کاربرد فوکوئیدان های اصلاح شده
حضور گروه های آمینو (─NH2)، کربوکسیل (─COOH)، کربونیل (─ C═O) و سولفونیل (─SO3H) در کربوهیدرات هابه علت فعالیت آنتی اکسیدانیشان بسیار مهم است (Wang et al.، ۲۰۰۹a؛ Xue et al. ، ۲۰۰۱) با این حال، حتی اگر برخی از پلی ساکاریدها دارای برخی از یا تمام این گروه های عاملی باشند، اثرات آنتی اکسیدانی انواع فوکوئیدان اصلاح شده باز هم متفاوت خواهد بود. موقعیت یا تعداد این گروه ها در ساختار پلی ساکارید تعیین کننده کلیدی فعالیت ساختاری-فعالیت برای فعالیت آنتیاکسیدانی است. آنها پیشنهاد می کنند که حداقل یک گروه آمینو، کربوکسیل، کربونیل یا سولفونیل مورد نیاز است، اما خود کافی نیست که کربوهیدرات ها به عنوان آنتی اکسیدان ها عمل کنند (Ajisaka et al.، ۲۰۰۹). همانطور که پیشتر مورد بحث بود، پلی ساکارید ها با یک گروه سولفونیل در ساختار آنها، مانند فوکودین ها و سولفات کاندرویتین، فعالیت آنتی اکسیدانی بیشتری را نسبت به سایر پلی ساکاردها نشان داد. ما چندین مشتق شده فوکوئیدان را تهیه کرده ایم و فعالیت های آنتی اکسیدانی آن در مقایسه با آن ها مقایسه شده است. ما دریافتیم که fucoidan oversulfated قویترین فعالیت پراکندگی رادیکال سوپراکسید را نشان داد، با این حال، فوکودین بنزوئیدی قویترین فعالیت را بر روی حذف رادیکال DPPH و کاهش قدرت نشان داد. داده های موجود با استفاده از مدل های in vitro نشان داد که گروه های جایگزین فوکودین نقش مهمی در فعالیت آنتیاکسیدانی بازی کردند (وانگ و همکاران، ۲۰۰۹a).
موقعیت و یا تعداد این گروهها در ساختار پلی ساکارید یک کلید تعیین کننده برای ارتباط بین ساختار و میزان فعالیت به عنوان آنتی اکسیدان است این به این معنی است که حداقل یک گروه آمینو، کربوکسیلیک، کربونیل و یا سولفونیل مورد نیاز است اما به تنهایی کافی نیست برای کربوهیدراتهای که به عنوان آنتی اکسیدان عمل می کنند. همانطور که قبلا بحث شد پلی ساکارید هایی که دارای گروه سولفونیل در ساختار خود هستند مانند فوکوئیدان ها و کندرویتین سولفات، فعالیت های آنتی اکسیدانی بزرگتری را نسبت به دیگر پلی ساکارید ها از خود نشان میدهند. ما چندین نمونه استخراج شده رو در نظر گرفتیم و آن ها را از نظر فعالیت آنتی اکسیدانی در محیط آزمایشگاه مورد بررسی قرار دادیم ما فهمیدیم که فوکوئیدان سولفات شده اثر ضد رادیکال آزادی قویتری دارند اگرچه فوکوئیدان بنزولیته شده، روی رادیکالهای DPPH سوپراکسید، فعالیت بیشتری از خود نشان دادند و قدرت آنها را کاهش دادند داده های موجود همراه با مدل های شبیه سازی شده در محیط آزمایشگاهی نشان داده اند که گروه های ضمیمه این ماده نقش مهمی را در فعالیت های آنتی اکسیدانی بر عهده دارند.
