Rong biển là một phần quan trọng trong chế độ ăn uống nhiều nơi ở châu Á và rong biển cũng đã được sử dụng ở y học cổ truyền từ thời tiền sử. Rong biển chứa các thành phần polysacarit hydrocolid độc đáo như alginate và carageenan được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm khác nhau. Fucoidans là các polysacarit sunfat được tìm thấy trong tảo nâu và về cơ bản bao gồm l -fucose. Chúng thể hiện các hoạt động sinh học đa dạng và mạnh mẽ như chống đông máu, chống viêm, chống ung thư và các hoạt động chống vi-rút. Fucoidan được biết đến là phần chất nhờn trên loài rong nâu, tảo nâu, thuộc nhóm phân tử đa đường với nhiều hợp chất sinh học và acid liên kết với nhau theo một cấu trúc phức tạp và đa dạng. Vậy cấu trúc hóa học của Fucoidan là gì? Hôm nay hãy cùng AVI đi tìm hiểu về cấu trúc của loại Fucoidan này nhé.
Nguồn gốc thuật ngữ Fucoidan
Thuật ngữ Fucoidan đã được thay đổi rất nhiều theo thời gian. Ban đầu chúng được biết đến như là các polysacarit sunfat có chứa fucose (FCSP), các polysacarit có cấu trúc xương sống fucose (fucans), hay FCSP của các chế phẩm không đồng nhất (fucogalactans). Để hệ thống hóa nhóm với nhiều tên rất đa dạng này, Deniaud-Bouët et al. (2017) đã tổ chức một cuộc thảo luận rộng rãi về các đặc điểm cấu trúc của FCSP và đưa ra các khuyến nghị về danh pháp IUPAC tương ứng. Do có tỷ lệ lưu hành cao, các tác giả sau đó đã tiếp tục đề cập đến nhóm polysacarit này với một thuật ngữ chung là Fucoidan.
Các loại Fucoidans khác nhau
Fucoidans trong thực tế chỉ định một nhóm giàu Fucose, sunfat polysacarit. Polysacarit Fucoidan chủ yếu được tìm thấy trong rong biển màu nâu, nhưng các Fucoidans lại khác nhau về cấu trúc giữa các loài rong biển màu nâu. Về mặt hóa học, Fucoidans bao gồm một số thực thể cấu trúc khác nhau chỉ định một họ sunfat có chứa fucose polysacarit (FCSP). Trong khi các FCSP bao gồm nhiều loại cấu trúc polysacarit giàu fucose khác nhau, bao gồm Fucogalacturonans sunfat được tìm thấy trong loài Sargassum sp.
Công thức phân tử Fucoidan
Với nhiều loại Fucoidan như vậy, trong bài viết này AVI sẽ sử dụng thuật ngữ Fucoidan cho các thành phần polysacarit cấu trúc từ rong biển màu nâu (đến từ vùng biển Okinawa Nhật Bản). Qua các nghiên cứu, Fucoidan cho thấy những hoạt tính sinh học thú vị như miễn dịch điều trị, chống khối u, chống viêm và tác dụng chống đông máu. Các hoạt tính sinh học của Fucoidans có liên quan đến chúng cấu trúc, thành phần monosacarit, và các gốc sunfat, vị trí của các nhóm ester sulfate và trọng lượng phân tử.
Cấu trúc hóa học của Fucoidan
Đã có nhiều công trình nghiên cứu về Fucoidan, về thành phần cấu trúc và hoạt tính sinh học cũng như các chức năng mà hợp chất Fucoidan có trên các loại rong nâu để đi đến kết luận rằng Fucoidan có khả năng kháng tụ đông máu, kháng huyết khối, chống virus, kháng u, chống ung thư, chống viêm, tăng khả năng miễn dịch, bảo vệ dạ dày, tim mạch, gan, phổi ….
Là một anion polysacarit sulfate hóa nằm trong thành tế bào của rong nâu, Fucoidan có cấu trúc hóa học rất phức tạp và không đồng nhất do sự thay đổi liên tục về mô hình liên kết, vị trí nhóm sulfate, sự phân nhánh cũng như các gốc đường trong polysacarit.
Cấu trúc hóa học của Fucoidan AVI
Cấu trúc hóa học của Fucoidan được xác định gồm:
- 2 thành phần chính là fucose (35,8 – 55,8%) và glucose (khoảng 20,6%)
- Hàm lượng nhỏ các chất gồm mannose (2,5-19,2%), xylose (1,3 – 11,5%).
- Các thành phần gốc sulfate (20,40- 33,15%), axit uronic .
Tùy thuộc vào loài tảo, cấu trúc của Fucoidan khác nhau về thành phần đường, liên kết glycosid, phân nhánh và mức độ sunfat hóa và acetyl hóa.
Trước đây người ta đã chứng minh rằng mức độ sunfat có liên quan đến tác dụng chống đông máu và sự hình thành mạch phụ thuộc rất nhiều vào trọng lượng phân tử của các polyme. Fucoidans sunfat hóa cao cũng được chứng minh là có tác dụng ức chế sự di chuyển tế bào nội mô và hình thành ống dẫn tinh và kích thích chọn lọc sự tiết ra các kháng nguyên khác nhau và ngăn chặn sự lây nhiễm của các dòng tế bào người với HIV, herpes và virus cytomegalo. Việc làm sáng tỏ cấu trúc chi tiết của Fucoidans vẫn mang tính thách thức cao do tính không đồng nhất và thiếu yếu tố lặp lại. Điều này càng cản trở việc thiết lập mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học của nó.
Cấu trúc hóa học của Fucoidan rất phức tạp và không đồng nhất, chúng quyết định đến hoạt tính sinh học và cơ chế tác động của Fucoidan.