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Type: Dissertação
Title: Caracterização química e espectroscópica de polissacarídeos sulfatados extraídos de Spirulina sp.
Author: Leite, Camila Malafaia
First Advisor: Medeiros, Valquíria Pereira de
Co-Advisor: Aguiar, Jair Adriano Kopke de
Referee Member: Sassaki, Guilherme Lanzi
Referee Member: Fabri, Rodrigo Luiz
Resumo: Spirulina sp são microalgas do grupo das cianobactérias ricas em compostos com atividade biológica, sendo a antiviral, antioxidante e anticoagulante já atribuídas aos polissacarídeos sulfatados presentes nessas microalgas. No entanto, a relação entre estrutura e atividade biológica dos polissacarídeos sulfatados ainda não está claramente estabelecida. No presente trabalho, polissacarídeos sulfatados da biomassa comercial Spirulina sp foram extraídos, caracterizados e analisados quanto as atividades anticoagulante e antioxidante in vitro. A biomassa foi submetida a diferentes condições de extração de polissacarídeos, os quais foram analisados por eletroforese em gel de agarose 0,5% em tampão 1,3-diaminopropano acetato (PDA) 0,05M, pH 9,0, dosagens de proteína, açúcar total, ácido urônico, teor sulfato e compostos fenólicos. Posteriormente, frações de polissacarídeos sulfatados foram submetidas a cromatografia em papel, de troca iônica e gel filtração, a eletroforese em gel agarose 1,0 % em tampão tris-borato-EDTA (TBE), pH 8,3, Fluorophore Assisted Carbohydrate Electrophoresis (FACE), a β-eliminação e dessulfatação. Além disso, foi realizado espectroscopia de Raman, IV e RMN 13C em estado sólido e análise da atividade anticoagulante pelo método da USP e atividade antioxidante pelo sequestro do radical DPPH e sistema β-caroteno/ácido linoléico. Os rendimentos de açúcar total dos polissacarídeos variaram de 2,27% a 20,23%, sendo a fração DPB, obtida do processo de lise celular e proteólise com papaína, aquela com um dos melhores rendimentos e metacromasia mais intensa na eletroforese em gel de agarose 0,5% em tampão PDA, característica da presença de polissacarídeos sulfatados. Dessa forma, esta fração foi escolhida para dar sequencia ao trabalho. A análise da composição química revelou a presença de sulfato, ramnose, ácido glicurônico e galactose, sendo a glicose o monossacarídeo majoritário. Além desses, sugere-se a presença do ácido aldobiurônico na estrutura dos polissacarídeos sulfatados. O peso molecular estimado para esses polissacarídeos foi próximo a 130 e 40 kDa. Quando realizado o processo de despigmentação, fração DPBdespig, observou-se que a composição química e peso molecular mantiveram-se semelhantes a fração DPB assim como as frações DPB 2,0M e DPB 3,0M, obtidas após cromatografia de troca iônica. Porém DPB 3,0M mostrou maior teor de sulfato. Ao analisar o produto das frações DPB e DPBdesp submetidos a β-eliminação foi observado um peso molecular estimado único, próximo a 100KDa. A análise espectroscópica revelou bandas características de polissacarídeos sulfatados em todas frações analisadas, mas a fração DPB 3,0M apresentou bandas espectroscópicas atribuídas a grupos sulfato intensas e bem definidas enquanto, as frações submetidas a dessulfatação não. Nenhuma fração analisada apresentou atividade anticoagulante pelo método utilizado. A fração DPB e DPB despig apresentaram boa atividade antioxidante, em torno de 45% no método de sequestro do DPPH e 55% no sistema β-caroteno/ácido linoleico. A cinética da atividade antioxidante sugeri que as frações atuem em mecanismos primários da oxidação. Essas mesmas frações quando submetidas a β-eliminação e dessulfatação tiveram suas atividade antioxidante reduzida. Os resultados apresentados sugerem que, o método de lise celular seguido por proteólise proporcionou o melhor rendimento de polissacarídeos sulfatados com atividade antioxidante de Spirulina sp, relacionada, possivelmente, a estrutura destes polissacarídeos.
Abstract: Spirulina sp are microalgae of the group of cyanobacteria rich in compounds with biological activity, being the antiviral, antioxidant and anticoagulant activity already attributed to sulphated polysaccharides present in these microalgae. However, the relationship between structure and biological activity of sulphated polysaccharides are not yet clearly established. In this work, polysaccharides from the commercial biomass Spirulina sp were extracted, characterized and analyzed for anticoagulant and antioxidant activities in vitro. The biomass was submeted to different conditions of polysaccharides extraction, those were analyzed by electrophoresis in 0.5% agarose gel in 0.05M buffer of 1,3-diaminopropane acetate (PDA) pH 9.0, dosages of protein, total sugar, uronic acid, sulfate and phenolic compounds. Subsequently, the fractions of sulfated polysaccharides were subjected to paper, ion exchange and gel filtration chromatographies, electrophoresis in 1.0% agarose gel in tris-borate-EDTA (TBE) buffer pH 8.3, Fluorophore Assisted Carbohydrate Electrophoresis (FACE), β-elimination and desulfation. In addition, were performed Raman, IR and NMR C13 solid state spectroscopy and analysis of the anticoagulant activity by the USP method and antioxidant activity by sequestration of the DPPH radical and β-carotene / linoleic acid system. The total sugar yields of the polysaccharides ranged from 2.27% to 20.23%. The DPB fraction obtained from the cell lysis process and papain proteolysis it presented one of the best yields and the most intense metachromasia in the electrophoresis in gel 0.5% agarose in PDA buffer, characteristic of the presence of sulphated polysaccharides. Thus, this fraction was chosen to follow the work. The analysis of the chemical composition revealed the presence of sulfate, rhamnose, glucuronic acid and galactose, being the glucose the major monosaccharide. Beside those, the presence of aldobiuronic acid in the structure of the sulfated polysaccharides is suggested. The estimated molecular weight for those polysaccharides was near to 130 and 40 kDa. When the depigmentation process was performed (DPBdespig fraction) it was observed that the chemical composition and molecular weight remained similar to the DPB fraction as well as the DPB 2.0M and DPB 3.0M fractions obtained after ion exchange chromatography. However, DPB 3.0M showed higher sulphate content. Analyzing the product of the fractions DPB and DPBdespig submeted to β-elimination, was observed a single estimated molecular weight, close to 100KDa. The spectroscopic analysis revealed characteristic bands of sulphated polysaccharides in all analyzed fractions, but the fraction DPB 3,0 M showed bands attributed to sulfate groups intense and well defined, while the fractions submitted to desulphation not. No analyzed fraction presented anticoagulant activity by the method used. The fraction DPB and DPBdespig showed good antioxidant activity, around 45% by DPPH sequestration method and 55% by β-carotene / linoleic acid system. The kinetics of the antioxidant activity suggested that the fractions act on the primary mechanisms of oxidation. Those same fractions when subjected to β-elimination and desulphation had their antioxidant activity reduced. The results suggest that the cell lysis method followed by proteolysis provided the best yield of sulfated polysaccharides with antioxidant activity from Spirulina sp, possibly related to the structure those polysaccharides.
Keywords: Spirulina sp
Polissacarídeos sulfatados
Análises químicas e espectroscópicas
Antioxidante
Spirulina sp
Sulphated polysaccharides,
Chemical and spectroscopic analyzes
Antioxidant
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Farmácia
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10313
Issue Date: 16-Feb-2017
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Farmacêuticas (Dissertações)



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