25
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN HOÁ HỌC
Nguyễn Duy Nhất
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
POLYSACARIT TRONG MỘT SỐ LOÀI RONG NÂU Ở TỈNH KHÁNH HOÀ
Chuyên ngành: HOÁ HỮU CƠ
Mã số: 62 44 27 01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC
HÀ NỘI - 200826
I. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1.1 Tính cấp thiết của luận án:
Việt Nam có hơn 3.000 km bờ biển với sự thay đổi môi trường sinh thái
rất đa dạng, phong phú. Trong số các tài nguyên sinh vật biển của Việt Nam thì
nguồn rong biển, đặc biệt là rong nâu có ý nghĩa rất quan trọng. Theo thống kê
chưa đầy đủ thì chỉ riêng chi Sargassum của ngành rong nâu ở nước ta đã có hơn
70 loài với sản lượng ước tính trên 10.000 tấn khô/năm.
Trong số các chất polysacarit có hoạt tính sinh học quí từ rong nâu thì
fucoidan rất đáng được quan tâm nghiên cứu. Fucoidan là một polysacarit sulfat
có cấu tạo gồm mạch chính chứa α-L-fucose sulfat, ngoài ra có thể có D-
galactose, D-mannose, D-xylose, L-rhamnose, D-glucose và axít D-uronic.
Những nghiên cứu gần đây cho thấy fucoidan có hoạt tính chống đông cục máu,
kháng khuẩn, kháng virus (kể cả HIV), chống nghẽn tĩnh mạch, chống ung thư,
chống viêm khớp, giảm mỡ máu, ức chế miễm dịch…
Fucoidan chiếm khoảng 4-8% trọng lượng rong nâu khô. Theo đó nước ta
có thể khai thác 400 đến 800 tấn fucoidan thô mỗi năm. Ngoài ra, trong rong nâu
còn có những chất polysacarit khác như alginat, laminaran. Đây cũng là những
sản phẩm quý dùng trong ngành chế biến thực phẩm và sản xuất mỹ phẩm. Đẩy
mạnh nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của các loài rong biển
Việt Nam, trong đó có rong nâu, tìm ra các công nghệ sử dụng, khai thác có hiệu
quả chúng là hoàn toàn phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế của Đảng và
Chính phủ. Đây là vấn đề có ý nghĩa khoa học, thực tiễn và kinh tế xã hội rất cao,
phù hợp với xu hướng phát triển của quốc tế.
Từ những lý do nêu trên, để hoàn chỉnh thêm những nghiên cứu về
fucoidan, nhằm khai thác nguồn tài nguyên biển dồi dào và để tạo ra những chế
phẩm phục vụ chăm sóc sức khoẻ cộng đồng chúng tôi đặt vấn đề thực hiện đề
tài:
“ Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của polysacarit
trong một số loài rong nâu ở tỉnh Khánh Hoà”
độc tế bào ung thư và đã xác định được thành phần hoá học bao gồm các
polysacarit (alginat, fucoidan, laminaran) của chúng.
¾ Đã hoàn thành qui trình chiết fucoidan thô và tách một số phân đoạn fucoidan
tinh hơn từ 5 loài rong nâu phổ biến ở tỉnh Khánh Hoà.
¾ Đã nghiên cứu hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định và gây độc tế bào với tế
bào ung thư màng tim, ung thư phổi và tế bào ung thư gan của một số loài
rong biển phổ biến của Khánh Hoà và một số phân đoạn fucoidan từ chúng.
¾ Đã sử dụng chương trình pascal và thiết bị LC-ESI-MS nhiều lần để nghiên
cứu xác định được cấu trúc của phân đoạn fucoidan từ sargassum swartzii và
sargassum polycystum.
¾ Xác định được khi fucoidan có hoạt tính gây độc tế bào thì nhóm sulfat ở vị
trí axial (C-4) là chủ yếu và trong mạch có chứa đơn vị cấu trúc hexose-axít
glucuronic .
1.5 Bố cục của luận án:
Luận án dày 142 trang với 19 bảng số liệu, 37 hình vẽ và 138 tài liệu tham
khảo được kết cấu như sau:
Danh mục các từ viết tắt, danh mục bảng và hình vẽ: 8 trang. Đặt vấn đề:
2 trang. Tổng quan (chương I): 40 trang. Đối tượng nghiên cứu và thực nghiệm
(chương II): 23 trang. Kết quả và thảo luận (chương III): 56 trang. Danh mục các
công trình đã công bố của tác giả có liên quan đến luận án: 1 trang. Tài liệu tham
khảo: 12 trang.
