​Химики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» создали два новых способа получения модернизированных полисахаридов с антикоагулянтными свойствами. Замена токсичных реагентов кислотами сделает метод сульфатирования полисахаридов эффективнее и безопаснее для окружающей среды. Результаты исследования опубликованы в международном сборнике конференций Software Engineering Perspectives in Intelligent Systems и журнале Journal of Molecular Modeling
 
Полисахариды галактоманнаны, к которым относится гуаровая камедь, — полимерные производные сложных углеводов, состоящие из галактозы и маннозы. Эти нетоксичные соединения широко используются в качестве пищевых добавок, стабилизаторов, флокулянтов, загустителей и гелеобразователей. Фармакологические исследования показали, что галактоманнаны и соединения на их основе обладают гепатопротекторным, обезболивающим и антикоагулянтными свойствами. Особо перспективными для биомедицины считают сульфатные производные галактоманнанов, поскольку встраивание сульфатной группы в молекулу биополимера увеличивает его биоразлагаемость и растворимость в воде. Однако при химической модификации галактоманнанов используют токсичные и агрессивные вещества, загрязняющие окружающую среду. 

 
Химики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с зарубежными коллегами модифицировали процедуру получения сульфатированных полисахаридов двумя различными способами, сделав ее более безопасной. В первом варианте методики учёные заменили агрессивные растворители и реагенты на сульфаминовую кислоту и мочевину, во втором — на хлорсульфоновую кислоту с диоксаном. Ученые обнаружили сульфатирующие комплексы, обладающие необходимой реакционной способностью для получения новых сульфатированных производных галактоманнанов. 

 
гуар_камедь_СФУ.jpg 
​Фото: КНЦ СО РАН ​​​​​​​​
 
Ученые использовали образцы пищевого галактоманнана — гуаровой камеди, полученные из бобовых травянистых растений, в частности горохового дерева. Они отличаются большой молекулярной массой и особым соотношением галактозы и маннозы. Как отмечают ученые, источник растений и содержание сахаров — важны. Именно они отвечают за растворимость полисахаридов в воде и потенциал их использования в качестве биологически активного вещества. Добавление в структуру молекулы полисахарида сульфатной группы увеличивает водорастворимость соединения и активирует в нем антикоагулянтные свойства. По словам исследователей, благодаря этому полисахарид может снижать свертываемость крови и использоваться для профилактики тромбозов. 
 
Для эффективных способов получения сульфатированных полисахаридов химики опробовали различные реагенты, которые обладают похожими свойствами и хороши для получения целевого вещества. Такими оказались хлорсульфоновая и сульфаминовая кислоты. Однако выигрыш в экологичности и количестве получаемого материала, привел к потере в скорости реакции. Более безопасным ученые признали относительно медленный метод с сульфаминовой кислотой. Хлорсульфоновая кислота представляет бо́льшую опасность, но при этом она более реакционно способная и реакция с ней протекает быстрее. 
 
«Полисахариды высших растений, в том числе галактоманнаны, безвредны для организма человека и обладают иммуномодулирующими свойствами. Сульфатированные производные таких галактоманнанов могут быть использованы в фармацевтике как потенциальные антиоксиданты, противовирусные препараты и новый класс антикоагулянтов. Целью нашей работы была оптимизация процесса сульфатирования галактоманнана. Разработанные методы безвредны, в отличие от традиционных. Мы получаем такое же биологическое вещество, как и раньше, но при этом не используем каких-то токсичных, коррозионных веществ, которые влияют на окружающую среду. Это является важным шагом на пути к экологической безопасности этого химического процесса. Однако из-за того, что на новые методы уходит много времени, перед нами стоит новая задача — найти баланс между скоростью и безопасностью реакции», — рассказал научный сотрудник Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат химических наук Александр Сергеевич Казаченко. 
 
Ученый отметил, что безопасные методы будут полезны для дальнейшего масштабирования процесса в крупных объемах. Особенно многообещающей выглядит дальнейшая модификация сульфатов полисахаридов в средства адресной доставки лекарств в клетки организма. В планах красноярских химиков провести такую работу. 
 
Исследование поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-33-70256). 
 
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН 

 
Н​а фото: изображение гуаровой камеди (слева) и сульфатированной гуаровой камеди (справа), сделанное сканирующим электронным микроскопом 

Похожие новости

  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    418
  • 12/02/2021

    Международный день женщин и девочек в науке: КНЦ СО РАН

    ​​11 февраля провозглашен Международным днем женщин и девочек в науке. Как отмечается на сайте ООН, наука и гендерное равенство являются неотъемлемыми элементами достижения целей развития, изложенных в Повестке дня устойчивого развития до 2030 года.
    398
  • 11/12/2020

    Главный результат Большой Норильской экспедиции: исследования необходимо продолжать

    ​На московской площадке Российской академии наук состоялось обсуждение итогов полевого и лабораторного этапов Большой Норильской экспедиции (БНЭ), организованной Сибирским отделением РАН и компанией «Норникель».
    860
  • 24/12/2020

    Экологически чистые. Красноярские учёные разработали новые буровые растворы

    Специалисты «Роснефти» и Сибирского федерального университета разработали технологию производства экологически безопасных буровых растворов. Для этого применяются биоразлагаемые компоненты и растительные масла.
    616
  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    2365
  • 26/11/2020

    Эксперты помогают бороться с браконьерством сибирского осетра

    ​​Эксперты-ихтиологи Красноярского ЦСМ Росстандарта и ученые-биологи Сибирского федерального университета (СФУ) и Института биофизики СО РАН для проведения судебных ихтиологических экспертиз применяют в своей практике методики, позволяющие определить видовую принадлежность рыбы и установить ее среду обитания до вылова.
    370
  • 28/12/2020

    Голубой цвет елям придают нанотрубки

    Красноярские ученые определили, что голубая ель и сизая пшеница имеют голубой оттенок из-за присутствия нанотрубок в покрывающем иглы и листья эпикутикулярном воске. Нанообъекты длиной в несколько микрон влияют на проникающий в растения свет.
    524
  • 05/02/2021

    Год науки и технологий: что нужно учёным, кроме слов

    Указом президента РФ 2021 год объявлен Годом науки и технологий.  Как отмечает Федеральная служба государственной статистики, начиная с 2016 года количество научных сотрудников в России сокращается ежегодно на 2 %.
    525
  • 05/10/2018

    Бокоплав-кузнечик выживает в «горячей» воде за счет неверного жиросжигания

    Устойчивость к высокой температуре во многом зависит от способности обходиться без кислорода.​Ученые из Иркутского государственного университета, Белорусского государственного университета, Байкальского исследовательского центра, Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета узнали, как бокоплав-кузнечик Gammarus lacustris реагирует на постепенный рост температуры окружающей воды и какими биохимическими приспособлениями он пользуется, чтобы выжить.
    2650
  • 25/11/2020

    Андрей Савченко: "Наш метод позволяет минимизировать риск развития рецидива онкозаболеваний"

    ​Пока все силы здравоохранения направлены на борьбу с новым коронавирусом, не стоит забывать о других серьезных заболеваниях, которые давно стали частью жизни. Один из таких недугов — рак. По данным Всемирной организации здравоохранения, рак является одной из основных причин смерти в мире.
    360