Xuất phát từ thực tiễn đó Cơ quan chủ trì Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Lê Đình Hùng thực hiện “Nghiên cứu mối quan hệ giữa chức năng, cấu trúc và hoạt tính sinh học của lectin liên kết high-mannose từ rong đỏ ở Việt Nam” với mục tiêu: Nghiên cứu mối quan hệ giữa chức năng, cấu trúc và hoạt tính sinh học của lectin từ rong đỏ được nuôi trồng Việt Nam với mục đích cuối cùng là phát triển lectin từ rong biển thành các thuốc kháng virus và ung thư trong nghiên cứu hóa sinh.

Lectin từ rong biển đang là một trong nhóm các hợp chất có triển vọng để phát triển thành thuốc kháng virus và kháng ung thư, do đặc tính hóa lý và tính chất liên kết với oligosaccharide nghiêm ngặt của chúng. Các rong đỏ như Kappaphycus alvarezii, Kappaphycus striatus, và Eucheuma denticulatum là các mẫu rong thực phẩm quan trọng với giá trị kinh tế cao và chúng đang được nuôi trồng rộng rãi và khai thác tự nhiên ở Việt Nam. Các mẫu rong này đều chứa các lectin đặc hiệu N-glycan dạng high-mannose với hàm lượng khác nhau. Cho nên đó là một sự thuận lợi to lớn về mặt kinh tế và phương diện sinh thái để phát triển và sử dụng mới các rong này.

Có một vài phương pháp nuôi trồng rong đỏ carrageenophyte ở Việt Nam. Tuy nhiên hầu hết các phương pháp chỉ tập trung để nâng cao hàm lượng carrageenan trong rong và gần như không quan tâm đến hàm lượng lectin trong mô. Các yếu tố môi trường như nhiệt độ vầ cường độ ánh sáng đã ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng lectin trong quá trình nuôi trồng. Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến quá trình sinh tổng hợp lectin trong rong sẽ là hữu ích để làm rỏ vai trò sinh lý học của lectin protein trong rong.

Rong đỏ, Kappaphycus striatus, được thu vào tháng 9/2016 ở vùng nuôi trồng rong Tỉnh Ninh thuận - Việt Nam. Sau khi thu, mẫu rong được rửa bằng nước biển và chuyển ngay đến phòng thí nghiệm, rong được được rửa lại bằng nước ngọt và giữ ở -20^oC cho đến khi sử dụng. Mẫu máu từ thỏ, cừu, gà và ngựa nhận từ Viện Vaccine-Nha Trang.

Rong đỏ K. striatus được nuôi theo phương pháp dây đơn cố định đáy ở độ sâu 1m và 2m so với mặt nước biển và được bố trí trong diện tích 50m². Khu vực nuôi trồng được bao quanh bởi lưới cá để tránh sự xâm nhập của cá. Mỗi dây bao gồm 10 bụi rong với khối lượng của mỗi bụi khoảng 100 gram.

Tất cả các mẫu được thu ở khoảng thời gian 15 ngày, được rửa với nước biển, giữ mẫu trong đá khô, chuyển nhanh đến phòng thí nghiệm và bảo quản ở -20°C cho đến khi sử dụng. Mẫu rong được nghiền mịn đến dạng bột trong nitơ lỏng. Bột rong được chiết với 10 thể tích của dung dịch ethanol lạnh 20% và được khấy trộn ở 4°C cho 18h. Sauk hi lọc thô qua túi quả, dịch lọc được lý tâm ở 6.000 vòng/phút ở 4°C cho 30min. Phần dịch trong được thu hồi cũng như dịch chiết thô và được bảo quản ở -20°C cho đến khi xác định hàm lượng lectin bằng phương pháp điện di sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) (LaemmLi 1970).