Ngoài ra luận án còn có phần phụ lục gồm 80 trang. 3
II. NỘI DUNG LUẬN ÁN
FA3 FC04
Sargassum xuanmaii
FA4
Sargassum ilicifolium
FA5
Sargassum swartzii
FA6 FC02
Sargassum denticarpum FA7 FC05
Sargassum emarginatum
W2
Turbinaria ornata
G1
Kappaphycus alvarezii
G2
Gracilaria bailiniae
G3
Ulva reticulata
G4
Eucheuma spp
G5
Ulva frenestrata
G6
Gracilaria tenuistipitata
G7
Gracilaria asiatica
G8
0
C,
áp suất -1 bar trong 18 giờ ta thu được các fucoidan có trọng lượng phân tử khác
nhau, 9 fucoidan thô từ 9 mẫu rong nâu có ký hiệu là A1 đến A7, W2 và G1, 7
polysacarit sulfat từ 5 loài rong đỏ và 2 loài rong lục được ký hiệu là G2 đến G8.
Hiệu suất chiết trung bình của fucoidan khoảng 40g /kg rong khô đối với rong
khô.
Tách phân đoạn fucoidan:
5g fucoidan thô chiết từ rong nâu Sargassum swartzii được hoà tan vào 1lít nước.
Vừa khuấy vừa thêm cetavlon (cetyltrimetylammoniumbromid) 10% vào đến khi
không còn tủa tạo thành (khoảng 60-80ml). Khuấy tiếp tục qua đêm. Kết tủa được
ly tâm lấy ra. Hoà tan tủa trong 600ml NaCl 0.5M khuấy đều qua đêm, tủa được
tách riêng, Hai lần thể tích EtOH so với thể tích dịch lọc được đưa vào dịch lọc và
khuấy trộn trong 30 phút. Để yên qua đêm, kết tủa fucoidan được tạo thành.
Gạn lọc thu kết tủa và tiếp tục rửa bằng EtOH 80% (v/v) đến khi không còn ion
Cl
-
trong nước rửa, sau đó tiếp tục rửa kết tủa bằng aceton và sấy kết tủa ở 45
0
C,
áp suất -1 bar trong 30 phút ta thu được phân đoạn F05. Tương tự như vậy với
dung dịch 1, 1.5, 2, 2.5M NaCl thu được phân đoạn F10, F15, F20, F25. Fucoidan
từ Sargassum polycystum được giải phóng trên kết tủa với cetavlon bằng các dung
dịch NaCl 1M và 2M thu được hai phân đoạn PF10 và PF20. 5
Dung dịch 05 FUCOIDAN-CETAVLON (kết tủa 1)
Dung dịch 10 FUCOIDAN-CETAVLON (kết tủa 2)
Dung dịch NaCl 1M khuấy 24 giờ, ly tâm
Dung dịch 15 FUCOIDAN-CETAVLON (kết tủa 3)
Dung dịch NaCl 1.5M khuấy 24 giờ, ly tâm
Dun
g
dÞch 20
FUCOIDAN-CETAVLON (kết tủa 4)
Dung dịch NaCl 2M khuấy 24 giờ, ly tâm
Dung dịch 25 FUCOIDAN-CETAVLON (kết tủa 5)
Dung dịch NaCl 2.5M khuấy 24 giờ, ly tâm
50
≤20μg/ml đối với chế phẩm thô và ≤4 μg/ml đối
với chế phẩm tinh.
Xác định thành phần hoá học:
Xác định độ ẩm, hàm lượng protein thô, chất béo thô theo AOAC.
Chiết polysacarit từ rong nâu để xác định thành phần trong rong:
Thành phần các polysacarit của rong nâu được xác định theo các phương pháp
của A. I. Usov và Tatiana N. Zvyagintseva. Bột rong khô được khuấy với dung
dịch HCl 0.2M ở 70
0
C trong 1giờ (tỉ lệ rong:dung dịch axít=1:200 w/v), ly tâm
tách bã rong và chiết lại thêm một lần nữa điều kiện như lần trước. Ly tâm tách
dịch lọc trộn chung với lần chiết trước, thẩm tách với nước cất bằng MWCO
1kDa. Dung dịch này dùng phân tích thành phần fucoidan và laminaran (ddA).
