Установлено, что полученные из различных растений фракции отличаются содержанием углеводной и белковой составляющей. Содержание белка, определенное по методу Бредфорда, во фракции СА составляет 22%, DC – 14%, AC – 32%, BO – 19%. Исследование моносахаридного состава полученных фракций показало, что главным компонентом их углеводной цепи являются остатки галактуроновой кислоты: СА - 68%, DC – 44%, AC – 42%, BO – 34% (акад. Оводов Ю.С., к.х.н. Головченко В.В., к.х.н. Оводова Р.Г., Витязев Ф.В., Михалева Н.Я.) (6.5. - Структура и функции молекул и надмолекулярных комплексов. ИФ Коми НЦ УрО РАН).
Получены пектин-белковые комплексы из культур клеток смолевки обыкновенной (SVC, выход 8-10%), ряски малой (LMC, выход 2-4%) и пижмы обыкновенной (TVC, выход 5-7%). В составе SVC в качестве основных компонентов углеводной цепи содержатся остатки Dгалактуроновой кислоты (64%), галактозы (1,7%), арабинозы (1,4%) и рамнозы (0,9%). Присутствующие в образце остатки глюкозы, ксилозы и маннозы скорее всего являются компонентами сопутствующих пектинам резервных полисахаридов и гемицеллюлоз. Содержание белка в SVC составляет 12%. С помощью ультрафильтрации через мембраны с разным диаметром пор определено молекулярно-массовое распределение SVC. Установлено, что основной по выходу (77%) является фракция SVC-I с молекулярной массой более 300 кДа, в которой доминирующими моносахаридами являются галактуроновая кислота, галактоза и арабиноза. Фракции SVC-II и SVC-III с молекулярными массами 100-300 и 50-100 кДа являются минорными, их выход составляет 0,8% и 0,4% соответственно. В моносахаридном составе этих фракций увеличивается относительное содержание остатков галактозы, арабинозы и рамнозы и снижается количество остатков галактуроновой кислоты. Содержание белка является максимальным во фракции SVC-I и составляет 14%, тогда как во фракциях SVC-II и SVC-III обнаружены следовые количества белка. Полученные данные указывают на то, что SVC представляет собой смесь пектин-белкового полимера, состоящего в основном из слабо разветвленных пектиновых фрагментов с молекулярной массой более 300 кДа и белка, и сильно разветвленного пектинового полисахарида с молекулярными массами 100-300 и 50-100 кДа.
В составе TVC в качестве основных компонентов содержатся остатки D-галактуроновой кислоты (68%), галактозы (4,4%), арабинозы (5,2%) и рамнозы (1,5%). Остатки глюкозы, ксилозы и маннозы присутствуют в небольшом количестве. Содержание белка в TVC составляет 8%. При исследовании молекулярно-массового распределения TVC показано, что полисахарид состоит из фракций, отличающихся по молекулярной массе: TVC-I с молекулярной массой более 300 кДа, TVC-II с молекулярной массой 100-300 кДа и TVC-III с молекулярной массой 50-100 кДа. Основной по выходу является фракция TVC-I (выход 82%), тогда как фракции TVC-II (выход 2,4%) и TVC-III (выход 7,8%) являются минорными. Доминирующими нейтральными моносахаридами TVC-I и TVC-II являются галактоза, арабиноза и рамноза, максимальное содержание которых отмечено во фракции TVC-II. В моносахаридном составе TVC-II увеличивается относительное содержание нейтральных моносахаридов и снижается количество остатков галактуроновой кислоты. Белок присутствует во всех фракциях и достигает максимума (37%) во фракции TVC-II. Таким образом, в состав TVC входят пектин-белковые полимеры, состоящие в основном из слабо разветвленных пектиновых полисахаридов с молекулярной массой более 300 кДа с низким содержанием белка, а также небольшое количество более разветвленных полисахаридов с молекулярной массой 100-300 кДа с высоким содержанием белка.
В образцах LMC из каллуса ряски малой главными компонентами являются остатки галактуроновой кислоты (53%), галактозы (8,9%), арабинозы (8,3%) и рамнозы (2,4%). Остатки апиозы, глюкозы, ксилозы и маннозы присутствуют в образцах в меньшем количестве. Содержание белка составляет 8,6%. С помощью ультрафильтрации через мембраны определено молекулярно-массовое распределение LMC. Основной по выходу (69%) является фракция LMCI с молекулярной массой более 300 кДа, в которой доминирующими моносахаридами являются галактуроновая кислота, галактоза и арабиноза. Фракции LMCII и LMCIII с молекулярными массами 100-300 кДа (выход 10,5%) и 50-100 кДа (выход 3,5%) являются минорными. В моносахаридном составе этих фракций увеличивается относительное содержание остатков галактозы и арабинозы и снижается количество остатков галактуроновой кислоты. В составе фракции LMCIII увеличивается примесь ксилозы. LMC состоит из разветвленных пектиновых полисахаридов, гетерогенных по молекулярной массе. С уменьшением молекулярной массы степень разветвленности увеличивается. Белок (3,6%) обнаружен только в составе фракции LMCI. Таким образом, LMC представляет собой смесь полимеров, состоящую в основном из менее разветвленных пектиновых фрагментов с молекулярной массой более 300 кДа и белка, и сильно разветвленного пектинового полисахарида с молекулярными массами 100-300 и 50-100 кДа.