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Đã phát triển phương pháp nuôi trồng để thu nhận hàm lượng lectin cao từ rong đỏ Kappaphycus striatus nuôi trồng ở Vịnh Cam Ranh, Việt Nam. Các kết quả cho thấy cho giai đoạn nuôi 30 ngày, rong đạt tốc đố phát triển cao (4.1-5.8%/ngày) và hàm lượng lectin cao (747-906μg/g rong khô) từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 4 năm 2015 và trong tháng 9 năm 2015, trong khi đó các tốc độ tăng trưởng thấp (2.5-3.1%/ngày) và hàm lượng lectin thấp (63-324μg/g rong khô) được ghi nhận từ tháng 5 năm đến tháng 8 năm 2015). Các dịch chiết của rong từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 4 năm 2015 và từ tháng 8 đến tháng 9 năm 2015 đã được phát hiện cho sự có mặt của các băng protein 28.000 Da của lectin bằng phương pháp điện di gel polyacrylamide-sodium dodecyl sulfate, trái lại các băng này không được phát hiện trong các dịch chiết rong từ tháng 5 đến tháng 7 năm 2015. Chất lượng carrageenan được xác định qua giai đoạn nuôi trồng 60 ngày; hàm lượng và độ bền gel của carrageenan cho thấy có sự thay đổi nhỏ với các giá trị cao (28,1 - 28,7 % và 855-935g/cm2, tương ứng) được ghi nhận từ tháng 11 năm 2014 đến tháng 3 năm 2015 và các giá trị thấp hơn (25,1-26,7% và 555-758g/cm2, tương ứng) từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2015. Độ ẩm của rong (33,5-36,8%), tỉ lệ rong khô sạch/rong muối (0,92-1,07) và hàm lượng carrageenan nhận được trong nghiên cứu này đáp ứng các tiêu chuẩn cho rong đỏ carrageenophytes. Kết quả cho thấy rong đỏ K. striatus có thể phát triển trong vùng nước nhiệt đới của Vịnh Cam Ranh trong giai đoạn gió mùa đông bắn và một phần của giai đoạn gió mùa Tây nam cũng như không chỉ nguồn carrageenan, mà còn là nguồn lectin giá trị cho sử dụng.

Đã tinh chế và mô tả các tính chất hóa lý của lectin từ rong đỏ Hydropuntia eucheumatoides. Lectin có khối lượng phân tử khoảng 17.000 Da trong cả hai điều kiện điện di gel polyacrylamide không biến tính (SDS-PAGE) và biến tính, chỉ ra rằng lectin tồn tại ở dạng monome. Hoạt tính ngưng kết hồng cầu của HEL bền trong một phạm vi rộng của nhiệt độ, pH và không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của EDTA hoặc thêm cation hóa tri hai như Ca2+ và Mg2+, vì vậy hoạt tính sinh học của lectin không phụ thuộc vào kim loại. Hoạt tính ngưng kết hồng cầu của lectin HEL không bị ức chế bởi các đường monosaccharide và glycoprotein, D-glucose, D-mannose, D-galactose, D-xylose, Nacety-D-mannosamine, transferin, fetuin and yeast mannan, nhưng bị ức chế mạnh bởi các đường đơn chứa nhóm acetamido ở vị trí C2 equatorial của vòng pyranose như Nacetyl-galactosamine, N-acetyl-glucosamine, N-acetyl-neraminic acid, và porcine stomach mucin và dẫn xuất asialo của nó mang dạng O-glycan. Kết quả cho thấy lectin HEL đặc hiệu cho O-glycan và có thể nhận biết các trình tự GalNAcαSer/Thr, GalNAc(α1-3)[Fuc(α1-2)]Gal(β1-4)GlcNAc(β1-3)GalNAc- và GluNAc(α1-4)Gal- qua tương tác với các nhóm acetamido ở vị trí C2 equatorial của các gốc đường cuối cùng trong cấu trúc oligosaccharide của O-glycan. Rong đỏ H. eucheumatoides hứa hẹn trở thành nguồn lectin gía trị cho sử dụng trong hóa sinh và y sinh.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17889/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.