Bã rong còn lại nấu với dung dịch Na
2
CO
3
3M cũng với tỉ lệ nước : rong như trên,
đun ở 70
0
C 1giờ dung dịch thu được dùng xác định hàm lượng alginat (ddB).
Xác định hàm lượng fucoidan bằng phương pháp so màu:
Đưa vào 1ml dung dịch sau khi thuỷ phân với H
2
SO
4
0.5M ở 95
0
C trong
với cetavlon. Dung dịch EtOH 15-20% được dùng để giải hấp laminaran, dung
dich rửa giải đươc thêm 8 lần thể tích EtOH để kết tủa laminaran. Ly tâm loại
EtOH, sau đó acetone được đưa vào rửa tiếp hai lần nữa, kết tủa được sấy khô
trong chân không, đây chính là lượng laminaran có trong dung dịch A
Xác định hàm lượng alginat:
Dung dịch B, polyuronat được tách khỏi dung dịch hỗn hợp polysacarite của rong
nâu bằng kết tủa với axít acetic, tỉ lệ dung dịch: acid =50:30. Tủa keo axít alginic
được ly tâm lấy ra, rửa bằng axít acetic40%, trung hoà bằng NaOH 1M, sau đó
kết tủa alginat bằng 2 lần thể tích ethanol so với dung dịch alginat hoà tan, rửa kết
tủa bằng ethanol 80%, tiếp theo aceton, sấy chân không ta thu được natri alginat .
Xác định hàm lượng polyphenol trong rong biển:
6-10g bột rong được chiết với 250ml EtOH 80%(v/v) trong Soxhlet 32
giờ. Hàm lượng polyphenol tổng được xác định bằng phương pháp so màu với
thuốc thử Folin-Ciocalteau. 1ml dịch chiết, 2.5ml thuốc thử Folin-Ciocalteau
được thêm vào trong ống 50ml. Sau khi khuấy và để yên 3 phút; 7.5ml dung dịch
Na
2
CO
3
20% được đưa thêm vào. Sau khi lắc mạnh và để yên hai giờ ở nhiệt độ
phòng, đo độ hấp thụ của dung dịch màu xanh trong cuvét có độ dày 0,5 cm tại
bước sóng 765nm, đối chứng với mẫu trắng trên máy quang phổ UV-VIS. Hàm
lượng các hợp chất polyphenol được tính theo tanic axít.
Phân tích thành phần đường của fucoidan:
a. Mẫu fucoidan khô (0.2 mg) cho vào ống nghiệm có nút vặn, thêm vào 0.02mg
inositol, 0.3 ml TFA 2M, thuỷ phân trong 2h ở 120
o
C. Cho bay hơi đến khô trong
dòng khí ở nhiệt độ 40
o
b. Cho vào ống nghiệm có chứa sản phẩm fucoidan đã thuỷ phân, 0.3ml NaBH
4
0.25M vừa pha xong trong NH
4
OH 1M rồi để yên 30 phút ở 20
o
C. Thêm vào hỗn
hợp phản ứng 0.5ml axít axetic 10% trong metanol cho bay hơi đến khô, lặp lại
lần nữa. Cho vào ống nghiệm 0.5 ml MeOH, bay hơi đến khô, lặp lại hai lần.
8
URONIC AXIT
+C¸C ALDOSE
ALDONIC AXIT
+C¸C ALDITOL
ALDONIC AXIT
+NHùA
ALDONIC AXIT
+HCl
ALDONOLACTON
NHùA ANIONIT
HCl
NHùA
HCl
C¸C ALDITOL
ALDITOL1
NaBH
4
NaBH
c. Sản phẩm khô trong ống nghiệm được hoà tan bằng 3ml nước cất, dung dịch
đó được đưa vào cốc có chứa sẵn khoảng 0.3g nhựa trao đổi ion dạng acetat,
khuấy đều trong một giờ, tách lấy phần dịch, lặp lại một lần nữa với khoảng 0.2g
nhựa mới. Nhựa của hai lần khuấy gom lại, rửa với nước cất khoảng 5 lần khối
lượng nhựa.
