Wittgenstein

Fucanas Sulfatadas

As algas pardas ou marrons representam a menor fatia da bio- diversidade de macroalgas brasileiras, aproximadamente 90 espé- cies (15% do total das espécies descritas) [1]. Polissacarídeos sulfa- tados contendo elevadas percentagens de α-L-fucose (homofucanas) ou este desoxiaçúcar (metil pentose) e proporções variadas de ga- lactose, ácido urônico, manose e xilose (heterofucanas) são típicos da divisão Phaeophyta, não ocorrendo em outras divisões de algas marinhas ou plantas terrestres. Estes polissacarídeos estão entre os mais complexos encontrados na natureza e o interesse no estudo da estrutura química das fucanas, além de um enorme desafio, repre- senta uma etapa fundamental para o entendimento das inúmeras ati- vidades biológicas apresentadas por estes polissacarídeos sulfatados.

As fucanas sulfatadas de macroalgas pardas são moléculas de interesse no estudo de diferentes tipos de atividades biológicas e farmacológicas, tais como: antitumorais,47,95-97 _{antiangiogênica,}97

antioxidante,48 _{anticoagulantes e antitrombótica,}3,6,26,42,98-100 _antivi-

rais29,38,43,44,46 _{e antiadesiva}101,102 _{e estimuladora da síntese de compos-}

tos antitrombóticos (heparan sulfato) em células endoteliais.26,41,42

Desta forma, as algas pardas são uma importante fonte de polissa- carídeos bioativos cujas características estruturais (tipo de cadeia e posicionamento dos grupos sulfato) são responsáveis pela ampla faixa de atividades biológicas apresentadas por estas moléculas, as- sim como seus potenciais de ação.

Estudos sobre a estrutura química de fucanas de algas têm demonstrado uma grande diversidade em termos de unidades mo- nossacarídicas constituintes, tipos de ligações glicosídicas, posicio- namento dos grupos sulfato, tipo de cadeia principal e massa mo- lecular. Suas estruturas variam de espécie para espécie, às vezes influenciadas por condições ambientais e variam também com os

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métodos de extração utilizados.59 _{Ressalta-se, ainda, que mesmo}

uma única espécie pode sintetizar fucanas com diferentes caracte- rísticas estruturais, como por exemplo, as isoladas de algas da or- dem Dyctiotales (Dictyota menstrualis (Hoyt) Schnetter, Hörnig & Weber-Peukert,3 _{D. mertensii (Mart.) Kütz.}6_{, Padina gymnos-}

pora (Kütz.) Sond.6 _{e Spatoglossum schröederi (C. Agardh) Kütz.} 26,41,42_{[26,41,42]) e da ordem Fucales (Sargassum vulgare C. Agardh}6

e S. stenophyllum Mart.8_).

S. schröederi sintetiza uma xylofucoglucuronana sulfatada

(21kDa) a qual teve sua estrutura determinada utilizando métodos espectroscópicos, análises de metilação e degradação parcial ácida e enzimática (sulfatases e glicosidades obtidas do molusco Tagelus

gibbus). Estes resultados em conjunto mostraram que este heteropo-

lissacarídeo acídico é constituído por uma cadeia principal de ácido β-D-glucurônico ligado na posição 3, com ramificações na posição

4 de cadeias de fucose 3-ligada e 4-sulfatada. Estas, por sua vez, estão substituídas em C-2 por cadeias de β-D-xilose 4-ligadas par- cialmente sulfatadas na posição 3. Este polissacarídeo sulfatado e altamente ramificado é desprovido de atividade anticoagulante e he- morrágica, mas estimula a síntese de um heparan sulfato antitrom- bótico em células endoteliais.26

Desta mesma espécie foi também isolada uma heterofucana (21,5 kDa) em que unidades de β-D-galactose 4-ligadas, parcial- mente sulfatadas na posição 3, formam a cadeia principal. A cada quatro unidades de galactose uma apresenta-se ramificada por oligossacarídeos formados por fucose (sulfatada ou não em C-3) e β-D-xilose.42 _{Esta heterofucana apresentou potente atividade an-}

titrombótica in vivo42 _{e assim como outras fucanas isoladas de S.}

schröederi26,41 _{não desempenha ação anticoagulante in vitro, mas}

estimula a síntese de um heparan sulfato antitrombótico em células endoteliais.42 _{A potente atividade antitrombótica in vivo pode estar}

relacionada com este último efeito, mas, principalmente, à presença de resíduos de galactose. Assim, estas heterofucanas representam importantes polissacarídeos sulfatados com potencial aplicação

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como agentes antitrombóticos26,41,42 _{principalmente para casos clíni-}

cos onde é desejado um tratamento baseado na ação antitrombótica dissociada do efeito anticoagulante.

