Chrysolaminaran, zásobní polysacharid rozsivek
Publikováno: Čtvrtek, 01.11. 2012 - 19:41:34
Téma: prof Patočka


Chrysolaminaran, zásobní polysacharid rozsivek

Jiří Patočka

     Polysacharidy jsou polymerní cukry tvořené monosacharidovými jednotkami, které jsou spojeny glykosidickou vazbou. V přírodě jsou tyto látky velmi rozšířené a hrají buď úlohu stavebních prvků, jako např. celulóza nebo chitin, nebo jsou zásobárnou uhlíku a energie v různých organismech. Takovou zásobní látkou u rostlin je škrob a u živočichů glykogen, vysoce větvený polymer tvořený jednotkami glukózy (polyglukan). Glykogen je uložen ve formě granulí v cytoplazmě některých buněk, zejména svalů a jater. Průměrný člověk má v zásobě 250-400 g glykogenu, z toho asi 1/3 v játrech a  2/3 ve svalech. Jaterní glykogen udržuje stabilní hladinu krevního cukru zvláště při hladovění, svalový glykogen je okamžitě využitelný ke svalové práci jako rychlý zdroj energie.





     Zásobní polysacharidy vyrábí a skladují také houby a mikroorganismy. U mikroorganismů navíc hrají zvláštní úlohu. Některé se nacházejí na povrchu mikrobiálních buněk a jsou nositelem jejich imunochemické specificity. Zásobním polysacharidem mikroorganismů, mořských rozsivek kmenů Stramenopila a Haptophyta (Prymnesiophyta) je chrysolaminaran, (1,3;1-6)-beta-D-glukan, uložený ve zvláštních vakuolách těchto eukaryotických organismů (Størseth et al. 2005; Alekseeva et al. 2005).
     Pomocí NMR spektroskopie bylo zjištěno, že chrysolaminaran je tvořen jedním hlavním cukerným beta-(1-3)-řetězcem a jedním vedlejším beta-(1-6)-řetězcem. Stupeň polymerace u chrysolaminaranu z rozsivky Chaetoceros debilis je 30 a odpovídající molekulová hmotnost kolem 4900 (Størseth et al. 2006). Chrysolaminarany u různých druhů rozsivek se mohou lišit molekulovou hmotností i různými délkami hlavního i vedlejšího řetězce (McConville et al. 1986).
     Nedávno byla dokončena kompletní sekvence genomu rozsivek Phaeodactylum tricornutum a Thalassiosira pseudonana a byly identifikovány geny pro enzymy podílející se na metabolických drahách karbohydrátů, geny kódující enzymy podílející se na fotorespiraci. Výsledky tohoto výzkumu přinesly nový pohled na metabolické dráhy anorganického uhlíku u rozsivek a lepší porozumění globálním uhlíkovým cyklům (Kroth et al. 2008).
     Chrysolaminarany, podobně jako beta-glukany vyšších hub, jsou významnými bioaktivními substancemi. Jejich biologická aktivita je zachována i při perorální aplikaci, takže mohou být součástí pokrmů. Farmakologicky významná je zejména jejich imunomodulační (Thompson et al. 2010) a protinádorová aktivita (Kusaikin et al. 2010). Studium biologických účinků chrysolaminaranů je teprve na samém počátku, ale už teď je zřejmé, že se jedná o zajímavé a nadějné látky s nízkou toxicitou, které by mohly nalézt uplatnění v humánní medicíně.

Literatura
Alekseeva SA, Shevchenko NM, Kusaĭkin MI, Ponomorenko LP, Isakov VV, Zviagintseva TN, Likhoshvaĭ EV. Polysaccharides of diatoms occurring in Lake Baikal. [Article in Russian] Prikl Biokhim Mikrobiol. 2005; 41(2): 213-219.
Kroth PG, Chiovitti A, Gruber A, Martin-Jezequel V, Mock T, Parker MS, Stanley MS, Kaplan A, Caron L, Weber T, Maheswari U, Armbrust EV, Bowler C. A model for carbohydrate metabolism in the diatom Phaeodactylum tricornutum deduced from comparative whole genome analysis. PLoS One. 2008; 3(1): e1426.
Kusaikin MI, Ermakova SP, Shevchenko NM, Isakov VV, Gorshkov AG, Vereshchagin AL, Grachev MA, Zvyagintseva TN. Structural characteristcs and antitumor activity of a new chrysolaminaran from the diatom alga Synedra acus. Chem Nat Comp 2010; 46(1): 1-4.
McConville MJ, Bacic A, Clarke AE. Structural studies of chrysolaminaran from the ice diatom Stauroneis amphioxys (Gregory). 1986; 153(2): 330-333.
Størseth TR, Hansen K, Reitan KI, Skjermo J. Structural characterization of beta-D-(1-->3)-glucans from different growth phases of the marine diatoms Chaetoceros mülleri and Thalassiosira weissflogii. Carbohydr Res. 2005; 340(6): 1159-1164.
Størseth TR, Kirkvold S, Skjermo J, Reitan KI. A branched beta-D-(1-->3,1-->6)-glucan from the marine diatom Chaetoceros debilis (Bacillariophyceae) characterized by NMR. Carbohydr Res. 2006; 341(12): 2108-2114.
Thompson IJ, Oyson P, Williamson DE. Potential of the β-glucans to enhance innate resistance to biological agents. Expert Rev Anti_infect Ther 2010; 8(3): 339-352.







Tento článek si můžete přečíst na webu Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc
http://toxicology.cz

Tento článek najdete na adrese:
http://toxicology.cz/modules.php?name=News&file=article&sid=518