¿Cuáles son los beneficios de la ficocianina?

Ficocianina (abrevicomo PC, espectro de absorción 615-640 nm) es una proteína de pigmento atrapla luz que se encuentra comúnmente en cianobacteripara la fotosíntesis [1]. La ficocianina tiene muchas actividades farmacológicas, tales como antiinflamatoria, antitumoral, antialergia, mantenimiento de la homeostasis, y la reducción de la toxicidad y la potenciación, etc.[2], y los experimentos farmacológicos han demostrado que tiene un papel importante en la regulación del metabolismo de los radicales libres en el organismo. Los radicales libres están involucrados en el desarrollo de muchas enfermedades, incluyendo inflamación, aterosclerosis, cáncer, daño causado por reperfusión, y otras disfunciones inducidas por el estrés oxidativo [3]. En este trabajo se resumen la actividad antioxidante y los efectos farmacológicos de la ficocianina, y se infiere la relación entre la actividad farmacológica de la ficocianina y su mecanismo antioxidante, lo que servirá de referencia para el estudio farmacológico de la ficocianina.

1 estructura y función de Phycocyanin

Las algas atrapluz usando la estructura de barra de su propio complejo de pigmento fotoatrap, que contiene miles de moléculas de pigmento fotoatrapque ayudan a las algas a absorber niveles muy bajos de luz solar. La C-ficocianina (C-PC) y aloficocianina (APC) de espirulina obtusususus vesícula biliar son no covalcruzada por una proteína conexina, y la energía se transfidesde el CPC a la APC, y luego al centro de reacción fotosintética para promover la fotosíntesis [4]. El efecto antioxidante de la ficocianina está relacionado con su estructura única (figura 1). En la ficocianina, hay un fenómeno de transferencia de energía de excientre los pigmentos atrapla luz, residuos de triptófano y cromforos [5], que tiene la capacidad de transición del estado fundamental al estado exci, y tiene la capacidad de transferir electrones, lo que implica el proceso redox.

Además, Stocker et al.[7] mostraron que la bilirrubina tiene el efecto de eliminar los radicales peroxilo, y el mecanismo es que la bilirrubina puede unir los radicales peroxilo a un átomo de hidrógeno de la molécula de tetrapirrol en la posición C-10, de modo que los radicales libres pueden formar una estabilización de resonancia con el átomo de carbono central, y luego eventualmente extenderse a toda la molécula de bilirrubina. La cadena abierta de tetrapirrol en el cromóforo (ficocianina) de ficocianina (Fig. 2A) es muy similar a la de bilirrub(Fig. 2B), y puede contribuir a su actividad antioxidante.

Romay[10] informó en primer lugar sobre la propiedad antioxidante del alginato, y evaluó el potencial del alginato como antioxidante in vitro e in vivo, y los resultados experimentales mostraron que el alginato podría eliminar eficazmente los radicales hidroxilo y alquilo, lo que indicó que el alginato tenía el potencial para usarse como antioxidante in vitro e in vivo. Halliwell[11] encontró que el alginato también tenía un efecto inhibitorio sobre la peroxidlipímicrosomal hepática, y la cantidad de superóxido dismutasa (SOD) fue 3 veces mayor que en este experimento, pero el aumento de la cantidad de SOD no cambió la actividad antioxidante del alginato. Halliwell [11] encontró que el alginato también inhila la peroxidlipíen los microsomas del hígado. En este experimento, la capacidad antioxidante de la superóxido dismutasa (SOD) fue 3 veces mayor que la de la ficocianina, pero el aumento de la cantidad de SOD no cambió la capacidad antioxidante de la ficocianina, lo que indicó que tienen diferentes mecanismos antioxidantes.

Además, el mecanismo antioxidante del alginato es similar al de los antioxidantes comúnmente usados, como el tocoferol y el ácido ascórbico, y puede inhibila hemólide de los eritrocitos indupor el 2,2-azobis (2-quintil propano) diclorclor.12 Hirata et al.[13] estudiaron los efectos antioxidantes del alginato en el sistema hidrofóbico en los modos liposómicos de linoleato de metilo y fosfatidilcolina. Mostraron queLa actividad antioxidante de ficocianina(un componente de ficocianina) por mol fue mayor que el de -tocoferol en la misma cantidad molar. Por otra parte, ficocianina extraído de espirulina seca en aerosol mostró una actividad antioxidante similar a la de espirulina fresca. Dado que algunas de las proteínas descoordinadas de ficocianina se desnaturalizan durante el proceso de secado, estos resultados sugieren que la ficocianina contribuye significativamente a la capacidad antioxidante de ficocianina. Estos resultados sugieren que la ficocianina contribuye significativamente a la actividad antioxidante de la ficocianina. Este estudio muestra que la ficocianina tiene una buena actividad antioxidante, y que la ficocianina seca es de gran valor comercial debido a su buena estabilidad.

