Оптимизация условий процесса сульфатации полисахаридов корня одуванчика и их защитное действие на окислительное повреждение клеток HepaRG
Активность полисахаридов обычно связана с составом сахарных единиц, молекулярной массой, типом гликозидных связей, конфигурацией основной цепи, цепей разветвления и пространственной конфигурацией. По сравнению с исходными полисахаридами структурно модифицированные полисахариды обладают значительно улучшенной растворимостью в воде, что благоприятно сказывается на повышении активности полисахаридов, а некоторые из них могут даже генерировать новые биологические активности. Фосфорилирование, сульфатирование, карбоксиметилирование и ацетилирование - широко используемые методы химической модификации полисахаридов. Среди них сульфатированные полисахариды привлекают все большее внимание исследователей благодаря своей превосходной биологической активности, такой как антикоагулянтная, противовоспалительная, антиоксидантная, противоопухолевая и иммуноукрепляющая. Сульфатирование полисахаридов означает реакцию, в которой гидроксильные группы на молекулярной цепи полисахарида заменяются сульфатными группами, а полученный продукт также известен как сульфат полисахарида. Обычно для сульфатирования полисахаридов используются такие методы, как метод хлорсульфоновой кислоты с пиридином, метод концентрированной серной кислоты, метод Нагасавы и т.д. Хлорсульфокислотный пиридиновый метод обладает такими преимуществами, как экономичность реакционных реагентов, простые условия реакции и высокая степень извлечения продукта, поэтому он широко используется в качестве метода сульфатирования полисахаридов.
Корень одуванчика - это высушенный корень растения семейства одуванчиковых (Asteraceae), который обладает различными фармакологическими свойствами, такими как антиоксидантное, липидоснижающее и защищающее печень. Исследования Ма Хунмэй и др. показали, что полисахариды являются наиболее распространенным активным ингредиентом в корнях одуванчика, их содержание достигает 42,75%. Наша исследовательская группа обнаружила, что полисахариды корней одуванчика обладают хорошей антиоксидантной активностью in vitro, которая выражается в их способности поглощать радикалы DPPH, гидроксильные радикалы и супероксидные анион-радикалы, демонстрируя определенную зависимость доза-эффект. Однако в ходе нашего исследования мы обнаружили, что растворимость полисахаридов корня одуванчика в воде не очень хорошая, что ограничивает их способность оказывать более эффективное фармакологическое действие. В литературе имеются сведения о том, что сульфатирование полисахаридов позволяет улучшить их растворимость в воде и повысить биологическую активность. Поэтому автор рассматривает сульфатную модификацию полисахаридов корня одуванчика. H2O2 - распространенная молекула реактивных видов кислорода, способная вызывать апоптоз или некроз клеток путем разрушения белков и липидов, особенно ДНК в геноме и митохондриях. Благодаря своей способности эффективно повышать уровень внутриклеточного окислительного стресса и имитировать повреждения, вызванные свободными радикалами кислорода in vivo, H2O2 часто используется в качестве модельного вещества для определения повреждений, вызванных окислительным стрессом клеток in vitro. Поэтому в данном исследовании предполагается использовать H2O2 для создания модели повреждения клеток при окислительном стрессе и изучить защитное действие сульфатированных полисахаридов корня одуванчика на H2O2-индуцированное повреждение клеток.
Таким образом, в данном исследовании для модификации полисахаридов корня одуванчика серной кислотой использовался метод хлорсульфоновой кислоты с пиридином. Степень замещения использовалась в качестве индикатора для оптимизации процесса этерификации серной кислотой с использованием методологии поверхности отклика. Предварительно было изучено защитное действие полисахаридов корня одуванчика и их сульфатов на H2O2-индуцированное окислительное повреждение в клетках HepaRG с целью предоставления ценных рекомендаций для разработки и использования полисахаридов корня одуванчика.

В данном эксперименте использовался метод хлорсульфоновой кислоты с пиридином для модификации полисахаридов корня одуванчика путем сульфатирования и оптимизация процесса сульфатирования с использованием методологии поверхности отклика. Оптимальные условия для реакции сульфатирования были получены при температуре реакции 83 ℃, соотношении пиридина и хлорсульфоновой кислоты 8 и времени реакции 3 часа. В этих условиях степень замещения сульфатированных полисахаридов корня одуванчика составила 1,13. Полисахариды корня одуванчика, модифицированные серной кислотой, оказывают хорошее защитное действие на клетки с индуцированным H2O2 окислительным повреждением. Данное исследование показывает, что сульфатная модификация способствует повышению антиоксидантной способности полисахаридов корня одуванчика, что дает новые идеи и направления для дальнейшего развития и использования полисахаридов корня одуванчика.