Файл: Аутентичного материала.docx

Ранее было высказано предположение, что развитие репродуктивных структур в водорослях оказывает существенное влияние на их полисаха-ридный состав (Имбс и др., 2009; Skriptsova et al., 2010). Сравнительный анализ показал, что содержание фукоидана в фертильных образцах всех исследованных видов было значительно выше, чем в стерильных, за исключением S. pallidum. Содержание фукоидана в этой водоросли, как в вегетативных талломах, так и в слоевищах с развитыми рецептакулами значимо не различалось (табл. 4.2). Степень увеличения массовой доли фукоидана в тканях растений в период размножения зависела от вида водоросли. Так, если у F. evanescensи S. japonicaf. diabolicaсодержание полисахарида в фертильных растениях (или частях растений для S. japonica)

100

было почти в 2 раза выше по сравнению со стерильными, то у A. ochotensisи S. babingtonii— лишь в 1,3 и 1,5 раза, соответственно (табл. 4.2). Моно-сахаридный состав водорастворимых полисахаридов при формировании репродуктивных структур (органов) также зависел от видовой принадлежности водорослей. Например, у обоих исследованных представителей сем. Fucaceae (F. evenscensи S. babingtonii) как стерильные, так и фертильные растения синтезировали относительно гомогенный фукоидан с преобладанием фукозы, доля которой при развитии генеративных структур (в генеративных растениях) менялась незначительно (табл. 4.2). Вегетативные особи трех других исследованных видов водорослей (A. ochotensis, S. japonicaf. diabolicaи S. pallidum) синтезировали более гетерогенный по моносахаридному составу фукоидан. Среди моносахаридов также доминировала фукоза (табл. 4.2). Сульфатированные полисахариды, выделенные из фертильных образцов S. pallidumи A. ochotensis, характеризовались более высоким содержанием галактозы и фукозы по сравнению со стерильными и фактически представляли собой галактофуканы. Для S. japonicaf. diabolica— в образцах, содержащих генеративные ткани, фукозы и маннозы было меньше, чем в вегетативных тканях (табл. 4.2). Для всех исследованных видов характерно снижение доли маннозы в полисахариде с развитием репродуктивных структур (органов): в среднем содержание маннозы относительно фукозы уменьшалось в 1.5—3 раза (табл. 4.2).

Исследования сезонной динамики содержания и структурных характеристик фукоиданов, а также их изменения в зависимости от репродуктивного статуса водоросли были проведены в ТИБОХ на примере широко распространенных на Дальнем Востоке видов бурых водорослей С.

---

costataи U. pinnatifida(порядок Laminariales).

С. costata— это однолетнее растение. В Приморье в мае-июне у этой водоросли появляется спороносная ткань, созревание зооспор водоросли завершается в июне-июле, затем происходит их рассеивание, и к августу слоевища водоросли разрушаются (Пржеменецкая (Макиенко), 1988).

В течение такого короткого вегетационного периода, а именно, с апреля по июль содержание фукоидана в С. costataувели- _{Рис 4 л Динамика С0Д}ержания фу-чилось в 5 раз (рис. 4.1) (Имбс и др., 2009). _{коидана> ламинарана и уронана в с}

При этом изменялся моносахаридный _{С0$Шав зависимости от месяца сбора} состав фукоидана - от гетерофукана, состо-

40	-П-фукоиданы
£ 35 1 зо- я 8"25 ■ со g	^\^ -#-Уронаны
	^# -О-Ламинаран
	\
|!20 #| 15- я ю-6	У
i 5- о -	Jb^s
	апрель май июнь июль

101

ящего из фукозы, галактозы, ман-нозы и рамнозы (Fuc:Gal:Man:Rha = 1,0:0,3:0,4:0,2) в апреле—мае, до галактофукана в июне—июле (рис. 4.2). Содержание сульфатов в наблюдаемый период увеличилось более чем в 5 раз (рис. 4.2).