As heterofucanas sulfatadas de S. schröederi e outras isoladas de D. mertensii e Lobophora variegata (J.V. Lamour.) Womersley ex E.C. Oliveira (todas coletadas no Rio Grande do Norte) apresenta- ram inibição da atividade da trancriptase reversa do HIV.38

De S. stenophyllum, coletada no litoral de Santa Catarina, ob- teve-se, por extração aquosa (pH 7) a 25o_Ce subsequente purifica-

ção, um largo espectro de sete heteropolissacarídeos contendo fucose (35,5-65%), galactose (21,1-31%), além de xilose e manose também em proporções variadas. O grupo das frações mais sulfatadas (28,3- 28,5%) apresentou baixo teor de ácido glucurônico (1,7-2,5%), en- quanto que o grupo menos sulfatado (17,7-22,4%) continha até dez vezes mais ácido glucurônico. Análises químicas e espectroscópicas conduzidas nos polímeros nativos, dessulfatados e defucosilados demonstraram que estas fucanas se diferenciam majoritariamente quanto ao grau de ramificação (19 e 7,8% de unidades terminais), tipo de constituinte majoritário da cadeia principal (galactose ou manose), tipo de ligações glicosídicas e posicão de grupos sulfato (fucose 4-ligadas 3-sulfatadas ou unidades de fucose 3-ligadas 2,4- disulfatada e 4-sulfatada).

Estas fucanas apresentam uma grande complexidade estrutu- ral, haja vista outros tipos de unidades monossacarídicas sulfatadas ou não as quais possuem diferentes tipos de anomericidade e confi- guração absoluta.8 _{Estes polímeros apresentaram reduzida e não sig-}

nificante atividade anticoagulante (testes APTT e TT) quando com- paradas com a heparina.8 _{Por outro lado, a avaliação da atividade}

anti-herpética contra HSV-1 das fucanas de S. stenophyllum mos- trou que as frações mais ativas apresentam índices de seletividade entre 247-390. Deste modo, estas fucanas têm elevada atividade e são desprovidas de citotoxidade frente a células Vero.29 _{As fucanas}

de S. stenophyllum apresentaram atividade citotóxica contra células tumorais da linhagem HeLa.47

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Estudos de modificação química, conduzido por hidrólise ácida parcial em que o polímero nativo foi parcialmente defucosi- lado e dessulfatado, demonstraram que esta propriedade é depen- dente da massa molecular, do grau de sulfatação e da densidade de carga fornecida pelos grupos carboxilato dos ácidos urônicos e dos grupos sulfatos. A sulfatação química em C-6 das unidades de ga- lactose, presente neste polímero de menor massa molecular, restau- rou a atividade citotóxica a um nível compatível com o das fucanas nativas. Tal fato demonstra a relação da atividade em função do grau e posição da sulfatação.47

Ácido Algínico

Este polissacarídeo ácido é um poliuronídeo linear constitu- ído por unidades de ácido β-D-manurônico e α-L-gulurônico ligadas

através de ligações (1→4). A proporção e distribuição das unidades monossacarídicas ao longo do polímero varia de acordo com a espé- cie.58 _{Alginatos apresentam propriedades físico-químicas relevantes}

para a produção de géis e soluções de alta viscosidade de grande interesse econômico, sendo utilizados pelas indústrias alimentícia, cosmética, química e têxtil, dentre outras.

A caracterização, através de métodos químicos (hidrólise ácida parcial, purificação dos blocos, metilação do polímero carbo- xireduzido) e de técnicas espectroscópicos (RMN-13_{C do polissa-}

carídeo e de seus blocos), permitiu determinar que o alginato de

Sargassum stenophyllum (21% de rendimento) apresenta uma razão

molar entre as unidades de ácido manurônico (M) e gulurônico (G) de 1:1. Estas unidades estão distribuídas ao longo do polímero na forma de blocos M (5%) e blocos G (25%) com grau de polimeriza- ção (dp) de 20 e 64, respectivamente, além de uma alta percentagem de blocos híbridos (MG, 70%).32 _{A determinação da estrutura quí-}

mica de alginatos é de fundamental importância para sua adequada aplicação nos diferentes setores da indústria, já que alginatos ricos

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em ácido manurônico apresentam propriedades viscosantes e os ri- cos em ácido gulurônico são mais geleificantes.

Alginatos com diferentes massas moleculares, viscosidade e proporção de unidades M e G foram obtidos de S. vulgare (coletada no litoral do nordeste), os quais inibiram in vivo o crescimento de células tumorais (Sarcoma 180).95,103

O alginato da alga parda Laminaria brasiliensis A.B. Joly & E.C. Oliveira (coletada no litoral sudeste) também foi caracterizado estruturalmente.7 _{Embora a relação molar M/G seja semelhante à de}

S. stenophyllum, o dp dos blocos G é menor (dp=20). Ressalta-se que

as propriedades físico-químicas apresentadas pelos alginatos de- pendem tanto da relação M/G como da percentagem e tamanho dos blocos constituintes, o que justifica um estudo minucioso da estru- tura química dos alginatos isolados de diferentes espécies de algas pardas para uso comercial.

POLISSACARÍDEOS DE ALGAS VERDES: ESTRUTURA E