Optimierung der Sulfatierungsbedingungen für Polysaccharide aus Löwenzahnwurzeln und ihre schützende Wirkung auf die oxidative Schädigung von HepaRG-Zellen
Die Aktivität von Polysacchariden hängt in der Regel mit der Zusammensetzung der Zuckereinheiten, dem Molekulargewicht, der Art der glykosidischen Bindungen, der Konfiguration der Hauptkette, der Verzweigungsketten und der räumlichen Konfiguration zusammen. Im Vergleich zu den ursprünglichen Polysacchariden weisen strukturell modifizierte Polysaccharide eine deutlich verbesserte Wasserlöslichkeit auf, was sich positiv auf die Aktivität der Polysaccharide auswirkt, und einige können sogar neue biologische Aktivitäten erzeugen. Phosphorylierung, Sulfatierung, Carboxymethylierung und Acetylierung sind gängige Methoden zur chemischen Modifizierung von Polysacchariden. Unter ihnen haben sulfatierte Polysaccharide aufgrund ihrer hervorragenden biologischen Aktivitäten, wie z. B. gerinnungshemmende, entzündungshemmende, antioxidative, tumorhemmende und immunstärkende Eigenschaften, zunehmend die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogen. Die Sulfatierung von Polysacchariden bezieht sich auf die Reaktion, bei der die Hydroxylgruppen an der Molekülkette des Polysaccharids durch Sulfatgruppen ersetzt werden, und das resultierende Produkt wird auch als Polysaccharidsulfat bezeichnet. Zu den gängigen Methoden der Polysaccharidsulfatierung gehören die Chlorsulfonsäure-Pyridin-Methode, die Methode mit konzentrierter Schwefelsäure, die Nagasawa-Methode usw. Die Chlorsulfonsäure-Pyridin-Methode hat den Vorteil, dass sie kostengünstige Reaktionsreagenzien, einfache Reaktionsbedingungen und eine hohe Produktausbeute bietet, und wird daher häufig als Methode zur Polysaccharidsulfatierung eingesetzt.
Bei der Löwenzahnwurzel handelt es sich um die getrocknete Wurzel der Asteraceae-Pflanze Löwenzahn, die verschiedene pharmakologische Wirkungen wie antioxidative, lipidsenkende und leberschützende Eigenschaften hat. Untersuchungen von Ma Hongmei et al. zeigen, dass Polysaccharide mit einem Gehalt von bis zu 42,75% der am häufigsten vorkommende Wirkstoff in Löwenzahnwurzeln sind. Unsere Forschungsgruppe hat herausgefunden, dass die Polysaccharide der Löwenzahnwurzel eine gute antioxidative Aktivität in vitro haben, die sich in ihrer Fähigkeit widerspiegelt, DPPH-Radikale, Hydroxylradikale und Superoxidanion-Radikale zu fangen, wobei eine gewisse Dosis-Wirkungs-Beziehung besteht. Allerdings haben wir bei unseren Untersuchungen festgestellt, dass die Wasserlöslichkeit der Polysaccharide der Löwenzahnwurzel nicht sehr gut ist, was ihre Fähigkeit, bessere pharmakologische Wirkungen zu entfalten, einschränkt. In der Literatur wird berichtet, dass die Sulfatierung von Polysacchariden deren Wasserlöslichkeit verbessern und ihre biologische Aktivität steigern kann. Daher befasst sich der Autor mit der Sulfatierung von Polysacchariden aus Löwenzahnwurzeln. H2O2 ist ein häufig vorkommendes reaktives Sauerstoffmolekül, das durch die Zerstörung von Proteinen und Lipiden, insbesondere der DNA im Genom und in den Mitochondrien, die Apoptose oder Nekrose von Zellen auslösen kann. Da H2O2 in der Lage ist, den intrazellulären oxidativen Stress effektiv zu erhöhen und die durch freie Sauerstoffradikale verursachten Schäden in vivo zu simulieren, wird es häufig als Modellsubstanz für den Nachweis zellulärer Schäden durch oxidativen Stress in vitro verwendet. Daher soll in dieser Studie H2O2 als Modell für zelluläre oxidative Stressschäden verwendet und die schützende Wirkung von sulfatierten Polysacchariden aus Löwenzahnwurzeln auf H2O2-induzierte Zellschäden untersucht werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in dieser Studie die Chlorsulfonsäure-Pyridin-Methode verwendet wurde, um Polysaccharide aus Löwenzahnwurzeln mit Schwefelsäure zu modifizieren. Der Substitutionsgrad wurde als Indikator für die Optimierung des Schwefelsäureveresterungsprozesses mit Hilfe der Response Surface Methodology verwendet. Die schützende Wirkung von Polysacchariden aus Löwenzahnwurzeln und ihren Sulfaten auf H2O2-induzierte oxidative Schäden in HepaRG-Zellen wurde vorläufig untersucht, um wertvolle Hinweise für die Entwicklung und Nutzung von Polysacchariden aus Löwenzahnwurzeln zu erhalten.

In diesem Experiment wurde die Chlorsulfonsäure-Pyridin-Methode verwendet, um Polysaccharide aus Löwenzahnwurzeln durch Sulfatierung zu modifizieren, und der Sulfatierungsprozess wurde mithilfe der Response Surface Methodology optimiert. Die optimalen Bedingungen für die Sulfatierungsreaktion wurden mit einer Reaktionstemperatur von 83 ℃, einem Verhältnis von Pyridin zu Chlorsulfonsäure von 8 und einer Reaktionszeit von 3 Stunden ermittelt. Unter diesen Bedingungen betrug der Substitutionsgrad der sulfatierten Löwenzahnwurzel-Polysaccharide 1,13. Mit Schwefelsäure modifizierte Polysaccharide aus Löwenzahnwurzeln haben eine gute Schutzwirkung auf durch H2O2 induzierte oxidative Zellschäden. Diese Studie zeigt, dass die Sulfatierung die antioxidative Kapazität von Löwenzahnwurzelpolysacchariden erhöht und neue Ideen und Wege für die weitere Entwicklung und Nutzung von Löwenzahnwurzelpolysacchariden liefert.