The Marine-Derived Macrolactone Mandelalide A Is an Indirect Activator of AMPKMarine Drugs - Tập 20 Số 7 - Trang 418 - 2022
Mattos, Daphne R., Wan, Xuemei, Serrill, Jeffrey D., Nguyen, Minh H., Humphreys, Ian R., Viollet, Benoit, Smith, Amos B., McPhail, Kerry L., Ishmael, Jane E.
The mandelalides are complex macrolactone natural products with distinct macrocycle motifs and a bioactivity profile that is heavily influenced by compound glycosylation. Mandelalides A and B are direct inhibitors of mitochondrial ATP synthase (complex V) and therefore more toxic to mammalian cells with an oxidative metabolic phenotype. To provide further insight into the pharmacology of the mandelalides, we studied the AMP-activated protein kinase (AMPK) energy stress pathway and report that mandelalide A is an indirect activator of AMPK. Wild-type mouse embryonic fibroblasts (MEFs) and representative human non-small cell lung cancer (NSCLC) cells showed statistically significant increases in phospho-AMPK (Thr172) and phospho-ACC (Ser79) in response to mandelalide A. Mandelalide L, which also harbors an A-type macrocycle, induced similar increases in phospho-AMPK (Thr172) and phospho-ACC (Ser79) in U87-MG glioblastoma cells. In contrast, MEFs co-treated with an AMPK inhibitor (dorsomorphin), AMPKα-null MEFs, or NSCLC cells lacking liver kinase B1 (LKB1) lacked this activity. Mandelalide A was significantly more cytotoxic to AMPKα-null MEFs than wild-type cells, suggesting that AMPK activation serves as a protective response to mandelalide-induced depletion of cellular ATP. However, LKB1 status alone was not predictive of the antiproliferative effects of mandelalide A against NSCLC cells. When EGFR status was considered, erlotinib and mandelalide A showed strong cytotoxic synergy in combination against erlotinib-resistant 11-18 NSCLC cells but not against erlotinib-sensitive PC-9 cells. Finally, prolonged exposures rendered mandelalide A, a potent and efficacious cytotoxin, against a panel of human glioblastoma cell types regardless of the underlying metabolic phenotype of the cell. These results add biological relevance to the mandelalide series and provide the basis for their further pre-clinical evaluation as ATP synthase inhibitors and secondary activators of AMPK.
Structural Characteristics and Anticancer Activity of Fucoidan from the Brown Alga Sargassum mcclureiMarine Drugs - Tập 11 Số 5 - Trang 1456-1476 - 2013
Thinh, Pham Duc, Menshova, Roza V., Ermakova, Svetlana P., Anastyuk, Stanislav D., Ly, Bui Minh, Zvyagintseva, Tatiana N.
Three different fucoidan fractions were isolated and purified from the brown alga, Sargassum mcclurei. The SmF1 and SmF2 fucoidans are sulfated heteropolysaccharides that contain fucose, galactose, mannose, xylose and glucose. The SmF3 fucoidan is highly sulfated (35%) galactofucan, and the main chain of the polysaccharide contains a →3)-α-l-Fucp(2,4SO3−)-(1→3)-α-l-Fucp(2,4SO3−)-(1→ motif with 1,4-linked 3-sulfated α-l-Fucp inserts and 6-linked galactose on reducing end. Possible branching points include the 1,2,6- or 1,3,6-linked galactose and/or 1,3,4-linked fucose residues that could be glycosylated with terminal β-d-Galp residues or chains of alternating sulfated 1,3-linked α-l-Fucp and 1,4-linked β-d-Galp residues, which have been identified in galactofucans for the first time. Both α-l-Fucp and β-d-Galp residues are sulfated at C-2 and/or C-4 (and some C-6 of β-d-Galp) and potentially the C-3 of terminal β-d-Galp, 1,4-linked β-d-Galp and 1,4-linked α-l-Fucp residues. All fucoidans fractions were less cytotoxic and displayed colony formation inhibition in colon cancer DLD-1 cells. Therefore, these fucoidan fractions are potential antitumor agents.