d. Lacton hoá axít aldonic.Nhựa đã hấp thụ axít aldonic được rửa giải với 2ml
HCl 1N khuấy 30 phút ở nhiệt độ phòng, nhựa đã giải hấp được lọc bỏ bằng giấy
lọc Whatman GFA. Dịch lọc được cho bay hơi đến khô ở 40
0
C trong dòng khi đã
được lọc sạch. Giai đoạn bay hơi dung dịch HCl 1N này đã chuyển hoá axít
aldonic thành aldonolacton. Phần khô trong ống nghiệm được tiếp tục sấy khô
trong chân không khoảng12 giờ có mặt KOH để loại bỏ hoàn toàn HCl.
e. Aldonolacton được hoà tan bằng vài giọt natri borat 10mM, pH=7.5 và 10mg
NaBH
4
trong 0.5ml đệm borat. Phản ứng khử mở vòng lacton diễn ra trong 1giờ ở
nhiệt độ phòng. NaBH
4
được loại bỏ bằng cách cho bay hơi với axít acetic băng
đến khô, sau đó thêm 1ml axít axetic 10% trong metanol cho bay hơi đến khô, lặp
lại lần nữa. Cho vào ống nghiệm 0.5 ml MeOH, bay hơi đến khô, lặp lại hai lần.
f. Acetyl hoá giống như trong phần phân tích thành phần đường.
Xác định thành phần acetat alditol bằng sắc ký khí trên máy GC-17A
Shimadzu FID với cột không phân cực. Chế độ nhiệt: 160
0
C, giữ 2 phút. Tăng đến
280
0
song hai mẫu: với fucoidan (0.5 mg) hoà tan trong dung dịch nước ta cần A ml
dung dịch cpc, với fucoidan (0.5 mg) hoà tan trong dung dịch H
2
SO
4
0.025M ta
cần B ml cpc. Hàm lượng sulfat được tính theo B và hàm lượng axít uronic được
tính theo hiệu A - B.
Các thiết bị phân tích hoá lý sử dụng trong các thí nghiệm
Phổ
1
H-NMR (500 MHz) và
13
C-NMR (125 MHz) đo trên máy Bruker
AVANCE 500 tại Viện Hóa học. Tetrametylsilan (TMS) (cho 1H) hoặc tín hiệu
dung môi (cho
13
C) được dùng làm nội chuẩn. Các mẫu fucoidan được đo với
D
2
O/0.1% CF
3
COOD. Phổ hồng ngoại đo trên máy IMPACT 410 của hãng
NICOLET (Mỹ). Mẫu được hoà tan lượng rất nhỏ trong methanol và phổ ESI-MS
được đo trên thiết bị LC/MSD iontrap 1100 tại Viện Hoá học.
2.3.Xác định cấu trúc fucoidan theo dữ liệu phổ khối ESI-MS nhiều lần:
Xác định cấu trúc đại diện của phân đoạn bằng dữ liệu phổ ESI-MS nhiều lần
dạng ion dương, trên cơ sở các mảnh tạo thành từ phép đo MS
3
phải có công thức
OH
O
OH
H
O
OOH
O
S
fuc(SO
3
H)-hex-uro
98
164
180 194
18
Trọng lượng phân tử bằng: 98+164+180+194-3.18
Nếu mảnh có cấu trúc như trên bị bắn phá trong q trình chạy phổ ESI-MS, mất
đi e phân tử nước, kết hợp với n proton và f ion Na
+
tạo thành mảnh có điện tích
bằng (n+f)
số
khối
01 0 0 0 1 98 0 0 1 1 121.1
……
n1 1 0 3 0 692.528 0 1 1 2 358.2
……
n2 2 1 1 1 728.626 2 1 1 2 358.2
……
Thực tế khi tính tốn các khối lượng phân tử đường đơn là:
164.156: phân tử lượng của fuc.
180.156: phân tử lượng của hex.
194.139: phân tử lượng của axít uronic.
11
98.079: phân tử lượng của H
2
SO
4
.
18.015: phân tử lượng của H
2
O.
Trong bảng chỉ ghi phần nguyên cho đơn giản.