2 actividad antioxidante de ficocianina Actividad farmacológica y actividades farmacológicas conexas

2.1 actividad antioxidante y efecto antiinflamatorio de ficocianina

En primer lugar, alginina puede inhibir la luminiscoxidde luminal en condiciones alcalinas [14], que actúa sobre la explosión respirde fagociy reduce los radicales libres (-OH, H2O2, RO-) y el exceso de peróxidos, logrando así un efecto inhibit. Las pruebas [15] indican que las especies reactivas del oxígeno, como el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo, pueden formar una cascada de ácido araquidónico, lo que resulta en la degranulación de los mastocitos y la liberación de histamina, 5-hidroxitriptamina, factor de necrosis tumoral y otros mediadores inflamatorios. Ficocianina es capaz de eliminar peróxido, hidroxiy radicales alquilo. Spillert et al.[16] investigaron el efecto inhibitorio de la ficocianina en la inflamación indupor peróxido de hidrógeno en un modelo in vitro con el fin de entender la capacidad de eliminación potencial de ficocianina en H2O2 y -OH. Los resultados mostraron que el alginato redujo el edema inducido por la glucosa oxiden las patas de ratón. Por lo tanto, el efecto carroñador del alginato sobre -OH le da un efecto anti-inflamatorio.

En el mismo rango de dosis, el alginato mostró actividad antiinflamatoria en el edema de la pata trasera indupor carragena en ratas y en el granuloma de bola de algodón en ratas [17]. Alginin redujo significativamente el edema de oído mediado por ácido araquidónico en ratones y el edema de pie y plantar indupor carragenana en ratas, que se atribua la eliminación de especies reactivas de oxígeno y la inhibición del metabolismo del ácido araquidónico. González y Fretland et al. [18-19] aplicaron ficocianina a un modelo animal de coliulcerativa indupor ácido acético, analizaron los tejidos colónicos y midieron la actividad de mieloperoxid. Los resultados mostraron que la administración de ficocianina redujo significativamente la infiltración de eosinófilos en la mucosa colónica de un modelo animal dañado de colitis, y redujo significativamente la producción de radicales libres y una variedad de sustancias reactivas en la actividad mieloperoxidinducde enfermedad. Los resultados mostraron que la ficocianina fue efectiva en reducir la incidencia de colitis inducida por ácido acético en ratas, y su mecanismo antiinflamatorio se relacionó con su actividad antioxidante.

2.2 la actividad antioxidante de ficocianina y el papel de la protección hepática

Bhat et al [20] investigaron la actividad farmacológica de ficocianina frente a hepatotoxicidad inducida por R-(+) -mentona de hoja larga y CCl4 en ratas. Los resultados mostraron que la ficocianina redujo significativamente la hepatotoxicidad inducida por la producción de grandes cantidades de radicales libres por los dos compuestos. 2002, remírez et al.[21] investigaron el efecto de ficocianina en los parámetros relacionados con el estrés oxidativo en las células dañinas hepáticas. En 2002, Remirez et al. [21] investigaron el efecto del alginato en los parámetros relacionados con el estrés oxidativo en las células dañinas hepáticas, y los resultados mostraron que el alginato redujo significativamente la fagocitosis y la actividad relacionada con la explosión respirde las células dañinas, lo que se atribual hecho de que el alginato reduce el factor de necrosis tumoral TNF- - producido por el estrés oxidativo y el óxido nítrico producido por el estado hipertiroidismo. Por lo tanto, creemos que el efecto hepatoprotector del alginato se atribuye principalmente a su inhibición de la producción de metabolireactivos en la reacción oxidy a su efectiva eliminación de radicales libres. Además, el alginato también puede inhibir algunas reacciones mediadas por el citocromo P450, por ejemplo, inhibir la producción de metabolireactivos de las reacciones oxidque participan en la P450. Bhat et al.[22] también probaron que el alginato puede inhibir la peroxidlipídica hepática indupor el ccl4 en ratas.

