler
Aktiviteten af polysaccharider er normalt relateret til sammensætningen af sukkerenheder, molekylvægt, typen af glykosidiske bindinger, hovedkædekonfiguration, grenkæder og rumlig konfiguration. Sammenlignet med de oprindelige polysaccharider har strukturelt modificerede polysaccharider betydeligt forbedret vandopløselighed, hvilket er gavnligt for at øge polysaccharidaktiviteten, og nogle kan endda generere nye biologiske aktiviteter. Fosforylering, sulfatering, carboxymethylering og acetylering er almindeligt anvendte metoder til kemisk modificering af polysaccharider. Blandt dem har sulfaterede polysaccharider tiltrukket sig stigende opmærksomhed fra forskere på grund af deres fremragende biologiske aktiviteter, såsom antikoagulant, antiinflammatorisk, antioxidant, antitumor og immunforstærkning. Sulfatering af polysaccharider henviser til den reaktion, hvor hydroxylgrupperne på polysaccharidmolekylkæden erstattes af sulfatgrupper, og det resulterende produkt er også kendt som polysaccharidsulfat. De almindeligt anvendte metoder til polysaccharidsulfatering omfatter chlorsulfonsyre-pyridin-metoden, koncentreret svovlsyre-metoden, Nagasawa-metoden osv. Chlorsulfonsyrepyridinmetoden har fordelene ved økonomiske reaktionsreagenser, enkle reaktionsbetingelser og høj produktgenvindingsgrad og bruges derfor ofte som en metode til polysaccharidsulfatering.
Mælkebøtterod er den tørrede rod af Asteraceae-planten mælkebøtte, som har forskellige farmakologiske aktiviteter som antioxidant, lipidsænkende og leverbeskyttelse. Forskning af Ma Hongmei et al. viser, at polysaccharider er den mest udbredte aktive ingrediens i mælkebøtterødder med et indhold på op til 42,75%. Vores forskningsgruppe fandt ud af, at polysaccharider fra mælkebøtterødder har god in vitro-antioxidantaktivitet, hvilket afspejles i deres evne til at fjerne DPPH-radikaler, hydroxylradikaler og superoxidanionradikaler, der viser et vist forhold mellem dosis og effekt. I vores forskning fandt vi dog ud af, at vandopløseligheden af mælkebøtterods polysaccharider ikke er særlig god, hvilket begrænser deres evne til at udøve bedre farmakologiske virkninger. Litteraturen rapporterer, at sulfatering af polysaccharider kan forbedre deres vandopløselighed og øge deres biologiske aktivitet. Derfor overvejer forfatteren sulfateringsmodifikation af mælkebøtterods polysaccharider. H2O2 er et almindeligt reaktivt iltmolekyle, der kan fremkalde celleapoptose eller -nekrose ved at ødelægge proteiner og lipider, især DNA i genomet og mitokondrierne. På grund af dets evne til effektivt at øge intracellulære oxidative stressniveauer og simulere skader forårsaget af iltfrie radikaler in vivo, bruges H2O2 ofte som et modelstof til at etablere in vitro cellulære oxidative stressskader. Derfor har denne undersøgelse til hensigt at bruge H2O2 til at etablere en model for cellulær oxidativ stressskade og undersøge den beskyttende virkning af sulfaterede mælkebøtterodspolysaccharider på H2O2-induceret celleskade.
Sammenfattende brugte denne undersøgelse chlorsulfonsyre-pyridin-metoden til at modificere mælkebøtterods polysaccharider med svovlsyre. Substitutionsgraden blev brugt som en indikator til at optimere svovlsyreesterificeringsprocessen ved hjælp af responsoverflademetodik. De beskyttende virkninger af mælkebøtterodspolysaccharider og deres sulfater på H2O2-induceret oxidativ skade i HepaRG-celler blev foreløbigt undersøgt med det formål at give værdifulde referencer til udvikling og anvendelse af mælkebøtterodspolysaccharider.

Dette eksperiment brugte chlorsulfonsyre-pyridin-metoden til at modificere mælkebøtterod-polysaccharider gennem sulfatering og optimerede sulfateringsprocessen ved hjælp af responsoverflademetodologi. De optimale betingelser for sulfateringsreaktionen blev opnået som en reaktionstemperatur på 83 °C, et forhold mellem pyridin og chlorsulfonsyre på 8 og en reaktionstid på 3 timer. Under disse betingelser var substitutionsgraden af sulfaterede mælkebøtterodspolysaccharider 1,13. Mælkebøtterodspolysaccharider modificeret med svovlsyre har en god beskyttende effekt på H2O2-inducerede oxidative skader på celler. Denne undersøgelse indikerer, at sulfateringsmodifikation hjælper med at forbedre antioxidantkapaciteten af mælkebøtterodspolysaccharider, hvilket giver nye ideer og retninger for den videre udvikling og udnyttelse af mælkebøtterodspolysaccharider.