Estrutura química e atividade antiviral de polissacarídeos sulfatados obtidos de algas do Complexo Laurencia (Ceramiales, Rhodophyta)

Abstract

Resumo: A extração sequencial realizada nas algas vermelhas Palisada flagellifera, Laurencia filiformis e Laurencia aldingensis (Complexo Laurencia, Rhodomelaceae, Ceramiales) com água a 25°C e 80°C, seguido de tratamento com KCl e cromatografia de troca iônica deu origem a frações polissacarídicas homogêneas obtidas a partir dessas espécies. A análise estrutural da agarana homogênea obtida de P. flagellifera (FCS-3) mostrou uma estrutura complexa, com pelo menos 18 diferentes tipos de derivativos. As unidades A são principalmente piruviladas 2-sulfatadas (~34%) e metiladas em C-6 (~34%), sendo estas últimas parcialmente 2- e 2,4-sulfatadas. Menores quantidades de unidades ?-D-galactopiranosídicas sulfatadas (em C-2, C-6 e C-2 e C-6), glicosiladas em C-6 e não substituídas estão também presentes. As unidades B são compostas predominantemente por seus derivativos ciclizados 3,6-anidrogalactose e 2-O-metil-3,6-anidrogalactose (~56%). As primeiras se encontram ligadas a unidades de ?-D-galactose (6-metil), bem como a unidades de 4,6-O-carboxietilideno)-?-D-galactose 2-sulfato, em uma proporção de 3:1,8, respectivamente. Adiconalmente, ~18% das unidades de ?-L-galactopiranose são ligadas a unidades de ?-D-galactose 2-sulfato piruvatadas. Significativas quantidades das unidades B (20%) são respresentadas por unidades de ?-L-galactose 6-sulfato substituídas no C-3 por unidades glicosídicas ou por grupos sulfato, o que impede a ciclização destas unidades para o derivativo 3,6-anidrogalactosídico. As unidades precursoras estão presents em percentagens relativamente baixas. Estudos cinéticos de ciclização sugerem que em P. flagellifera as unidades precursoras estão ligadas a unidades de 6-O-metil-?-D-galactose e/ou ?-D-galactose (6-substituídas por galactose, 2,3-di-O-metilgalactose e/ou xylose). A complexidade estrutural deste polissacarídeo é aumentada pela presença de unidades de ?-L-galactose 2- e 3,6-sulfatadas, sendo as últimas adicionalmente 2-O-metiladas. Deste modo, a fração majoritária de P. flagellifera obtida da extração a frio contem uma galactana sulfatada com uma complexa estrutura química, sendo esta uma agarana sulfatada, metilada e piruvatada. A análise estrutural das frações de galactanas homogêneas obtidas das algas L. aldingensis (AHS-0,75) e L. filiformis (LHS-0,7) mostrou que estas são do tipo agaranas naturalmente 6-O-metiladas e, diferentemente de P. flagellifera, não apresentam acetal de ácido pirúvico. Estudos de ciclização mostraram que em ambas as galactanas, as unidades precursoras se encontram ligadas a unidades de G(6M)(6S)(6R). As agaranas obtidas de L. aldingensis são compostas principalmente pelas díades G(6M)?LA, G2S?LA G(6M)?L(6S). A presença de LA2S também foi observada para esta agarana, bem como uma pequena quantidade de LA2M. Unidades terminais de xilose e galactose glicosilando os C-3 e C-6 das unidades de ?-L-galactose e ?-D-galactose, respectivamente, também foram observadas para as galactanas de L. aldingensis. As agaranas presentes na fração LHS-0,7 (L. filiformis) apresentaram uma estrutura mais simples, sendo constituídas principalmente pelas díades de G(6M)?L(6S) e G2S?LA. Menores quantidades da díade G(6M)?L6S3X também foram observadas. A fração FCS-3 (P. flagellifera) apresentou atividade nula contra o HSV-1, mas se mostrou eficaz contra o HSV-2. As frações AHS-0,75 e LHS-0,7 apresentaram atividade contra HSV-1 e HSV-2, mas as respostas foram diferentes para cada uma destas frações, sendo LHS a mais efetiva contra ambos os tipos de HSV. A fucana Q2-0,6 obtida da alga parda Lobophora variegata foi a que apresentou as melhores atividades contra o HSV tipos 1 e 2.