На примере С. costataбыло показано, что молекулярная масса фуко-идана заметно уменьшается по мере созревания водоросли (рис. 4.3). Обнаруженная закономерность особенно интересна в связи с тем, что полисахариды с более низкой молекулярной массой предпочтительнее в качестве биологически активных веществ, т.к. их введение в организм высших животных вызывает меньше нежелательных

65 60 55 50 45 ³⁹ 40

1 ³⁵ Щ » 30

ё

---

26

20

15 10 5 О

-о— SCbNa* —А— Flic ^^Gal -О— Man -•— Rha -ш—Gfc ■О- Xyl



Рис. 4.2. Изменение моносахаридного состава (Fuc, Gal, Man, Rha, Xyl, Glc (% от суммы нейтральных моносахаридов)) и сульфатов (% от веса фракции) во фракциях водорастворимых полисахаридов водоросли С. costataв зависимости от месяца сбора

эффектов (Kulicke et al., 1997). Оптимум молекулярных масс для биологически активных полисахаридов расположен в области невысоких значений от 10 до 100 кДа. Так, фукоиданы, проявляющие антикоагу-

лянтную активность, имеют молекулярные массы от 50 до 100 кДа (Nagumo et al., 1996). Аналогичные исследования были проведены для U. pinnatifida— водоросли, имеющей очень широкий ареал распространения. Эта водоросль, как и С. costata, характеризуется коротким вегетационным периодом. В отличие от С. costata, U.

Рис. 4.3. Молекулярно-массовое распределение pinnatifidaимеет морфологи-фукоиданов из майского (а) и июльского (б) об- чески разграниченные части разцов водоросли С. costata. Разделение фукоида- таллома: вегетативную (планов проводили на последовательно соединенных стина) И репродуктивную колонках Shodex Asahipak GS-520 HQ и GS-620 (спорофиллы) И, благодаря HQ (7,5 X 300 мм) этому, служит удобным объ-

			380 кДа 300 кДа
1.0-	%(х100)		i *
				\А	кДа
0.5-			I		\
						\___		б
			7 L
			1V^				а
0	0 5.0	10.0	1б	.0 2	0.0	гё.о		мин

---

102

ектом для исследования физиологии и химического состава участков слоевища, выполняющих разные функции. Ранее для U. pinnatifidaбыло показано, что во время роста с ней происходят значительные морфологические изменения: меняются весовые соотношения листовой пластины и спорофилл в цельном талломе водоросли (Skriptsova et al., 2004). Листовая пластина составляет основную часть веса таллома в период с апреля по июнь. В период спороношения U. pinnatifidaспорофиллы составляют до 76% от веса цельного таллома водоросли. В литературе относительно состава и строения полисахаридов U. pinnatifidaимеются разрозненные данные. Ранее из разных частей этой водоросли выделили фукоиданы различных структурных типов, которые показали разнообразную биологическую активность. Спорофиллы U. pinnatifidaсодержали преимущественно сульфатированные галактофуканы, в то время как цельные талломы водоросли синтезировали смесь полисахаридов галактофуканового и аскофилланового структурных типов.

Нашими исследованиями было показано, что содержание фукоидана в U. pinnatifidaс апреля по июль увеличилось в 5 раз, достигнув максимума к июлю, когда спорофиллы составляли основную часть таллома водоросли (рис. 4.4) (Skriptsova et al., 2010). При этом значительно изменился

моносахаридный состав фукоидана: содержание Gal увеличилось, Man — заметно уменьшилось, а содержание Fuc практически не изменилось (рис. 4.5). Мольное отношение FucGal изменилось от 1,0:0,34 в апреле до 1,0:0,69 в июле. В апреле U. pinnatifidaсинтезировала гетерофукан, содержащий, помимо фукозы, примерно одинаковые количества маннозы и галактозы, а в июне—июле — фу-коидан, представляющий собой галактофукан (рис. 4.5).

Ж В

о R К °

о

н

D
^s 3 о ^

20

15

10

Апрель Май Июнь Июль

Рис. 4.4. Содержание фукоидана (% от сухой

обезжиренной водоросли) в бурой водоросли

U. pinnatifidaв зависимости от месяца сбора

Таким образом, наибольшее количество фукоидана содержалось в июльском образце водоросли, когда спорофиллы составляли основную часть таллома. Изучение моносахаридного состава фукоидана U. pinnatifidaпоказало, что в разные месяцы водоросль синтезировала фукоиданы различных структурных типов: в апреле—мае — сульфатированный гетерофукан, содержащий наряду с фукозой большие количества маннозы (до 30%) и галактозы (до 25%), в июне—июле — фукоидан, представля-

---

103

{-о

к к

ой

Он

и И О

ш о

£ 70

I⁶⁰ ё 50

---