Azaspiracid Shellfish Poisoning: A Review on the Chemistry, Ecology, and Toxicology with an Emphasis on Human Health ImpactsMarine Drugs - Tập 6 Số 2 - Trang 39-72
Michael J. Twiner, Nils Rehmann, Philipp Heß, Gregory J. Doucette
Azaspiracids (AZA) are polyether marine toxins that accumulate in various shellfish species and have been associated with severe gastrointestinal human intoxications since 1995. This toxin class has since been reported from several countries, including Morocco and much of western Europe. A regulatory limit of 160 μg AZA/kg whole shellfish flesh was established by the EU in order to protect human health; however, in some cases, AZA concentrations far exceed the action level. Herein we discuss recent advances on the chemistry of various AZA analogs, review the ecology of AZAs, including the putative progenitor algal species, collectively interpret the in vitro and in vivo data on the toxicology of AZAs relating to human health issues, and outline the European legislature associated with AZAs.
Ứng dụng các phương pháp phổ học trong phân tích cấu trúc của Chitin và Chitosan Dịch bởi AI Marine Drugs - Tập 8 Số 5 - Trang 1567-1636
Jolanta Kumirska, Małgorzata Czerwicka, Zbigniew Kaczyński, Anna Bychowska, Krzysztof Brzozowski, Jorg Thöming, Piotr Stepnowski
Chitin, polymer tự nhiên quan trọng thứ hai trên thế giới, và dẫn xuất N-deacetylated của nó là chitosan, đã được xác định là những biopolymer đa năng cho nhiều ứng dụng trong y tế, nông nghiệp và ngành công nghiệp thực phẩm. Hai trong số những lý do chính cho điều này là trước hết, tính chất hóa học, vật lý hóa học và sinh học độc đáo của chitin và chitosan, và thứ hai, nguồn nguyên liệu dồi dào cho việc sản xuất chúng. Các polymer này thể hiện các tính chất vật lý hóa học rất khác nhau tùy thuộc vào nguồn gốc chitin và điều kiện sản xuất chitosan. Sự hiện diện của các nhóm chức phản ứng cũng như bản chất polysaccharide của những biopolymer này cho phép chúng trải qua nhiều sự biến đổi hóa học khác nhau. Một phân tích hoàn chỉnh về hóa học và vật lý hóa học của chitin, chitosan và các dẫn xuất của chúng là không thể mà không sử dụng các kỹ thuật quang phổ. Bài tổng quan này tập trung vào ứng dụng của các phương pháp quang phổ trong phân tích cấu trúc của các hợp chất này.
Fucose-Rich Sulfated Polysaccharides from Two Vietnamese Sea Cucumbers Bohadschia argus and Holothuria (Theelothuria) spinifera: Structures and Anticoagulant ActivityMarine Drugs - Tập 20 Số 6 - Trang 380 - 2022
Ustyuzhanina, Nadezhda E., Bilan, Maria I., Dmitrenok, Andrey S., Tsvetkova, Eugenia A., Nikogosova, Sofya P., Hang, Cao Thi Thuy, Thinh, Pham Duc, Trung, Dinh Thanh, Van, Tran Thi Thanh, Shashkov, Alexander S., Usov, Anatolii I., Nifantiev, Nikolay E.
Fucosylated chondroitin sulfates (FCSs) FCS-BA and FCS-HS, as well as fucan sulfates (FSs) FS-BA-AT and FS-HS-AT were isolated from the sea cucumbers Bohadschia argus and Holothuria (Theelothuria) spinifera, respectively. Purification of the polysaccharides was carried out by anion-exchange chromatography on DEAE-Sephacel column. Structural characterization of polysaccharides was performed in terms of monosaccharide and sulfate content, as well as using a series of non-destructive NMR spectroscopic methods. Both FCSs were shown to contain a chondroitin core [→3)-β-d-GalNAc-(1→4)-β-d-GlcA-(1→]n bearing sulfated fucosyl branches at O-3 of every GlcA residue in the chain. These fucosyl residues were different in pattern of sulfation: FCS-BA contained Fuc2S4S, Fuc3S4S and Fuc4S at a ratio of 1:8:2, while FCS-HS contained these residues at a ratio of 2:2:1. Polysaccharides differed also in content of GalNAc4S6S and GalNAc4S units, the ratios being 14:1 for FCS-BA and 4:1 for FCS-HS. Both FCSs demonstrated significant anticoagulant activity in clotting time assay and potentiated inhibition of thrombin, but not of factor Xa. FS-BA-AT was shown to be a regular linear polymer of 4-linked α-L-fucopyranose 3-sulfate, the structure being confirmed by NMR spectra of desulfated polysaccharide. In spite of considerable sulfate content, FS-BA-AT was practically devoid of anticoagulant activity. FS-HS-AT cannot be purified completely from contamination of some FCS. Its structure was tentatively represented as a mixture of chains identical with FS-BA-AT and other chains built up of randomly sulfated alternating 4- and 3-linked α-L-fucopyranose residues.
