Oxidação e sulfatação de ulvanas de Ulva fasciata : atividade anticoagulante e propriedades macromoleculares

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a obtenção e a caracterização de ulvanas sulfatatas via oxidação, redução e sulfatação sequenciais e avaliação da atividade anticoagulante e propriedades físico-químicas dos polímeros nativos e modificados quimicamente. A ulvana nativa F2 foi oxidada com NaIO4 por 24, 48 e 72 horas, sequencialmente reduzida com NaBH4 e sulfatada originando as frações P1r- S, P2r-S e P3r-S, respectivamente (SO3- = 43,4 - 51 %). Adicionalmente a fração nativa F2 foi sulfatada originado a fração F2-S A fração nativa F2 e seus produtos modificadas quimicamente foram analisadas por HPSEC-RI-MALLS. Após a modificação química houve redução nos valores de massa molar média ponderada (Mw) em até 6 vezes. A avaliação da atividade anticoagulante in vitro através do teste de tempo de tromboplastina parcial ativada (APTT) mostrou que as ulvanas oxidadas, reduzidas e sulfatadas apresentaram atividade anticoagulante superior em relação a fração nativa na seguinte ordem: F2-S~P1r-S>P2r-S>P3r-S. As ulvanas sulfatadas quimicamente apresentaram uma baixa variação nos tempos de protrombina (PT) e uma alta variação nos teste de trombina (TT) em relação à salina. Estes resultados sugerem que as ulvanas sulfatadas atuam na via intrínseca da cascata de coagulação com possível interação direta ou indireta na trombina. As frações com maior atividade anticoagulante foram F2-S e P1r-S que apresentaram maior DS (1,8 e 1,9) quando comparadas com P2r-S e P3r-S (1,4). A atividade anticoagulante foi atribuída a um aumento de cargas negativas (grupo O-sulfato), como também ao fato de que o polímero adota uma conformação aleatória em solução, como avaliado pelas análises de dicroísmo circular. Desse modo, a modificação química das ulvanas via oxidação, redução e sulfatação originou ulvanas com diferentes teores de grupos O-sulfato com potencial aplicação como novos agentes anticoagulantes. Palavras-chave: Algas verdes. Ulvanas. Estrutura química. Oxidação. Sulfatação. Atividade anticoagulante. Propriedades físico-químicas.

Abstract: The aim of this study was to obtain and characterize sulfated ulvans via oxidation, reduction and sulfation reactions, in addition to the evaluation of the anticoagulant activity and physico-chemical properties of the chemically modified and native polymers. Native ulvan F2 was oxidized with NaIO4 for 24, 48 and 72 hours and sequentially reduced with NaBH4 and sulfated to yield the fractions P1r-S, P2r-S and P3r-S, respectively (SO3- = 43.4 - 51%). Moreover, the sulfation of the native fraction F2 originated the fraction F2-S. Fraction F2 and its chemically modified products were analyzed by HPSEC-RI-MALLS. After the chemical modification there was a reduction in the values of weight average molar mass (Mw) up to six times. In vitro evaluation of the anticoagulant activity, through activated partial thromboplastin time test (APTT), showed that the oxidized, reduced and sulfated ulvans present superior anticoagulant activity when compared to the native fraction in the following order: F2-S ~ P1r-S> P2r S> P3r-S. Chemically sulfated ulvans showed low variation in prothrombin time (PT) and a high variation in the thrombin (TT) test when compared to saline solution. These results suggest that sulfated ulvans act in the intrinsic pathway of the coagulation cascade with possible direct or indirect interaction in thrombin. The fractions with higher anticoagulant activity were F2-S and P1r-S, which presented higher DS (1,8 and 1,9) when compared to P2r-S and P3r-S (1,4). The anticoagulant activity was attributed to the increase of negative charges (O-sulfate group), as well as to the fact that the polymer adopts a random conformation in solution, as evaluated by circular dichroism analyzes. Therefore, the chemical modifications of ulvans via oxidation, reduction and sulfation reactions gave rise to different levels of O-sulfate groups with potential application as new anticoagulant drugs Keywords: Green algae. Ulvans. Chemical structure. Oxidation. Sulfation. Anticoagulant activity. Physico-chemical properties.