Введение к работе
з
Актуальность проблемы. Гетерополисахариды - замещенные (3-маннаны
бобовых - относятся к группе запасных полисахаридов. Они локализованы в клеточных стенках эндосперма и являются углеводным энергетическим резервом семян. Замещенные маннаны способны удерживать значительное количество воды и, благодаря этому, служат регулятором водного баланса семени при прорастании. У бобовых эта группа полисахаридов представлена исключительно галактоманнанами. Наличие близких им по структуре галактоглюкоманнанов, распространенных в семенах других семейств, например, ирисовых и лилейных, для бобовых оказалось уникальным, и к началу нашей работы такой полисахарид был изолирован из семян только одного вида. Помимо академического интереса эта группа полисахаридов имеет важное прикладное значение. По масштабу использования в различных отраслях промышленности галактоманнаны и их производные уступают только целлюлозе и крахмалу. Уникальные реологические свойства галактоманнанов в совокупности с отсутствием токсичности и наличием биологической активности позволяют применять их в пищевой, фармацевтической, медицинской промышленности, косметике и др. Следует отметить, что наряду с природными галактоманнанами используются и полусинтетические производные - например, этил-, карбоксиметил-, карбокси-, оксипропилгалактоманнаны (Cheng et al, 2002) и ряд других.
Особый интерес представляют сульфатированные галактоманнаны. К началу нашей работы исследования их не носили систематического характера. Известно, что три полученных деривата проявляли антикоагуляционную активность (Bode, Franz, 1989; Lima et al, 1996; Pires et al., 2001). Между тем, поиски и создание альтернативы гепарину признано в мировой науке важной областью исследования (Gunay, Linhardt, 1999; Yoshida, 2001). Причиной этого являются серьезные недостатки препаратов гепарина - естественного антикоагулянта прямого действия, используемого в клинике. Одним из путей создания т.н. «гепариноидов» является сульфатирование полисахаридов растительного происхождения. Для построения обоснованных выводов относительно биологической (в том числе, антикоагуляционной) активности сульфатов галактоманнанов необходимо
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ| БИБЛИОТЕКА. СПе О» М*
4 получение и исследование серии препаратов, различающихся своими характеристиками. Это необходимо для выявления корреляции структура-функция и направленного синтеза активных препаратов.
Изложенное выше определяет актуальность изучения новых замещенных Р-манванов, а также получение сульфатированных производных, обладающих антикоагуляционной активностью.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - исследование новых замещенных Р-маннанов семян бобовых и синтез сульфатов галактоманнанов, обладающих антикоагуляционной активностью.
Эта цель в рамках диссертационной работы диктовала следующие задачи:
Изолирование и исследование структуры галактоманнанов, представляющих научный и практический интерес.
Выделение и характеристика новых галактоглюкоманнанов из разных частей семени Cercis canadensis L. (багрянника канадского).
Разработка условий синтеза сульфатированных галактоманнанов с разными параметрами структуры. Тестирование их биологической активности. Научная новизна работы. Выделены и изучены состав и структура
галактоманнанов Gleditsiaferox Desf., Gleditsia triacanthosf. inermis L., Lotus corniculatus L. У первых двух галактоманнанов охарактеризовано тонкое строение, т.е. распределение остатков а-галактозы вдоль главной цепи. Определены параметры структуры макромолекул и их физико-химические свойства. Выделены и охарактеризованы галактоглюкоманнаны из эндосперма и кожуры семян Cercis canadensis L. Впервые обнаружено, что замещенные Р-маннаны аналогичного строения и близкого состава могут иметь различную локализацию в семени (эндосперм и кожура) и, соответственно, выполнять две разные функции -запасную и структурную. Проведено сульфатирование 4-х галактоманнанов с разным соотношением Ман:Гал (1.1-5.2) и примерно равной молекулярной массой (ок. 100 кДа). Полученная высокая степень замещения не зависит от структурных параметров полисахаридов. В двух тестах in vitro - определение тромбинового времени и ингибирование агрегации тромбоцитов - установлено, что полученные производные обладают антикоагуляционной активностью. Найдено, что величина
5 эффекта находится в прямой зависимости от содержания галактозы в галактоманнане.
Практическая ценность работы. Получены новые сведения о строении и свойствах замещенных р-маннанов - полисахаридов с широкими возможностями применения.
Разработаны условия и осуществлен синтез сульфатированных производных галактоманнанов.
Положительный результат тестирования биологической активности синтезированных сульфатов галактоманнанов дает основание для расширения работ по созданию активных гепариноидов.
Апробация работы. Основные положения работы были представлены на V Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пушино, Россия, 2003) и на III Всероссийской школе-конференции «Химия и биохимия углеводов» (Саратов, Россия, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 5 статей.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экпериментальной части, включающей в себя описание материалов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы (118 наименований, в том числе 98 на иностранных языках). Работа изложена на 105 страницах, включает 18 рисунков и 13 таблиц.