Structural Characterization and Cytotoxic Activity Evaluation of Ulvan Polysaccharides Extracted from the Green Algae Ulva papenfussiiMarine Drugs - Tập 21 Số 11 - Trang 556 - 2023
Tran, Vy Ha Nguyen, Mikkelsen, Maria Dalgaard, Truong, Hai Bang, Vo, Hieu Nhu Mai, Pham, Thinh Duc, Cao, Hang Thi Thuy, Nguyen, Thuan Thi, Meyer, Anne S., Thanh, Thuy Thu Thi, Van, Tran Thi Thanh
Ulvan, a sulfated heteropolysaccharide with structural and functional properties of interest for various uses, was extracted from the green seaweed Ulva papenfussii. U. papenfussii is an unexplored Ulva species found in the South China Sea along the central coast of Vietnam. Based on dry weight, the ulvan yield was ~15% (w/w) and the ulvan had a sulfate content of 13.4 wt%. The compositional constitution encompassed L-Rhamnose (Rhap), D-Xylose (Xylp), D-Glucuronic acid (GlcAp), L-Iduronic acid (IdoAp), D-Galactose (Galp), and D-Glucose (Glcp) with a molar ratio of 1:0.19:0.35:0.52:0.05:0.11, respectively. The structure of ulvan was determined using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), and Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR) methods. The results showed that the extracted ulvan comprised a mixture of two different structural forms, namely (“A3s”) with the repeating disaccharide [→4)-β-D-GlcAp-(1→4)-α-L-Rhap 3S-(1→]n, and (“B3s”) with the repeating disaccharide [→4)-α-L-IdoAp-(1→4)-α-L-Rhap 3S(1→]n. The relative abundance of A3s, and B3s was 1:1.5, respectively. The potential anticarcinogenic attributes of ulvan were evaluated against a trilogy of human cancer cell lineages. Concomitantly, Quantitative Structure–Activity Relationship (QSAR) modeling was also conducted to predict potential adverse reactions stemming from pharmacological interactions. The ulvan showed significant antitumor growth activity against hepatocellular carcinoma (IC50 ≈ 90 µg/mL), human breast cancer cells (IC50 ≈ 85 µg/mL), and cervical cancer cells (IC50 ≈ 67 µg/mL). The QSAR models demonstrated acceptable predictive power, and seven toxicity indications confirmed the safety of ulvan, warranting its candidacy for further in vivo testing and applications as a biologically active pharmaceutical source for human disease treatment.
Novel Enzyme Actions for Sulphated Galactofucan Depolymerisation and a New Engineering Strategy for Molecular Stabilisation of Fucoidan Degrading EnzymesMarine Drugs - Tập 16 Số 11 - Trang 422 - 2018
Cao, Hang T. T., Mikkelsen, Maria D., Lezyk, Mateusz J., Bui, Ly M., Tran, Van T. T., Silchenko, Artem S., Kusaykin, Mikhail I., Pham, Thinh D., Truong, Bang H., Holck, Jesper, Meyer, Anne S.