2.3 el efecto antioxidante de la ficocianina y la eliminación de cataratas

Ou et al[23] encontraron que la ficocianina inhila la apoptosis indupor d-galactosa de las células epitelide la lente humana a través de las vías de respuesta mitocondrial y proteínas despleg. Dado que la apoptosis de las células epitelidel cristales una causa importante de formación de cataratas, la prevención de la apoptosis de LEC puede ser una estrategia terapéutica para las cataratas. Kumari et al.[24] también investigaron el efecto modulador de la ficocianina en las cataratas inducidas por selenio de sodio en ratas. Los resultados experimentales mostraron que la ficocianina podría reducir el estrés oxidativo al regular los niveles de enzimas antioxidantes in vivo y ex vivo, reduciendo así la incidencia de cataratas inducidas por selenita de sodio.

2.4 actividad antioxidante y efectos vasoprotectores de la ficocianina

Ross[25] sugirió en 1999 que la aterosclerosis es una enfermedad inflamcaracterizada por una reacción inflamcrónica. Riss et al.[26] demostró que ficocianina en espirulina puede inhibir la producción de radicales reactivos y ciclooxigenas2, aumentar el nivel de enzimas antioxidantes in vivo, mejorar eficazmente el daño inflamcausado por el estrés oxidativo en animales ateroscleróticos, y regular el efecto de los lípidos de la sangre. Dado que la formación de lesiones ateroscleres el resultado de la respuesta inflaminflamfibroproliferativa de las arterias a la lesión endotelial, Chu et al.[27] investigaron el efecto inhibitde la espirulina obtusususifera alginato sobre la hiperproliferación de las células del músculo liso vascular, la proliferación endotelial y la estenosis luminal después de la lesión vascular a través de experimentos in vivo y ex vivo.

Se ha demostrado que la ficocianina puede reducir el daño oxidativo inflamatorio en los vasos sanguíneos e inhibir el estrechamiento luminal mediante la inhibición del ciclo G1/S y la supresión de la proliferación excesiva de VSMCs y la formación de nuevas membranas endoteli, lo que demuestra que la actividad antioxidante ficocianina tiene un buen efecto preventivo y cuidado de la salud sobre la salud vascular. Strasky et al[28] investigaron el efecto de activación de alginato en la heme oxigenasa-1, una enzima que permite la descomposición del hemo para producir un potente antioxidante bilirrubina. Strasky et al. [28] estudiaron la activación de la heme oxigenasa-1 por ficocianina, una enzima que metaboliel hemo para producir bilirrubantioxidante potente. Los resultados experimentales mostraron que ficocianina en espirulina reduce el estrés oxidativo y HMOX1 activado en las células endoteli, lo que resulta en una mayor expresión de HMOX1 en las lesiones ateroscleren apoe ratones deficientes. Esto también proporciona una nueva justificación para la algina para reducir la aterosclerosis mediante el aumento de la expresión de la heme oxigenasa-1 para aumentar el efecto antioxidante.

2.5 actividad antioxidante y efectos neuroprotectores de la ficocianina

La disminución de la capacidad antioxidante y el aumento de los radicales reactivos nitrógeno-oxígeno están fuertemente asociados con el envejecimiento de los órganos humanos y las enfermedades neurodegenerativas [29-31]. Las inyecciones de SOD en ciertos modelos animales se han encontrado para inhibir la respuesta inflamatoria en estos modelos y para aumentar la expresión de ciertas moléculas de la función inmune en células inmunaisladas así como en animales y cuerpos humanos [32]. Muchos ensayos clínicos han reportado que la expresión de citocinas se incrementa significativamente en el líquido cefalorraquídeo y el tejido cerebral de pacientes con lesión cerebral o infarto [33-34]. La propiedad antioxidante del alginato puede actuar sobre las citocinas para reparar el daño cerebral e inhibir la necrosis celular de manera oportuna.