Cho các giá trị của x, y, z, t, e, n, f thay đổi từng đơn vị sẽ thu được hết các thành
phần để mảnh có số khối 358. Tuy nhiên vấn đề rất khó khăn là số phép thử quá
lớn và đôi khi đến vài năm cũng không đủ thời gian để tìm ra nghiệm. Giải quyết
vấn đề này luận án sử dụng chương trình pascal chạy trên máy vi tính tương đối
mạnh để tìm hệ nghiệm. Với một mảnh có số khối m/z, nếu xét đến mảnh có điện
tích không quá 3 thì x không thể vượt quá q1=(3.m/z)/164, y không thể vượt quá
q2=(3.m/z)/180, z không thể vượt quá q1=(3.m/z)/194 và t không thể vượt quá 2.x
Mảnh có số khối 358 bị bắn phá →341.3 + 283.2 + 209.2 +192.2 + 143.8
Mảnh 358.2 có 3 thành phần:
12
[2fuc, sul, hex, uro –2H
2
O + H + Na]
2+
[fuc,3uro +Na + H]
2+
[2fuc, 2hex, sul + 2H]
2+
(Ký hiệu [2fuc, sul, hex, uro –2H
2
O + H + Na]
2+ gọi là ‘công thức cộng’ mô tả
một đoạn mạch gồm có 2 phân tử fuc 1 phân tử H
2
SO
4
1 phân tử hex, 1 phân tử
uro đã tạo thành liên kết với nhau, trong khi bị bắn phá trong phép đo phổ khối
đoạn mạch mất thêm 2 phân tử nước kết hợp với 1 proton và 1 ion Na
+
)
m/z=209.2 chỉ có 1 thành phần: [fuc, sul –2H
2
O + H]
SO
3
H và nhóm này đã liên kết với fuc).
Từ “cấu trúc đầy đủ" của các mảnh tách ra từ mảnh 358:
m/z=341.3: [fuc,uro+H]
+
: uro-fuc
m/z=143.8: [fuc,hex,sul+2H+Na]
3+
: hex-fuc(SO
3
H)
m/z=283 : [fuc,hex,uro,sul-H
2
O+2H]
2+
hex-fuc(SO
3
H)-uro
m/z=192.2 : [2fuc,sul,uronic –2H
2
O+2Na+H]
3+
: fuc(SO
3
H)-uro-fuc
Mảnh 358 chỉ có thể nhận cấu trúc đầy đủ: hex-fuc(SO
3
H)-uro-fuc
FA7 Sargassum denticarpum
W2
Sargassum emarginatum
G1
Turbinaria ornata
G2
Kappaphycus alvarezii
G3
Gracilaria bailiniae
G4
Ulva reticulata
G5
E
ucheuma spp
G6
Ulva frenestrata
G7
Gracilaria tenuistipitata
G8
Gracilaria asiatica
F05
F10
F15
F20
F25
Các phân đoạn tách từ fucoidan của loài rong
Sargassum swartzii
(Dựa theo nồng độ dung dịch NaCl giải hấp
fucoidan trên kết tủa với cetavlon tăng dần)
PF10
Tên loài rong
Cell surviral
IC
50
Cell
IC
50
Kết
quả
DMSO
100.0±0.0
100.0±0.0 Chứng (+)
2.05±0.02
0.003
1.1±0.0
0.004
Polysacarit sulfat
FA1 S.
p
ol
y
c
y
stum
29.7
+ +
FA4 S. xuanmaii
97.5
±
3.2
>20
94.0
±
0.1
>20
- -
FA5 S. ilici
f
olium
64.4
±
1.6
>20
94.0
±
0.1
>20
- -
FA6 S. swartzii
31.0
±
1.3
5.8
16.5
±
1.6
3.1
-4.5
±
0.8
1.6
+ +
G2
K
a
pp
a. alvarezii
112.4
±
0.9
>20
120.4
±
2.7
>20
- -
G3 Gra. bailiniae
35.1
±
2.6
15.4
8.8
±
1.5
16.36
15.4
+ +
G7 Gra. tenuisti
p
itata
26.6
±
0.0
1.28
8.1
±
0.6
1.98
+ +
G8 Gra. asiatica
37.9
±
2.4
5.9
8.1
±
02
2.2
+ +
RD LU
Phân đoạn
fucoidan
Tách từ fucoidan
của các loài rong
Cell surviral
±
0.5
>20
99.4
±
1.8
>20 - -
F15
89.5
±
1.7
>20
69.3
±
1.08
>20 - -
F20
46.5
±
0.5
16.6
44.1
±
0.7
13.4
+ +
F25
Sargassum
swartzii
53.5
±
1.2
>20 - -
Laminaran
50down S.