فعالیت حفاظتی فوکوئیدان بنزولیته استخراج شده برای کلیه، در برابر آدنینی که در CRF در موش‌ها القا شده بود مورد بررسی قرار گرفت. فوکوئیدان بنزولیته شده در دوز ۵۰ و ۱۵۰ میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن آماده شد. با استفاده از این نوع ماده، SUN افزایش یافته و سطح SCr به طور قابل توجهی کاهش یافت. هیستوپاتولوژی یا تغییرات بافتی در کلیه ها و شکاف ها به صورت قابل توجهی به وسیله این ترکیب شده کم شد و مناطقی که دارای شیب زیادی هستند نشان دهنده میزان بالای کاهش هستند. تغییراتی نیز در فعالیت ها و سطوح آنزیم ها (CAT, GSH-PX)، مواد غیر آنزیمی (GSH) و آنتی اکسیدان های سرم خون در بین سطوح بالای مالون دی آلدهید در CRF موش ها مشاهده شدند اگرچه با استفاده از فوکوئیدان، پراکسیده شدن لیپیدها و مکانیسم های دفاعی مربوط به آنتی اکسیدان ها نرمال شدند. این مطالعه یک مکانیسم جدید از نمونه های بنزیله را در سی آر اف موش ها نشان می دهد که اثر نمونه بنزیله شده در CRF، در ارتباط با فعالیت آنتی اکسیدانی آن ها بود؛ به عنوان نمونه این ماده ها می تواند فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی را افزایش دهند و سطح LOP را کاهش بدهند که باعث کم شدن علائم CRF خواهد شد.
فعالیت های نسبی فوکان های اورسولفات شده به ۱۱۰ تا ۱۱۹ درصد افزایش یافت و ۱۰۸ تا ۱۴۰ درصد از مقدار واقعیِ محتوای سولفات نیز افزایش یافت. فعالیت ضد انعقادی با نسبت به APTT (173 واحد بر میلی گرم) فوکان سولفات شده بیشتر از آن مقدار آن. در هپارین (۱۶۷ واحد بر میلی گرم) که به عنوان یک استاندارد در نظر گرفته می شود بود. فعالیت کوفاکتوری II ضد انعقادی فوکان های سولفاته به طور قابل توجهی با افزایش محتوای سولفات، افزایش یافت و به همین ترتیب با کاهش محتوای سولفاتی نیز فعالیت ضد انعقادی فوکان های سولفاته کاهش خواهد یافت. کیو و همکاران گزارش کردند که فعالیت ضد انعقادی پلاسمای سیترات شده خون انسانِ فوکوئیدان اور سولفات شده ۴ برابر فوکوئیدان طبیعی است. بعلاوه موقعیت گروههای سولفاتی در باقیمانده های ای شکری نیز در میزان این فعالیت نقش تعیین کننده ای دارند. تعیین شد که غلظت C-2 سولفات و C-2,3 دی سولفات فوکوئیدان ها با فعالیت ضد انعقاد خونی آنها در ارتباط است. دور و همکاران دریافتند که اثر ضد انعقادی فوکوئیدان ها بیشتر به زنجیره‌های فوکوز- سولفات مخصوصا واحدهای دی سولفات شده فوکوزیل بستگی دارد. سیلوا و همکاران گزارش کردند که ۳- O- سولفات شدن در C-3 مربوط به واحدهای ۴--l-فروکتوز-۱→، مسئول فعالیت های آنتی ضد انعقادی در جلبک Padina gymnospora هستند. ما خصوصیات ضد انعقادی فوکوئیدان را در آزمایشگه و توسط اندازه گیری نسبی زمان ترومبوپلاستین (APTT)، زمان پروترومبین (PT) و زمان ترومبین (TT) محاسبه کردیم. طبق نتایج تمامی نمونه ها فعالیت ضد انعقادی در APTT و TT از خود نشان دادند اگرچه تنها مشتقات فوکوئیدان روی سنجش PT موثر بودند. در بین نمونه های تست شده، فوکوئیدان های آمینه شده که بیشترین فعالیت را داشتند بنابراین بیشترین میزان فعالیت های ضد انعقادی را نیز از خود نشان می دهند. مقالات دیگری نیز به بیشتر بودن فعالیت های ضد انعقادی در مشتقات آمینه شده نسبت به نمونه های طبیعی اشاره کرده‌اند.
