研究人员探索酸水解对海参和海胆中硫酸化岩藻聚糖的影响

世界各地的文化都使用植物和动物提取物作为食物和传统药物。例如，亚洲人，尤其是韩国、中国和日本的人，已经使用海参提取物来治疗关节炎、尿频、阳痿，甚至癌症。虽然很容易对这些传统药物不屑一顾，但海参，事实上，其他几种海洋无脊椎动物可能掌握着新药的关键。

一类称为“硫酸岩藻聚糖”(SFs)的化合物，主要是在海参和海胆中发现的富含岩藻糖的硫酸化多糖，以其抗凝血、抗病毒和抗癌特性而闻名。最近，对它们对SARS-CoV-2病毒的效力进行了研究。

要研究这些SF，需要通过将它们分解成低聚糖来降低它们的分子量。这通常使用称为“弱酸水解”的过程来完成。因此，重要的是要了解由SF上的这种温和酸水解引起的结构修饰。

这就是由韩国釜山国立大学的SeonBeomKim教授和美国密西西比大学的助理教授VitorH.Pomin领导的研究团队的用武之地。在最近发表在CarbohydratePolymers上的一项研究中，他们研究了弱酸对从两种海参Isostichopusbadionotus和Holothuriafloridana以及一种海胆Lytechinusvariegatus中提取的SF进行水解，以了解该过程在低聚糖生产过程中的影响。

该研究涉及MarwaFarrag博士、SushilK.Mishra博士、SandeepK.Mishra博士、JoshuaS.Sharp博士和RobertJ.Doerksen博士的贡献，他们都与Pomin博士的团队合作。

谈到他们研究背后的动机，Kim教授解释说：“成为抗病毒剂而不显示其他生物活性的关键之一是控制多糖的分子量。但是，可以解聚海洋多糖的特定酶并不为人所知.因此，弱酸水解路线往往是要走的路。因此，迫切需要在化学水解过程中对SFs进行理化研究。”

在提取SF之后，该团队对这些SF中的每一个的结构进行了表征，表明它们采用含有硫酸盐(SO42-)离子的四种糖的重复块的长链形式。因此，它们被归类为3-连接的四糖重复SF。接下来，将这些SF置于温和的硫酸中，并对产生的低聚糖进行研究，以了解水解引起的变化。

研究人员发现，所有三种SF均显示出选择性2-脱硫，其中重复四糖中的第二个糖失去了与其相连的硫酸根离子。这导致长链断裂并产生8糖长的寡糖。

“酸水解现象一直被强调用于硫酸化岩藻聚糖的解聚。我们的研究表明，选择性2-脱硫是通过SF的温和酸水解生产寡糖的常见和预期现象，”Kim教授说。“这些结果将有助于进一步研究SF的药用特性，并可能产生治疗多种疾病的新药。