Característica estrutural do polissacarídeo isolado de Nostoc commune e seu potencial como sequestrador de radicais e atividades antidiabéticas

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 22155 (2022) Citar este artigo

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Neste artigo, o polissacarídeo bruto Nostoc commune foi extraído por aquecimento e métodos assistidos por ultrassom separadamente, polissacarídeos homogêneos HNCP3 e UNCP4 foram obtidos após purificação por cromatografia em coluna de celulose DEAE-52 e cromatografia em coluna de gel Sephacryl G-100. As estruturas de HNCP3 e UNCP4 foram caracterizadas por determinação do peso molecular, espectroscopia de infravermelho, detecção de DSC, oxidação do periodato de sódio, reação de degradação de Smith e análise de metilação. A conformação da solução foi estudada por SEM e AFM. Os resultados mostraram que a extração assistida por ultrassom teve efeitos sobre o peso molecular, composição de monossacarídeos, proporção molar e configuração de Nostoc commune. A cadeia principal de HNCP3 e UNCP4 era → 6)-D-Glcp(1→ e → 2, 6)-D-Glcp, mas UNCP4 continha ramificações 1, 2, 6-galactose e 2, 3-Me2-D-Ara , enquanto HNCP3 não. Os resultados da composição de monossacarídeos indicaram que a manose esteve presente tanto no HNCP3 quanto no UNCP4. SEM e AFM mostraram que a estrutura de UNCP4 era helicoidal, e as conformações de solução de HNCP3 e UNCP4 eram diferentes em diferentes ambientes de solução. Estudos sobre radicais DPPH, ânions superóxido e habilidades de eliminação de radicais hidroxila mostraram que UNCP4 tinha maior atividade antioxidante, enquanto estudos sobre atividades antidiabéticas mostraram que o efeito hipoglicemiante de UNCP4 era mais forte que o de HNCP3. Portanto, a extração assistida por ultrassom (UAE) aumenta a bioatividade do polissacarídeo Nostoc commune (NCP), bem como a taxa de extração.

Nostoc commune é uma espécie de alga azul-esverdeada heterocística inferior capaz de formar uma extensa camada gelatinosa composta por polissacarídeos, que cresce vigorosamente em regiões montanhosas áridas, secas e frias1,2. Nostoc commune é rico em proteínas, polissacarídeos, aminoácidos, lipídios e uma variedade de vitaminas e elementos metálicos, com rico valor nutricional. Muitos relatórios provaram que diferentes espécies de Nostoc contêm uma variedade de compostos medicinais exclusivos (aminoácidos, ácidos graxos, polissacarídeos, substâncias antimicrobianas) que exibem boas bioatividades, como fixação de nitrogênio3, redução do risco de ataque cardíaco4, antioxidação5, anti- microbico6, suprimindo o crescimento da célula Jurkat linfóide T humana7, antitumoral8, etc. funções fisiológicas como anti-infecção10, diminuição dos níveis de lipídios no sangue11, ativação da autofagia pela regulação negativa da via PI3K/AKT/mTOR12, antimicrobiana e anti-inflamatória13, etc. Assim, N. commune, comumente referido como ''ishikurage'', tem previamente utilizada como ingrediente alimentar ou na medicina popular para prevenção e cura de doenças no Sudeste Asiático14.

Foi apontado que os polissacarídeos de N. commune desempenham um papel importante na resistência à dessecação extrema, restaurando prontamente a atividade metabólica e apresentando novas bioatividades após a reidratação, e essas funções exibem uma relação estrutura-atividade15,16,17,18,19,20. É bem conhecido que o método de extração tem um efeito significativo no rendimento, nas características estruturais e nas atividades biológicas dos polissacarídeos21,22. A extração de refluxo de aquecimento convencional (HRE) é o método mais comumente usado para extrair polissacarídeos. Geralmente, o rendimento desse processo é altamente dependente do tempo de extração e da temperatura15,23. No entanto, a maior temperatura de extração e o maior tempo de extração podem resultar na degradação dos polissacarídeos e redução das atividades farmacológicas24. Portanto, várias novas técnicas têm sido empregadas para extrair polissacarídeos para aumentar a taxa de extração25, como extração assistida por ultrassom (UAE)26,27,28 e extração assistida por micro-ondas (MAE). No entanto, poucas pesquisas foram realizadas na comparação de propriedades físicas, características estruturais e bioatividades entre os polissacarídeos obtidos por HRE e UAE. A tecnologia de extração assistida por ultrassom foi usada para obter os polissacarídeos brutos da comunidade de Nostoc em um estudo anterior20. Neste estudo, a tecnologia convencional de extração por refluxo aquecido, extração assistida por ultrassom e precipitação com álcool foi usada para preparar os polissacarídeos brutos (NCP) de N. commune coletados de uma área fria e úmida a uma altitude de cerca de 2.000 m (Weiyuan County, Província de Gansu, China), e então as propriedades físico-químicas, características estruturais e bioatividades dos segmentos purificados pela cromatografia foram estudadas para avaliar as relações estrutura-atividade.