Пектин-белковые комплексы, полученные из каллусных культур, содержат смесь линейного и разветвленного пектинового полисахарида и комплекса пектина с белком. Пектин-белковые комплексы смолевки и ряски состоят в основном из слабо разветвленных пектиновых полисахаридов с молекулярной массой более 300 кДа и белка, а пижмы - из слаборазветвленных (Mw >300 кДа) и сильноразветвленных (Mw 100-300 кДа) пектиновых полисахаридов и белка (акад. Оводов Ю.С., к.б.н. Гюнтер Е.А., Попейко О.В.) (6.5. - Структура и функции молекул и надмолекулярных комплексов. ИФ Коми НЦ УрО РАН).
Установлено, что адсорбирующая способность пектин-белкового комплекса белокачанной капусты составляет 4, 10 и 12 нг/мг для эстрадиола, эстрона и эстриола соответственно. Пектин-белковый комплекс, выделенный из сладкого перца, и целлюлоза, использованная в качестве препарата сравнения, связывают около 5 и около 1 нг/мг эстрогенов соответственно. Показано, что пектин-белковые комплексы капусты, перца, моркови и лука в концентрации 0,5 мг/мл связывают 60-80 % лептина через 30 мин совместной инкубации при 37 °С. Полученные данные указывают на возможность сорбции гормонов, секретируемых в желудок, пектиновыми полисахаридами, которые экстрагируются из растительного сырья в полости желудка. Сорбционная способность пектин-белковых комплексов зависит от их строения (к.б.н. Борисенков М.Ф., к.б.н. Попов С.В., Попова Г.Ю.).
Для выявления действия пектин-белковых комплексов на продукцию супероксидного радикала изучено влияние пектин-белковых комплексов на скорость образования мочевой кислоты и скорость восстановления феррицитохрома с в реакции ксантина с ксантиноксидазой. Установлено, что пектин-белковые комплексы капусты, моркови, лука и перца ингибируют ферментативную продукцию супероксидного радикала на 20, 10, 45 и 10 % соответственно. С помощью зависимости Лайнуивера-Берка выявлено, что ингибирование ксантиноксидазы пектинами капусты и лука происходит по типу конкурентного ингибирования, что указывает на их взаимодействие с активным центром ксантиноксидазы. Связывание супероксидного радикала с пектиновыми веществами не выявлено (Смирнов В.В.).
В условиях in vitro обнаружено ингибирующее действие пектинов, выделенных из перца сладкого, капусты белокочанной, лука репчатого и моркови посевной, на активность препарата панкреатической a-амилазы человека. Показана зависимость ингибирующего действия пектинов от вида растительного источника, структуры и дозы исследуемых полисахаридов. Наибольшая способность пектинов угнетать активность фермента обнаружена при их действии в высоких концентрациях (от 0,5% до 1,5%); в диапазоне низких концентраций (менее 0,1%) – заметного влияния не наблюдается. Более выраженный ингибирующий эффект выявлен при концентрации 1,5% у пектина, выделенного из сладкого болгарского перца, вызывающего 21% потери исходной активности панкреатической амилазы. У пектина из моркови, при этой действующей концентрации наблюдали наименьший эффект – инактивацию фермента на 11%. Для пектинов, выделенных из лука репчатого и капусты белокочанной, обнаружена сходная степень ингибирования фермента, равная 17-18% (Ефимцева Э.А., Челпанова Т.И.).
Установлено, что пектин-белковые комплексы, выделенные из болгарского перца, репчатого лука, белокочанной капусты, моркови посевной, редьки и чеснока ингибируют проникновение в кровь овальбумина, введенного перорально. Концентрация овальбумина в крови мышей, которым вводили белок в смеси с пектин-белковыми комплексами ниже в 3-5 раз, чем у мышей, получавших только белок. Пектиновые полисахариды, лишенные белковых примесей с помощью обработки растительного сырья пепсином, не влияют на проникновение овальбумина в кровь (к.б.н. Марков П.А., Храмова Д.С.).
Выявлено, что у людей, получивших в течение двух дней питание с повышенным содержанием пектинов, количество мононуклеарных лейкоцитов в ротовой полости уменьшается на 40 %, концентрация кортизола в слюне увеличивается на 12 %, концентрация С-реактивного белка снижается в два раза (Никитина И.Р., Падерин Н.М.).
Изучено мембранотропное действие пектинового полисахарида лемнана LMC из каллусной культуры ряски малой Lemna minor L., обладающего иммуномодулирующим действием. Эксперименты выполнены на модельном объекте: изолированных нейронах моллюска Lymnaea stagnalis. Использовали метод фиксации мембранного потенциала.
Впервые показано, что LMC в диапазоне концентраций от 0.1 до 100 мкг/мл при внеклеточном приложении увеличивает амплитуду калиевого медленного тока на 10-12 % по сравнению с контролем. Эффект обратим. После отмывания в физиологическом растворе в течение 7-10 мин K+-ток восстанавливается до исходных значений. Кинетика развития тока под влиянием изученного полисахарида практически не изменяется. Характер активирующего влияния данного полисахарида на быстрый калиевый ток сходен с влиянием на медленный калиевый ток, т.е. наблюдалось незначительное обратимое увеличение амплитуды быстрого тока без изменений его кинетики. Эксперименты выполнены совместно с д.б.н. Вислобоковым А.И. (Институт фармакологии, г. Санкт-Петербург) (д.б.н. Прошева В.И.) (6.5. - Структура и функции молекул и надмолекулярных комплексов. 6.7. - Молекулярные механизмы клеточной дифференцировки, иммунитета и онкогенеза. 6.10. - Биотехнология. ИФ Коми НЦ УрО РАН).