Оптимизация, очистка и анализ антиоксидантной активности внутриклеточных кислых сахаров в пустынной микроводоросли GTD4C-2
Пустынные микроводоросли, особый вид водорослей, произрастающих в пустынной среде, богаты белком, маслом и полисахаридами. Между тем, благодаря высокой способности накапливать масло, пустынные микроводоросли считаются перспективным новым биотопливным ресурсом. Полисахариды, с другой стороны, привлекли широкое внимание в пищевой, кормовой и фармацевтической промышленности благодаря своим различным функциям, таким как антикоагуляция, антиоксидант и антибактериальное действие. Необходимо выделить и очистить полисахариды из пустынных микроводорослей для более эффективного применения. Состав и структура полисахаридов имеют решающее значение для изучения их функций. Размер молекулярной массы, состав моносахаридов и функциональные группы углеродной цепи связаны с их биологической активностью.
Полисахариды делятся на кислые, нейтральные и щелочные в зависимости от того, содержат ли они определенные функциональные группы. Кислотные полисахариды обладают хорошим противоопухолевым действием и положительно влияют на иммунную систему, что было широко изучено. Содержание сульфатных групп в основе сахарной цепи связано со средой их роста. Исследования показали, что сульфатированные полисахариды встречаются в основном в морских водорослях, а также в коже некоторых млекопитающих (беспозвоночных), рыб и некоторых растений в соленой щелочной среде. Большинство наземных растений не имеют их, поскольку сульфатные группы могут использоваться для противостояния экстремальным средам, таким как высокая соль и высокая щелочь, а содержание сульфатных групп тесно связано с биологической активностью.
В этом эксперименте использовался центральный композитный дизайн (CCD) для оптимизации процесса экстракции внутриклеточных полисахаридов (IPSs) из пустынных микроводорослей, что позволяет лучше и точнее оценить экспериментальные данные и заложить хорошую основу для дальнейшего выявления структуры и функции IPSs. Исследования полисахаридов всегда были актуальной темой, особенно в области морских водорослей, которые пользуются большим спросом у населения с точки зрения функциональности и безопасности. Однако исследований полисахаридов в пустынных микроводорослях относительно мало.

Пустынная хлорелла обладает сильной устойчивостью к соляной щелочи и засухе, но исследований по извлечению ее полисахаридов и выявлению антиоксидантной активности относительно мало. В данной статье оптимизирован процесс экстракции IPSs из пустынных микроводорослей, проведено разделение, очистка и определение активности. Для оптимизации процесса экстракции IPSs использовался метод CCD, и наибольшее количество IPSs было достигнуто при температуре 80 °С, времени 1 час и соотношении твердого вещества и жидкости (г/мл) 1:25. Два кислых полисахарида, ИПС-2 и ИПС-3, были успешно разделены с помощью ионной хроматографии с содержанием сульфатов (5,69 ± 0,11)% и (8,46 ± 0,03)%, соответственно. В то же время образцы ИПС, ИПС-2 и ИПС-3 состоят в основном из глюкозы и галактозы. ИПС пустынных микроводорослей показали ингибирующий эффект на свободные радикалы DP-PH с IC50 0,011 мг/мл, что близко к IC50 VC на свободные радикалы DPPH 0,007 мг/мл; в отношении гидроксильных радикалов ИПС пустынных микроводорослей показали ингибирующий эффект с IC50 0,737 мг/мл, что также близко к IC50 0,626 мг/мл VC на гидроксильные радикалы. Такая чрезвычайно сильная антиоксидантная активность может быть связана с содержанием моносахаридов (глюкозы). Результаты исследования, представленные в данной статье, дают литературную основу для изучения структуры и активности полисахаридов из пустынных микроводорослей, а также закладывают академический фундамент для разработки потенциальных продуктов в различных областях, таких как продукты питания, медицина, косметика и т.д. Результаты исследования были опубликованы в 7-м выпуске журнала Natural Product Research and Development за 2024 год.