توانایی فوکوئیدان، نمونه های اور سولفاته شده و دی سولفاته شده در کاهش چسبندگی سلول های سرطانی به لامینین به میزان سولفور سولفات آنها بستگی دارد. طبق نتایج آزمایش هایی که در گذشته انجام شده است فوکوئیدان های اور سولفاته شده دارای بیشترین قابلیت جلوگیری کننده از رشد سلول های سرطانی هستند دارای خاصیت بسیار بالایی در جلوگیری از چسبندگی سلول های سرطانی به لامینین هستند. بیشتر ساختار آور سولفات شده ها دارای گروههای سولفات روی موقعیت های C-3 و C-4 و ۳۰۴ واحدهای فوکوز هستند؛ از این رو حتی یک تغییر فضایی کوچک در بارهای منفی مولکولهای فوکوئیدان نیز می‌تواند تاثیر مهم و تعیین کننده ای در فعالیت‌های بیولوژیکی این ماده داشته باشد. در مقایسه با ترکیب طبیعی که از جلبک Cladosiphon okamuranus. جدا شده ،فوکوئیدان اور سولفات شده به طور قابل توجهی در مقابل تکثیر سلولهای ۹۳۷ خاصیت جلوگیری کنندگی فراوانی دارد که این بسته به میزان دوزی مصرف شده از آن است. محتوای سولفات و همچنین موقعیت گروههای سولفات وبه طور حتم فاکتورهای اصلی در تعیین فعالیت های ضد تکثیری در سلول های القایی ۹۳۷ هستند این مطالعه به وسیله دیگر گروهها نیز انجام گرفت آنها نیز دریافتند که فوکوئیدان های سولفات شده به دست آمده از جلبک Cladosiphon okamuranus فعالیت قویتری در متوقف کردن فعالیت میتوز نیک و کمو تاکتیک که فاکتورهای ۱۶۵ اندوتلیال رشد روی HUVECدارند که این که این عمل به وسیله جلوگیری از اتصال VEGF165 دریافت کننده های سطحی سلول های خودش انجام می شود. این نتایج نشان می دهند که فعالیت ضد سرطانی فوکوئیدان حداقل بستگی به پتانسیل آنتی ژن تیک دارد و افزایش تعداد گروههای سولفات در مولکول فوکوئیدان در رابطه نزدیکی با تاثیرگذاری آن به عنوان عامل بازدارنده رگ زایی و ضد سرطانی است. فوکوئیدان آمینه شده می تواند از چسبندگی سلولهای سرطانی به لامینین نیز جلوگیری کند.
همبستگی آور سولفاته شدن و سازگاری اندازه مولکولی آن هابرای فعالیت ضد سرطانی روی سلول های سرطانی معده انسان AGS به تازگی برای فوکوئیدان های جدا شده از جلبک خشک Undaria pinnatifada مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های با وزن مولکولی کم (F5 30K و F> 30K) از طریق افزودن گروههای سولفات شیمیایی اصلاح شده و اثر غلظت بالای آن ها روی فعالیت ضد سرطان در محیط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. پس از افزودن گروه های سولفات، کاهش قابل توجهی از ۳۵٫۵٪ به ۵۶٫۸٪ در مقدار سولفاتِ بخش F5-30K مشاهده شد، در حالی که مقدار سولفات F> 30K به میزان کمتری (از ۳۱٫۷٪ به ۴۱٫۲ ٪) کاهش یافت. تفاوت های قابل توجهی در فعالیت ضد سرطانی بین فاکتورهای فرابنفش F5-30K و F> 30K وجود دارد که فعالیت آنها ۶۸-۳۷٪ -۶۸٫۰٪ و ۲۰٫۶٪ -۳۵٫۸٪ است. این تغییرات در فعالیت ضد سرطانی مشتقات فوکوئید اور سولفاته شده ممکن است به علت تفاوت در محتوای سولفات آنها باشد. نتایج نشان می دهد که ترکیب مولکولی این مولکول ها به میزان سولفات در اسکلت فوکانی ارتباط دارد و سولفات ها زمانی که پلیمرهای فوکوئیدان در یک فرمول مولکولی آزاد قرار دارند، ترجیحا جایگزین می شوند (Cho et al.، ۲۰۱۱).