Rimbau et al.[35] encontraron que el alginato podría reducir las respuestas epilépticas inducidas por eritrocianina en el hipocampo de ratas y tenía un efecto protector sobre las neuron. La razón por la que la eritrocianina causa la epilepsia es que genera un gran número de radicales libres activos de oxígeno, y el alginato puede proteger el daño neuronal mediante la reducción de los radicales libres. Este experimento sugiere que el alginato puede usarse para tratar el daño neuronal indupor estrés oxidativo en enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer#39;s disease and Parkinson' síndrome de s. Además, Rimbau et al.[36] encontraron que la algina protege la muerte de las células granulares cerebelen ratas cultivadas In vitro con deficiencia de potasio y de suero al reducir los radicales libres de oxígeno, y Marin et al.[37] demostraron que la algina protege las células neuronsh-sy5y del daño oxidativo, y reduce el deterioro funcional indupor Ca2+/ fosfato de la isquemia transitoria de la retina de rata y la mitocondria de rata. Deficiencias funcionales.

2.6 actividad antioxidante de ficocianina y órganos de riñón y pulmón

Shukkur et al[38] encontraron que la ficocianina prevenestrés oxidativo mediada por daño celular provocado por el ácido oxálico en las células de riñón canino, reduce las especies reactivas de oxígeno indupor el ácido oxálico (ROS) y la peroxidlipí(LPO), y tiene un efecto protector significativo sobre la permeabilidad de la membrana mitocondrial Zheng et al[40] encontraron que espirulina algas cianobacteriproteínas y ficocianina podría prevenir la nefropatía diabética mediante la inhibidel estrés oxidativo, Zeng et al.[39] encontraron que espirulina cianobacteriy ficocianina podría prevenir la nefropatía diabética mediante la inhibide la oxigenestrés.

La administración Oral de alginato durante 10 semanas evitó la proteinuria y la dilatación mesangi, normla expresión del factor de crecimiento tumoral - - y fibronectina, y redujo la expresión de NADPH oxidasa, un marcador de estrés oxidativo, en ratones diabéticos tipo 2 (ratones db/db). Además, González et al.[40] demostraron que el alginato en combinación con kanamicina redujo la congestión vascular tubular renal y la infiltrinflamen ratones, y disminuyó la nefrotoxicidad de la kanamicina, un antibiótico aminoglucósido. La actividad del SOD, disminuyó la hidroxiprolina (HYP), el malondialdehído (MDA) y la MDA plasmática en el tejido pulmonar, redujo el grado de alveolitis y fibrosis en ratas intoxicadas con paraquat, y tuvo un efecto inhibitorio significativo sobre la alveolitis indupor paraquat y la fibrosis pulmonar en ratas.

2.7 actividad antioxidante y prevención de tumores de ficocianina

Los resultados del o-tolueno red bleaching assay[42] mostraron que el cofactor de algina tenía un efecto de eliminación de residuos más fuerte sobre el anión de peroxitnitrito que ficocianina, y que ficocianina inhisignificativamente las roturas de una sola hede de ADN causadas por el anión de peroxitnitrito de una manera dependiente de la dosis, lo que puede proporcionar una base para la prevención de la carcinogénesis celular. -Gupta et al. [43] investigaron el efecto protector de ficocianina en oncogenes de la piel en ratones expuestos al 12-o-tetradecanoilforbol-13-acetato (TPA). El uso de ficocianina inhila la expresión inducida por tpa de factores tumorigénicos clave, como la ornitina descarboxilasa, ciclooxigen2, interleucina 6, y el transducde señal fosforilado y activador de la transcripción 3, de una manera dependiente de la dosis en ratones indupor tpa. Thangam et al [44] investigaron las propiedades antioxidantes de ficocianina y su capacidad para inhibir el crecimiento de células cancerosas. La microscopía de fluorescencia y contraste de fase mostró que la ficocianina inhiel el crecimiento de las células HT-29 (cáncer de colon) y A549 (cáncer de pulmón), y causó la detención del ADN y la escisión de las células cancerosas en la fase G(0)/G(1).