p
ol
y
c
y
stum
71.1
±
1.0
>20
67.3
±
1.08
>20 - -
50u
p
S. swartzii
57.5
±
1.5
>20
54.9
±
0.7
>20 - -
Số
tt
Ký hiệu
mẫu
E.coli P.aeruginosa B.subtilis S.aureus Asp.niger F.oxysporum C.albicans S.cerevisiae
1
G1 200
(-)
200
(-) (-)
200
(-) (-)
2
G2 200
(-)
200
(-) (-)
200
(-) (-)
3
G3 200
(-)
200
(-) (-)
200
(-) (-)
4
G4
(-) (-)
200
(-) (-) (-) (-)
10
F10
(-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-)
11
F15
(-) (-) (-)
100
(-) (-) (-) (-)
12
F20 50
(-)
50 50
(-) (-) (-) (-)
13
F25 50
(-)
50 50
(-) (-) (-) (-)
14
PF10
(-) (-)
100
(-) (-) (-) (-) (-)
15
PF20
(-) (-)
(-)
(-) (-) (-) (-) (-)
Laminaran
S.polycystum. Mont
(Vịnh Nha Trang)
S.mcclurei Setch
(Vịnh Nha Trang)
S.oligocystum
C.Ag
(Vịnh Nha Trang)
S.swartzi
(turn)C.Ag
(Vịnh Nha Trang)
S.denticaprum Ajis
(Vịnh Nha Trang)
Turbinaria ornata
(Vịnh Nha Trang)
Độ ẩm 25,86 32,41 25,38 26,97 26,52 34,34
Protein 7,52 7,66 7,2 7,54 9,72 7,51
Chất béo 3,90 3,14 4,12 3,31 3,54 3,82
Alginic axít 11,11 20,16 13,58 12,17 9,80 13,90
Laminaran 4,32 4,82 4,30 4,48 5,22 3,64
Fucoidan 2,94 3,56 3,92 2,88 3,74 4,22
Polyphenol 0,51 0,54 0,61 0,8 0,49 0,12
3.4. ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA 5 FUCOIDAN CÓ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ
BÀO VÀ CỦA 7 PHÂN ĐOẠN FUCOIDAN TÁCH TỪ 2 TRONG 5 FUCOIDAN.
Khảo sát trọng lượng phân tử các fucoidan và một số phân đoạn tách ra từ
chúng, kết quả (bảng 3.4.1) cho thấy cùng phương pháp chiết bằng dung dịch axít
loãng, các giá trị trọng lượng phân tử khác nhau ở fucoidan của các loài rong khác
nhau gần như chỉ là sai số của phương pháp phân tích. Đồng thời, qua việc phân
đoạn phân tử lượng fucoidan, ta nhận thấy phần chủ yếu tập trung ở vùng
>100kDa, một ít ở vùng 50-100kDa.
FC04 : S. oligocystum (FA3)
FC05 : S. denticarpum (FA7)
Kết quả phân tích thành phần đường trong bảng 3.4.2 cho thấy tất cả các
polysacarit sulfat từ các loài rong mơ trên đều có tỉ lệ đáng kể L-fucose, chiếm
khoảng 28-50 % tổng cacbohydrat. Trong đó fucoidan từ loài S. mcclurei có hàm
lượng đường fucose lớn nhất với 50,51 %. Hàm lượng D-galactose chiếm tỉ lệ gần
bằng của L-fucose trong bốn loài S. polycystum, S. swartzii, S. oligocystum và S.
denticarpum, trừ mẫu fucoidan từ rong S. mcclurei. Các đường D-xylose và D-
glucose chiếm tỉ lệ nhỏ hơn (2-9 %) so với đường D-rhamnose và D-manose với
khoảng 9-17%. Hàm lượng đường D-xylose lớn nhất ở loài S. denticarpum (9.24
%), nhỏ nhất ở loài S. mcclurei (2.53%). Đường D-rhamnose lớn nhất ở S.
mcclurei (25.25%), nhỏ nhất ở loài S. polycystum (9.71%). Đường D-manose
nhiều nhất ở loài S. oligocystum (17.76 %), và ít nhất ở loài S. polycystum
(9.71%). Hàm lượng đường D-glucose dao động không nhiều, lớn nhất ở S.
denticarpum (9.83%), nhỏ nhất ở S. mcclurei (4.04%). Hàm lượng sunphát dao
động trong khoảng 20-33% (w/w) so với tổng lượng mẫu phân tích, lớn nhất ở S.
mcclurei (33%), nhỏ nhất ở S. swartzii (20.4%). Hàm lượng uronic axít dao động
trong khoảng 14-23%. Như vậy, fucoidan từ năm loài rong mơ trên đều có tỉ lệ
sulfat và uronic axít khá cao. Thành phần đường có bốn loại đường chính với tỉ lệ
khác nhau, trong đó đường fucose chiếm ưu thế. Cũng chính vì đặc điểm này mà
việc xác định đặc điểm cấu trúc fucoidan từ rong mơ Sargassum là khá phức tạp
và khó khăn.
