Fucoidan là nhóm sulphat polysacarit có hoạt tính sinh học đa dạng: kháng virus, chống huyết khối, kháng viêm và kháng ung thư. Hoạt tính sinh học của fucoidan phụ thuộc vào nguồn phân lập. Fucoidan từ rong nâu thuộc họ homo- và heteropolysaccharide, có thành phần chính là các gốc fucose được sulphat hóa tại vị trí C2 và C4 và liên kết với nhau bởi các liên kết (1→3) và/hoặc (1→4). Ngoài ra trong phân tử fucoidan cũng có mặt một lượng nhỏ galactose, mannose, xylose, glucose, glucuronic acid.

Fucoidan có hoạt tính dược học đa dạng, tuy nhiên chúng vẫn chưa được sử dụng thành công trong việc chế tạo thuốc do khối lượng phân tử lớn và cấu trúc không rõ ràng. Việc tạo ra các oligosaccharide khối lượng phân tử thấp sẽ giúp giải quyết được vấn đề này. Gần đây, cũng đã có một số nghiên cứu về sử dụng enzyme làm công cụ bẻ ngắn mạch fucoidan thành các oligosaccharide theo định hướng sử dụng trong dược học. Enzyme phân cắt fucoidan bao gồm 2 nhóm: fucoidanase và α-L-fucoidanase. Các enzyme này cắt các liên kết glycosidic đặc hiệu trong chuỗi polysaccharide, do đó bảo tồn được các nhóm sulphate, là nhóm có vai trò quan trọng đối với hoạt tính sinh học của fucoidan.

Cho đến nay, enzyme phân cắt fucoidan đã được tìm thấy ở một số sinh vật biển: vi khuẩn, nấm và động vật thân mềm. Tuy nhiên, fucoidanase từ các sinh vật này có hoạt tính thấp. Việc tìm kiếm các fucoidanase mới và nghiên cứu các đặc điểm động học của chúng sẽ giúp làm rõ mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học của fucoidan cũng như phát triển công nghệ sản xuất các fuco-oligosaccharide có hoạt tính sinh học quan trọng. Một trong những khó khăn chính trong nghiên cứu fucoidanase hiện nay là chưa có phương pháp đơn giản và nhạy để xác định hoạt tính xúc tác của chúng. Tất cả các phương pháp nghiên cứu hoạt tính thủy phân của enzyme hiện nay đều chưa phù hợp với fucoidanase. Hoạt tính fucoidanase có thể được xác định bằng phương pháp đo độ nhớt đặc hiệu cho các enzyme phân cắt nội phân tử [11], phương pháp đo sự gia tăng hàm lượng đường khử theo Nelson et al. (1962) hoặc sử dụng 3,5- dinitrosalicylic acid (DNS) hoặc phương pháp pháp điện di (C-PAGE).

Phân lập và sàng lọc vi sinh vật có khả năng sinh enzyme phân cắt fucoidan là bài toán quan trọng trong quá trình tìm kiếm các enzyme mới. Để sàng lọc hoạt tính fucoidanase trên một lượng lớn vi sinh vật, cần phát triển phương pháp đơn giản, có khả năng sàng lọc mẫu trong thời gian ngắn, chi phí thấp và phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng phương pháp đĩa thạch fucoidan để sàng lọc hoạt tính fucoidanase của vi sinh vật.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu: Các chủng vi sinh vật biển được phân lập từ các nguồn sinh học khác nhau được sử dụng để sàng lọc hoạt tính bẻ ngắn mạch fucoidan từ cả hai loại rong Sargassum mcclurei và Sargassum polycystum.

Hoạt tính enzyme bẻ ngắn mạch fucoidan

Như vậy, phương pháp đĩa thạch fucoidan là phương pháp thực hiện nhanh với số lượng mẫu lớn nên thích hợp dùng cho việc sàng lọc hoạt tính enzyme bẻ ngắn mạch fucoidan.

Trong số 44 chủng vi khuẩn phân lập được, bằng phương pháp đĩa thạch fucoidan dùng để sàng lọc hoạt tính bẻ mạch fucoidan, có 6 chủng vi khuẩn có hoạt tính, và tất cả đều là enzyme nội bào. Chủng S5.2 và cơ chất fucoidan từ rong S. polycystum sẽ được lựa chọn để khảo sát điều kiện lên men tối ưu nhằm thu nhận enzyme có hoạt tính và hiệu suất cao, đồng thời nghiên cứu quá trình tách chiết và tinh sạch enzyme, xác định đặc tính xúc tác của enzyme cũng như nghiên cứu điều chế oligosaccharide từ fucoidan của loài rong này.