Fucoidans from brown macroalgae have beneficial biomedical properties but their use as pharma products requires homogenous oligomeric products. In this study, the action of five recombinant microbial fucoidan degrading enzymes were evaluated on fucoidans from brown macroalgae: Sargassum mcclurei, Fucus evanescens, Fucus vesiculosus, Turbinaria ornata, Saccharina cichorioides, and Undaria pinnatifida. The enzymes included three endo-fucoidanases (EC 3.2.1.-GH 107), FcnA2, Fda1, and Fda2, and two unclassified endo-fucoglucuronomannan lyases, FdlA and FdlB. The oligosaccharide product profiles were assessed by carbohydrate-polyacrylamide gel electrophoresis and size exclusion chromatography. The recombinant enzymes FcnA2, Fda1, and Fda2 were unstable but were stabilised by truncation of the C-terminal end (removing up to 40% of the enzyme sequence). All five enzymes catalysed degradation of fucoidans containing α(1→4)-linked l-fucosyls. Fda2 also degraded S. cichorioides and U. pinnatifida fucoidans that have α(1→3)-linked l-fucosyls in their backbone. In the stabilised form, Fda1 also cleaved α(1→3) bonds. For the first time, we also show that several enzymes catalyse degradation of S. mcclurei galactofucan-fucoidan, known to contain α(1→4) and α(1→3) linked l-fucosyls and galactosyl-β(1→3) bonds in the backbone. These data enhance our understanding of fucoidan degrading enzymes and their substrate preferences and may assist development of enzyme-assisted production of defined fuco-oligosaccharides from fucoidan substrates.
Chlorella zofingiensis như một Nhà sản xuất vi tảo thay thế của Astaxanthin: Sinh học và Tiềm năng Công nghiệp Dịch bởi AI Marine Drugs - Tập 12 Số 6 - Trang 3487-3515
Jin Liu, Zheng Sun, Henri Gerken, Zheng Liu, Yue Jiang, Feng Chen
Astaxanthin (3,3′-dihydroxy-β,β-caroten-4,4′-dion), một carotenoid có giá trị cao, có nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, dinh dưỡng và dược phẩm, đã thu hút sự chú ý lớn từ khoa học và cộng đồng trong những năm gần đây. Vi tảo xanh Haematococcus pluvialis và Chlorella zofingiensis đại diện cho các nhà sản xuất astaxanthin tự nhiên hứa hẹn nhất. Mặc dù H. pluvialis có hàm lượng astaxanthin nội bào cao nhất và hiện được tin là một nhà sản xuất tốt của astaxanthin, nó có các nhược điểm nội tại như tốc độ sinh trưởng chậm, năng suất sinh khối thấp và yêu cầu ánh sáng cao. Ngược lại, C. zofingiensis có tốc độ sinh trưởng nhanh theo cách quang tự dưỡng, dị dưỡng và hỗn hợp, dễ nuôi trồng và có thể mở rộng cả trong nhà và ngoài trời, và có thể đạt được mật độ tế bào rất cao. Những đặc điểm công nghệ sinh học mạnh mẽ này cung cấp cho C. zofingiensis tiềm năng cao hơn để trở thành một sinh vật tốt hơn H. pluvialis cho sản xuất astaxanthin hàng loạt. Bài đánh giá này nhằm cung cấp một tổng quan về sinh học và tiềm năng công nghiệp của C. zofingiensis như một nhà sản xuất astaxanthin thay thế. Con đường tiến lên để mở rộng thêm sản xuất astaxanthin từ C. zofingiensis liên quan đến cả thách thức và cơ hội cũng được thảo luận.