Bảng 3.4.2: Thành phần đường của fucoidan và các phân đoạn fucoidan:
Thành phần mol đường
Fucoidan từ các
loài rong
Fuc Xyl Rha Man Glu Gal
SO
3
Na
Phân đoạn
fucoidan
Fuc Xyl Rha Man Glu Gal
Tổng
Carbohyd.
(%)
SO
3
Na
(%)w/w
Axít
Uronic
(%)w/w
1 0 0.72 1.16 0.55 1.23
F05
21.46% 0% 15.45% 24.89% 11.8% 26.39%
87.3 8.69 19.94
1 0.07 0.35 0 0.04 0.17
F10
61.35% 4.29% 21.47% 0% 2.45% 10.43%
71.2 22.68 12.99
1 0.04 0.31 0.38 0.06 0.26
F15
48.78% 1.95% 15.12% 18.54% 2.93% 12.68%
69.5 25.24 13.88
1 0.04 0.24 0.38 0.07 0.49
F20
45.05% 1.8% 10.81% 17.12% 3.15% 22.07%
70.1 25.42 14.74
1 0.15 0.22 0.4 0.18 2.07
1.52 1.12 Chỉ có liên kết
19
02 FC02
Sargassum swartzii
1.65 1.25
03 FC03
Sargassum polycystum
1.59 1.19
04 FC04
Sargassum oligocystum
1.68 1.28
05 FC05
Sargassum denticarpum
1.63 1.23
1→2 hoặc 1→3
không có liên
kết 1→4
Các phân đoạn fucoidan tách trên kết tủa cetavlon-fucoidan
01 F05
Sargassum swartzii
1.66 1.26
02 F10
Sargassum swartzii
1.66 1.26
03 F15
Sargassum swartzii
1.68 1.28
04 F20
Sargassum swartzii
Sargassum mcclurei
830.5 C2,C3 tương đương C4
02 FC02
Sargassum swartzii
Không rõ ràng
03 FC03
Sargassum polycystum
843.3 C4 nhiều hơn C2,C3
04 FC04
Sargassum oligocystum
Không rõ ràng
05 FC05
Sargassum denticarpum
822.5 C2,C3 nhiều hơn C4
Các phân đoạn fucoidan tách trên kết tủa cetavlon-fucoidan
06 F05 821.32 C2,C3 nhiều hơn C4
07 F10 830.21 C2,C3 tương đương C4
08 F15 827.22 C2,C3 nhiều hơn C4
09 F20 845.01 C4 nhiều hơn C2,C3
10 F25
Sargassum swartzii
842.98 C4 nhiều hơn C2,C3
11 PF10 820.6 C2,C3 nhiều hơn C4
12 PF20
Sargassum polycystum
824.07 C2,C3 nhiều hơn C4
Đặc điểm của các phân đoạn fucoidan khi khảo sát phổ IR cho ta thấy
được với các phân đoạn rửa giải với dung dịch NaCl từ 0.5 đến 1.5M các gốc
sulfat trong phân tử fucoidan nằm ở vị trí equatorial (vị trí của C-2 hoặc C-3). Đối
với fucoidan phân đoạn rửa giải với dung dịch NaCl 2M nhóm sulfat nằm ở cả vị
xác định là:
n>1
uro
⎜
⎯hex⎯fuc(SO
3
H)⎯uro⎯fuc⎯
⎜
fuc⎯fuc(SO
3
H)
⎜
fuc(SO
3
H)
2 Hình 3.5.1: C
ấ
u trúc của PF20
O
O
Me
OH
O
O
O
OSO
3
H
Me
OH
O
OH
COOH
O
OH
CH
3
OH
COOH
O
Me
OSO
3
H
O
OSO
3
H
21
Thành phần mảnh tương ứng với tín hiệu phổ khối của fucoidan từ PF20:
Y3, Y8, Y9, C6: 537.5: [3fuc,sul+H]
+
Y6, C6, Z8: 522.8: [fuc:5 hex:1 uro:2 sul:4 -HOH + 3H]
3+
Z6, Z7, Z8, Z9, C5: 453.4: [fuc:3 hex:1 uro:1 sul:2 -4 HOH + Na+H]
2+
Y5, Z8, C4: 374.3: [fuc:2 uro:2 sul:1 -HOH +Na+H]
2+
Y6, Y8, Z7, B4: 358.4: [fuc:2 hex:1 uro:1 sul:1 -2H