Abstract: Sequential extraction of the red seaweeds Palisada flagellifera, Laurencia filiformis and Laurencia aldingensis (Laurencia Complex, Rhodomelaceae, Ceramiales) with water at room temperature and then at 80º C, followed by KCl treatment and anion exchange chromatography led to the isolation of some homogeneous fractions from these species. Structural analysis of the homogeneous agaran obtained from Palisada flagellifera (FCS-3) showed a complex structure, with at least 18 different types of derivatives. The A units are mostly C-2 sulfated with pyruvic acid acetal (~34%) and methylated on C-6 (~34%), being the latter partially 2- and 2,4-sulfated. Minor amounts of ?-D-galactopyranosyl units sulfated on C-2, C-6 and C-2 and C-6, glycosylated on C-6 and non-substituted are also present. The B units are composed predominantly by their cyclized derivatives 3,6-anhydrogalactose and 3,6-anhydro-2-O-methylgalactose (~56%). The former are linked to ?-D-galactosyl (6-O-methyl) units, as well as to 4,6-(O-carboxyethylidene)-?-D-galactose 2-sulfate in the proportion of 3:1.8, respectively. Besides this, ~18% of the ?-L-galactopyranosyl units are linked to pyruvylated ?-D-galactose 2-sulfate residues. Significant amounts of the B units (20%) are represented by ?-L-galactose 6-sulfate substituted on C-3 by glycosyl units or sulfate groups that preclude their cyclization to 3,6-anhydrogalactosyl derivative. The precursor units are present in relatively low percentages. Kinetic studies suggest that in P. flagellifera agaran the cyclizable units are linked to 6-O-methyl-?-D-galactosyl and/or ?-D-galactosyl units (6-substituted by galactosyl, 2,3-di-O-methylgalactose and/or xylose). The structural complexity of this polysaccharide is increased by the presence of ?-L-galactoses 2- and 3,6-sulfated being the later additionally 2-di-O-methylated. Therefore the major subfraction, obtained from the cold extract contains structurally complex sulfated, methylated and pyruvylated agaran. Structural analysis of the homogepus fractions obtained from L. aldingensis (AHS-0,75) and L. filiformis showed that these species produce agaran type polysaccharides naturally 6-O-methylated, and, differently from P. flagellifera, no pyruvic ketal was observed. Kinetic studies suggest that in L. aldingesnis and L. filiformis agarans the cyclizable units are linked to 6-O-methyl-?-D-galactosyl and/or ?-D-galactosyl units (6-substituted by galactosyl and/or xylose). The agaran from L. aldingensis are composed principally by G(6M)?LA, G2S?LA and G(6M)?L(6S) diads. The presence of LA2S and LA2M was also observed to this agaran. Single stubs of xysolosyl and galactosyl units are present in C-3 and C-6 of the ?-L-galactose and ?-D-galactose units, respectively. The agaran LHS-0,7 (L. filiformis) has a relativelly simple structure, being constituted principally by G(6M)?L(6S) and G2S?LA diads. Minor amounts of the diad G(6M)?L6S3X were also observed to this galactan. FCS-3 fraction (Palisada flagellifera) was able to inhibit the propagation of HSV-2, while no inhibitory activity was observed to HSV-1. AHS and LHS fractions showed activity against HSV-1 and HSV-2, but LHS fraction was more effective against both HSV types when compared to AHS. The fucoidan Q2-0,6 obtained from the brown seaweed Lobophora variegata showed the best activity against HSV types 1 and 2.