Extraction, séparation et analyse de l'activité hypoglycémiante des polysaccharides du navet

HOU Mengyu ,  

XU Ruina ,  

LI Qingsong ,  

LI Shaoxuan ,  

MA Xinying ,  

YE Yaohui ,  

摘要

L'objectif est d'optimiser la méthode d'extraction des composants polysaccharidiques du navet, d'analyser et d'évaluer la structure primaire des composants polysaccharidiques du navet isolés et purifiés (BP-1) ainsi que leur effet hypoglycémiant sur le poisson zèbre diabétique. La méthode utilise le rendement du polysaccharide du navet comme indicateur d'évaluation, en employant une méthode d'extraction semi-biomimétique. Trois facteurs — le ratio matière-liquide, le temps d'extraction et la température d'extraction — sont étudiés par méthode à facteur unique et méthode de surface de réponse Box-Behnken pour optimiser le procédé d'extraction. La séparation et la purification du BP-1 sont réalisées par la méthode de Sevage et une colonne de cellulose DEAE-52. La pureté, la composition en monosaccharides, la structure en triple hélice et les groupes fonctionnels du polysaccharide du navet sont identifiés par spectrophotométrie UV-visible (UV), chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS), test au rouge Congo, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR) ; la microstructure est observée par microscopie électronique à balayage (SEM) et microscopie à force atomique (AFM). Les poissons zèbres sont répartis en groupes contrôle, BP-1-1, BP-1-10, BP-1-50, BP-1-200, BP-1-1000, ajoutant respectivement des solutions de BP-1 à 1, 10, 50, 200, 1000 mg·L-1 dans le milieu E3, effectuants une exposition de 96 h des embryons. L'impact sur le phénotype, le taux de survie, le taux de malformation et la fréquence cardiaque évalue la concentration maximale tolérée de BP-1. Les animaux expérimentaux sont aléatoirement divisés en groupe contrôle, groupe modèle, BP-1-10 (10 mg·L-1), BP-1-50 (50 mg·L-1), BP-1-200 (200 mg·L-1). Le groupe contrôle est cultivé en milieu E3, les groupes modèles et de traitement induits par 10 g·L-1 de glucose et 500 µmol·L-1 de tétrazol pour établir un modèle diabétique d'embryons de poisson zèbre à 4 dpf, les groupes de traitement reçoivent des doses correspondantes de BP-1, les groupes contrôle et modèle reçoivent une quantité égale de solution saline physiologique. Les teneurs en glucose et insuline (INS) sont détectées par ELISA, l'impact sur le foie est observé par histologie HE, et les niveaux d'expression de mRNA du glucagon (Glucagon), de l'insuline (Insa) et de la phosphoénolpyruvate carboxykinase 1 (PCK1) sont quantifiés par PCR en temps réel. Les résultats montrent que les conditions optimales sont un ratio matière-liquide de 1:40 (g·mL-1), un temps d'extraction de 66 minutes, une température d'extraction de 79 ℃, avec un rendement de polysaccharide du navet de (10,34±0,96)%. L'analyse UV indique que le BP-1 ne contient pas de protéines ni d'acides nucléiques; le GC-MS révèle six monosaccharides : arabinose, rhamnose, ribose, mannose, galactose, glucose. Le test au rouge Congo montre que la conformation moléculaire n'a pas de structure en triple hélice; FT-IR identifie des liaisons α-glycosidiques et des acides uroniques; SEM montre une structure irrégulière en feuilles avec une surface lisse; AFM suggère que la structure agrégée est due à l'entrelacement des chaînes moléculaires et aux interactions des liaisons hydrogène intramoléculaires. La concentration maximale tolérée de BP-1 sur 96 h est déterminée à 200 mg·L-1 pour le poisson zèbre. Les résultats pharmacologiques montrent qu'en comparaison au groupe contrôle, les taux de glucose augmentent significativement et ceux d'INS diminuent significativement dans le groupe modèle (P<0,01); par rapport au groupe modèle, le groupe BP-1-50 réduit significativement le glucose et augmente significativement l'INS (P<0,05). L'observation histopathologique du foie montre que BP-1 répare les tissus hépatiques endommagés à toutes les doses, la structure hépatique du groupe BP-1-200 est proche de la normale, avec des hépatocytes bien formés. La PCR en temps réel montre que dans le groupe modèle, les mRNA de Glucagon et PCK1 sont significativement régulés à la hausse, tandis que celui d'Insa est diminué (P<0,01); comparé au groupe modèle, les groupes BP-1-50 et BP-1-200 montrent une régulation significative à la baisse de Glucagon et PCK1 et une augmentation significative d’Insa (P<0,01). Conclusion: la méthode d'extraction semi-biomimétique offre un rendement élevé de polysaccharide de navet, avec une exploitation simple et un coût réduit, adaptée à la production industrielle à grande échelle. Le composant BP-1 est composé de six monosaccharides, contient des liaisons α-glycosidiques et des acides uroniques, possède une activité hypoglycémiante et offre une protection hépatique dans un modèle diabétique induit au tétrazol chez le poisson zèbre.

关键词

polysaccharides du navet; méthode d'extraction semi-biomimétique; caractérisation structurale; activité hypoglycémiante; optimisation du procédé; diabète

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