#Astaxanthin #Chlorella zofingiensis #Haematococcus pluvialis #Vi tảo #Carotenoid #Sản xuất sinh học #Sinh trưởng #Công nghiệp
Astaxanthin: Nguồn gốc, Quy trình Chiết xuất, Độ bền, Hoạt tính Sinh học và Ứng dụng Thương mại - Một Tổng quan Dịch bởi AI Marine Drugs - Tập 12 Số 1 - Trang 128-152
Ambati Ranga Rao, Siew‐Moi Phang, Sarada Ravi, G. A. Ravishankar
Hiện nay, các hợp chất có hoạt tính sinh học được chiết xuất từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên đang thu hút đáng kể sự quan tâm, đặc biệt là những hợp chất có thể tác động hiệu quả lên các mục tiêu phân tử, có liên quan đến nhiều bệnh tật khác nhau. Astaxanthin (3,3′-dihydroxyl-β,β′-carotene-4,4′-dione) là một xanthophyll carotenoid, có trong Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum và Phaffia rhodozyma. Nó tích lũy đến 3,8% tính trên trọng lượng khô trong H. pluvialis. Dữ liệu được công bố gần đây của chúng tôi về chiết xuất astaxanthin, phân tích, nghiên cứu độ bền và kết quả về hoạt tính sinh học đã được thêm vào bài báo tổng quan này. Dựa trên kết quả của chúng tôi và tài liệu hiện tại, astaxanthin cho thấy hoạt tính sinh học tiềm năng trong các mô hình in vitro và in vivo. Những nghiên cứu này nhấn mạnh tác động của astaxanthin và lợi ích của nó đối với sự chuyển hóa ở động vật và con người. Sinh khả dụng của astaxanthin ở động vật được cải thiện sau khi cho ăn sinh khối Haematococcus như một nguồn cung cấp astaxanthin. Astaxanthin, được sử dụng như một thực phẩm bổ sung dinh dưỡng, chất chống oxy hóa và chất chống ung thư, ngăn ngừa tiểu đường, các bệnh tim mạch và rối loạn thoái hoá thần kinh, đồng thời kích thích miễn dịch. Các sản phẩm astaxanthin được sử dụng trong các ứng dụng thương mại dưới dạng viên nang, si rô, dầu, gel mềm, kem, sinh khối và bột hạt. Các đơn đăng ký bằng sáng chế astaxanthin có sẵn trong các ứng dụng thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và thực phẩm chức năng. Bản tổng quan hiện tại cung cấp thông tin cập nhật về các nguồn astaxanthin, quy trình chiết xuất, phân tích, độ bền, hoạt tính sinh học, lợi ích sức khỏe và chú ý đặc biệt đến các ứng dụng thương mại của nó.
#astaxanthin #carotenoid #hoạt tính sinh học #chiết xuất #sinh khả dụng #chống oxy hóa #bệnh tiểu đường #bệnh tim mạch #rối loạn thoái hoá thần kinh #ứng dụng thương mại
Quy trình điều chế và đặc trưng chitosan thu được từ vỏ tôm (Litopenaeus vannamei Boone) Dịch bởi AI Marine Drugs - Tập 15 Số 5 - Trang 141
Antonino Rayane, Bianca Lia Fook, Lima Vitor, Raid de Farias Rached, Eunice Paloma Nascimento Lima, R. J. S. Lima, Carlos Peniche, Marcus Vinícius Lia Fook
Nguồn chính để sản xuất thương mại chitosan là quá trình khử acetyl mạnh mẽ của chitin, một polyme cơ sở có trong tảo lục, thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của giáp xác. Nghiên cứu này đề xuất một quy trình mới nhằm điều chế chitosan từ vỏ tôm. Quy trình bao gồm hai giai đoạn tẩy trắng 10 phút bằng ethanol, sau quá trình khử khoáng và khử protein thông thường. Trước khi khử acetyl, chitin được ngâm trong dung dịch NaOH nồng độ 12,5 M, làm lạnh và giữ đông trong 24 giờ. Chitosan thu được được đặc trưng bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), quang phổ tử ngoại (UV), nhiễu xạ tia X (XRD) và phương pháp đo độ nhớt. Chúng tôi đã thu được các mẫu chitosan màu trắng với độ acetyl hóa dưới 9%, được xác định qua FTIR và quang phổ đạo hàm bậc nhất UV. Sự thay đổi hình thái của mẫu được quan sát thông qua SEM. Hàm lượng tro (ash content) trong các mẫu chitosan đều dưới 0,063%. Chitosan hòa tan trong dung dịch 1% axit axetic với tỷ lệ không tan còn lại nhỏ hơn hoặc bằng 0,62%. Phổ XRD cho thấy các đỉnh đặc trưng của chitosan ở khoảng 2θ = 10° và 20°. Khối lượng phân tử của chitosan nằm trong khoảng 2,3–2,8 × 105 g/mol. Kết quả cho thấy quy trình phát triển trong nghiên cứu này cho phép thu nhận chitosan có tính chất lý hóa phù hợp với các ứng dụng trong dược phẩm.
#chitosan #chitin #Litopenaeus vannamei Boone