2
O+Na+H]
2+
Z3, Z8, Y5, C9: 337: [fuc:2 sul:1 -3H
2
O+H]
+
Y6, Y7, C3: 303: [fuc:1 hex:1 uro:1 sul:1 +Na+H]
2+
Z5, C3: 272.2: [fuc:1 uro:2 -1 HOH + 2Na]
2+
Y6, Y9, Z7, C5, Y8: 246.2: [fuc:3 hex:1 uro:1 sul:2 -HOH + 2Na+2H]
4+
hex-fuc(SO
3
H)
2
-fuc(SO
3
H)-hex-hex-hex-fuc(SO
3
H)
2
-fuc(SO
3
H)-hex-hex
|
uro-uro
n
≥
1
OH
Me
OH
OH
O
O
O
OH
OH
CH
2
OH
O
O
O
OSO
3
H
Me
OSO
3
H
O
O
OH
OH
CH
2
OH
O
Y1 Z1
Y2 Z2
Y3 Z3Y4 Z4Y5 Z5Y6 Z6
Y7’ Z7’
Y7 Z7
Y8’ Z8’
Y8’’ Z8’’
Y8 Z8 Y9 Z9
B1 C1
B2 C2
B3 C3
B1’’ C1’’
B1’ C1’
B2’ C2’
B4 C4
B5 C5
B6 C6
B7 C7
B8 C8
B9 C9
Hình 3.6.1 C
ấ
u trúc của F20
Hình 3.6.2: Sơ đ
ồ
p
hân mảnh của fucoidan từ F20
2+
Z8’’, Z8’, Z8, B5 : 232.5: [fuc:1 hex:2 uro:1 sul:1 -4HOH +Na +2H]
3+
Y9, C2 : 185.1: [fuc:1 sul:2 +2Na]
2+KẾT LUẬN
Các kết luận rút ra từ luận án:
1- Đã sàng lọc các polysacarit chiết từ 9 loài rong nâu, 5 loài rong đỏ, 2 loài rong
lục thu ở tỉnh Khánh Hoà và 7 phân đoạn fucoidan, 3 laminaran kết quả cho thấy
có 5 loài rong nâu (S. polycystum, S. mcclurei, S. oligocystum, S. swartzii, S.
denticaprum và Turbinaria ornata), 3 loài rong đỏ (Gra. bailinea, G. tenuispitata
và G. asiatica) và 1 loài rong lục (Ulva fenestrata) có hoạt tính gây độc 2 dòng tế
bào ung thư: ung thư màng tim và ung thư gan 1 loài rong nâu có hoạt tính gây
độc 1 dòng tế bào ung thư gan (S. mcclurei). 1 Phân đoạn fucoidan từ S. swartzii
F20 có hoạt tính gây độc 3 dòng tế bào ung thư : ung thư gan, ung thư màng tim,
ung thư phổi và 1 phân đoạn F25 có hoạt tính gây độc 1 dòng tế bào ung thư
màng tim cũng được chiết tách từ S. swartzii
2- Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cho thấy: polysacarit chiết từ
Turbinaria ornata, Kappaphycus alvarezii, Gracilaria bailiniae, ức chế B.subtilis,
E.coli, F.oxysporum, polysacarit chiết từ Gra. asiatica ức chế B.subtilis, Asp.
Niger, F.oxysporum, polysacarit chiết từ Eucheuma spp ức chế P. aeruginosa,
B.subtilis, polysacarit chiết từ Gra. Tenuistipitata ức chế B.subtilis, F.oxysporum,
polysacarit chiết từ Ulva reticulata và Ulva frenestrata chỉ ức chế B.subtilis
không có loài nào kháng nấm men. 3 laminaran chỉ ức chế B.subtilis. Các phân
đoạn fucoidan có hoạt tính kháng sinh mạnh hơn các polysacarit thô. Các phân
đoạn F20, F25 ức chế B.subtilis, S.aureus và E.coli tương ứng mạnh hơn các
fucoidan và các phân đoạn khác, F05 ức chế B.subtilis và S.aureus, F15 chỉ ức
chế S.aureus và F10 không có hoạt tính nào.