Fernández et al[45] estudiaron el efecto del alginato en la nefrotoxicidad inducida por cisplatino, y los resultados mostraron que el alginato podría prevenir la disminución inducida por cisplatino en la glutatión reductasa, reducir el contenido de peróxido de hidrógeno, mantener el nivel de nitrógeno ureen la sangre, e inhibir el estrés oxidativo, y tuvo un buen efecto en la nefrotoxicidad inducida por cisplatino. Tiene un buen efecto inhibidor sobre el estrés oxidativo e inhila la nefrotoxicidad causada por el cisplatino. Además, muchos años de investigación sobre el cáncer han demostrado que la combinación apropiada de fármacos puede mejorar efectivamente la seguridad y eficacia de un solo fármaco en el programa de tratamiento.46 En 1998, Xin Huawen et al.[47] estudiaron la potenciin vitro del metotrexato y cisplatino por el alginato. Los resultados mostraron que la combinación de alginato y metotrexato aumentó significativamente la citotoxicidad de este último, y el efecto de potenciación aumentó con el aumento de la concentración de metotrexato, y hubo una diferencia muy significativa en la viabilidad celular de las células sin alginato y las con alginato, que fue similar a la del potenciador existente verapamilo (un inhibidel canal de calcio), pero con menos toxicidad.

Miroslav et al[48] mostraron que la combinación de 10% de dosis convencional de topotecán con ficocianina fue más eficaz que la dosis convencional de topotecán solo, al activar grandes cantidades de cisteína aspartato proteinasa-9 (caspas-9) y cisteína aspartato proteinasa-3 (caspas-3). El efecto del topotecán se incrementó mientras que la ocurrde efectos secundarios se redujo. Saini et al.[49] también demostraron en el mismo año que la combinación de piroxicam, un AINE tradicional, y ficocianina aumentó el efecto en más de 70% en comparación con el de un solo uso, y la expresión de la ciclooxigenasa 2 (COX-2) y la concentración de prostaglandina E2 (PGE-2) se redujeron en gran medida, y también se demostró la inhibide la rotura del ADN. No es difícil ver que el efecto antioxidante del alginato desempeña una función en la mejora de la inmunidad y la protección de los órganos dañados, y la combinación de alginato como fotosensibilicon los medicamentos clínicos contra el cáncer existentes desempeñará una función importante en el aumento de la eficacia de la quimioterapia.

3 resumen y perspectivas

La actividad antioxidante de la aloxialanina recombinante en nuestro laboratorio [50-51] mostró que la aloxialanina recombintiene la capacidad de eliminar los radicales libres, pero su efecto de eliminación en los diferentes tipos de radicales libres varía mucho. Dado que la composición estructural de la albúmina es similar a la del aloxano, las proteínas cofactores de la albúmina también tienen similares actividades antioxidantes [52]. Posteriormente, se comprobademás que el efecto carroñador de ficocianobilin (PCB) en los radicales DPPH mostró una cierta relación efecto cuantitativo [53]; En los últimos resultados de Pleonsil et al.[54] se observó que la actividad antioxidante de la ficocianobiliina natural era mayor que la de la ficocianobiliina recombinante. La actividad antioxidante de ficocianina se atribuye en parte a ficocianina [13], y las proteínas cofactor deben tener diferentes efectos antioxidantes de ficocianina [52], lo que confirma indirectamente que ficocianina elimina los radicales libres en el nivel de las proteínas descofactorizadas y ficocianina.

Hoy en día, es posible obtener ficocianinas de alta pureza por medio de sofisticadas técnicas de ingeniería química y biológica. Sin embargo, la actividad varía dependiendo de la materia prima y del proceso de extracción. La buena actividad antioxidante de las cianoproteínas algales puede ser la base para aplicaciones de nutracéuticos y candidatos a fármacos, cuyo éxito depende de un buen control de calidad.

Mientras que el cultivo abierto tradicional de cianobacteride algas requiere una gran cantidad de acondicionamiento para lograr una calidad constante, la expresión recombinindustrial es más controlable, pero es difícil de biodiseñar el ensambde de ficocianina en las subunidades de proteínas de polímeros, y se necesita más investigación para determinar la actividad y la calidad de las cianobacteride algas resultantes. Además, los metabolitos y derivados de ficocianina son complejos. Determinar si el efecto activo de ficocianina se debe a sus metabolien su conjunto oa través de vías de administración oral o inyectable es el próximo objetivo de nuestra investigación. Se menciona en el documento que el alginato puede desempeñar un papel antioxidante en diferentes órganos de la enfermedad, cómo el alginato entra en la célula y cómo funciona es la clave para la investigación. El cultivo a gran escala de espirulina ha sentado las bases para el desarrollo y la utilización de cianoproteínas de algas, y su alimento funcional ha explorado su aplicación. Por lo tanto, en el futuro, la investigación en profundidad sobre la actividad y el mecanismo de la proteína cianobacterialgy los ensayos clínicos abrirán más espacio para su aplicación.

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