Progrès de la recherche sur l'extraction, la modification chimique, l'activité hypoglycémique et le mécanisme du fucoidan
Les fucoïdanes (FU) proviennent principalement d'algues brunes marines telles que le fucoïdane, d'algues marines, d'algues prêles et d'invertébrés marins tels que le concombre de mer et l'oursin. Il s'agit de polysaccharides sulfatés complexes, également connus sous le nom de sulfates de fucoïdane. La composition monosaccharidique du FU est principalement constituée de fucose, avec de petites quantités de galactose, de xylose, de rhamnose, de mannose, d'arabinose, d'acide glucuronique et d'un grand nombre de groupes sulfates. Il s'agit d'un hétéropolysaccharide homotype polyanionique. Il existe deux types de squelette de FUs : la chaîne de type I et la chaîne de type II (voir figure 1). La chaîne de type I contient des α - L-pyranose fucose répétés (1 → 3), tandis que la chaîne de type II contient des α - L-pyranose fucose liés en alternance (1 → 3) et (1 → 4), avec des monosaccharides reliés par des liaisons glycosidiques α -1,2, α -1,3, ou α -1,4.
Le FU présente un large éventail de bienfaits pour la santé et d'effets thérapeutiques, notamment anti-tumoraux, antioxydants, anti-fatigue, régulation immunitaire, antibactériens, anti-lésion hépatique, hypolipidémiants, antithrombotiques, anti-inflammatoires, antiangiogéniques, anticoagulants, hypoglycémiques, antiallergiques, antiradiations et favorisant la cicatrisation des plaies ; en outre, le FU a également un rôle potentiel d'anti-coronavirus nouveau, qui a attiré de plus en plus d'attention. La composition chimique et la structure du FU varient considérablement en fonction de la situation géographique, de l'espèce, de la saison et des techniques d'extraction. Son poids moléculaire et sa teneur en sulfate ont un impact significatif sur son activité fonctionnelle, et la modification chimique peut encore améliorer son activité fonctionnelle. Par conséquent, cet article se concentre sur le résumé des méthodes d'extraction, la modification chimique, l'activité hypoglycémique et le mécanisme du FU, l'exploration des directions de recherche futures dans l'extraction et la modification chimique du FU, et l'approfondissement de la relation structure-activité entre la structure du FU et l'activité hypoglycémique et d'autres activités biologiques, ce qui est également un objectif de recherche futur. Cet article peut fournir de nouvelles idées pour la préparation du FU, ce qui est utile pour l'utilisation efficace du FU naturel et modifié, et fournir une référence pour le développement d'aliments fonctionnels et de produits de santé hypoglycémiants à base de FU.

La méthode traditionnelle d'extraction du FU a un rendement généralement faible, et le rendement est également affecté par différentes méthodes et conditions d'extraction. Il est donc nécessaire de poursuivre les recherches sur les méthodes d'extraction offrant des rendements plus élevés. D'après les rapports de la littérature actuelle, la méthode d'extraction à l'eau sous-critique a le rendement le plus élevé, avec un rendement en FU de 13,56%. La méthode d'extraction a un impact significatif sur la structure de la FU, c'est pourquoi, dans le processus d'extraction actuel, différentes méthodes d'extraction peuvent être adoptées en fonction des besoins. Par exemple, pour préserver la structure complète de la FU, une méthode d'extraction douce est nécessaire pour éviter que la chaîne moléculaire de la FU ne soit clivée.

La carboxyméthylation peut augmenter la solubilité et l'électronégativité des polysaccharides, améliorer leur activité biologique et même générer de nouvelles activités biologiques. Ces dernières années, la carboxyméthylation des polysaccharides a fait l'objet d'un nombre croissant de recherches. Les polysaccharides carboxyméthylés ont des activités biologiques remarquables dans les domaines de la lutte contre les tumeurs, des antioxydants et de la régulation immunitaire. De nombreuses études ont été réalisées sur la méthylation/carboxyméthylation, la copolymérisation par greffage et l'estérification des alginates. Cependant, aucun rapport n'a été publié sur la méthylation/carboxyméthylation et la copolymérisation par greffage du FU, et sa réaction d'estérification n'a pas fait l'objet d'études approfondies. Par conséquent, les méthodes telles que la modification par carboxyméthylation et l'estérification constituent de nouvelles pistes de recherche pour la modification du FU à l'avenir.

Les polysaccharides sulfatés peuvent interagir avec les protéines à des pH supérieurs à leur point isoélectrique et présentent une bonne affinité pour les protéines. Le FU, chargé négativement, se lie à la protéine partiellement chargée positivement (antithrombine) par des interactions électrostatiques. Les interactions électrostatiques entre le FU et certains acides aminés chargés positivement sur l'alpha-amylase peuvent modifier sa conformation. Par conséquent, les interactions électrostatiques entre les groupes sulfates chargés négativement du FU et l'alpha amylase peuvent participer à la régulation de l'activité de l'alpha amylase, modifiant ainsi sa capacité catalytique. Les groupes sulfates du fucoidan sont inévitablement liés à l'inhibition de l'activité de l'alpha-amylase. Cependant, le site exact de cette interaction électrostatique et le mécanisme par lequel le groupe sulfate du FU inhibe l'activité de l'alpha-amylase ne sont pas encore clairs. Les méthodes physiques et chimiques existantes ne peuvent pas décrire complètement une certaine structure de polysaccharide et la relation entre la structure du polysaccharide et l'activité hypoglycémique. La fonction du FU est étroitement liée à sa structure, et la recherche sur la structure moléculaire du FU est actuellement insuffisante. La position de la plupart des monosaccharides dans la chaîne principale des polysaccharides de FU n'est pas encore claire. Actuellement, la plupart des recherches sur le FU se concentrent sur l'analyse du contenu des groupes fonctionnels liés à sa structure, et il y a relativement peu de recherches sur la structure de haut niveau et la conformation spatiale du FU. À l'avenir, ces domaines devront faire l'objet d'une attention et d'une exploration accrues, de sorte que les recherches futures se concentreront sur le classement et l'isolement des composants bioactifs de la FU afin de déterminer leur structure et leur relation avec l'hypoglycémie et d'autres activités biologiques diverses.