天然产物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展

α-葡萄糖苷酶抑制剂能够有效降低餐后血糖,是II型糖尿病的首选药物。目前,已有三种上市药物。本文主要对已上市α-葡萄糖苷酶抑制剂药物、天然产物中发现的各类α-葡萄糖苷酶抑制剂,如多糖类、类黄酮类、糖苷类、生物碱类、萜类、有机酸类、醇类、酯类和蛋白类抑制剂及其筛选模型进行综述,以期为α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选、研究和应用提供借鉴。     

天然活性成分对α-葡萄糖苷酶抑制作用的研究进展

摘要：α-葡萄糖苷酶的活性对机体血糖水平的调节具有重要意义。天然活性成分通过抑制α-葡萄糖苷酶调节血糖是近些年来的研究热点，本文对多糖、皂苷、生物碱、黄酮、多肽、萜类等天然活性成分抑制α-葡萄糖苷酶活性的研究进行综述，以期为天然α-葡萄糖苷酶抑制剂在降血糖保健食品及药物开发提供参考。     

天然产物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选研究进展

综述天然产物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的理化性质及其筛选方法.目前用于α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选的天然材料主要包括草药、海洋无脊椎动物、海藻以及一些药食两用的农产品.这些天然抑制剂的筛选主要以体外α-葡萄糖苷酶抑制活性为依据,分离纯化则主要经有机溶剂提取、分步萃取后,硅胶或大孔吸附树脂、凝胶过滤分离纯化.高效液相色谱、质谱、核磁共振等检测方法进行物质结构的鉴定.     

α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展和趋势

α-葡萄糖苷酶抑制剂是治疗Ⅱ型糖尿病的一类主力药物,能够竞争性抑制小肠中的各种α-葡萄糖苷酶,阻断1,4-糖苷键水解,延缓食物中的碳水化合物水解为葡萄糖的进程,有效地降低餐后血糖水平.α-葡萄糖苷酶抑制剂作为口服降糖药具有使用安全简便、见效快和副作用小等特点.并且对溶酶体堆积病、病毒感染和肿瘤等也有一定的疗效.对新型α-葡萄糖苷酶抑制剂的挖掘和开发意义重大.对α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机理、治疗效果、来源及筛选方法进行了综述,将为研发新结构、高抑制活性和低毒副作用的α-葡萄糖苷酶抑制剂提供新思路.     

产α-葡萄糖苷酶抑制剂酵母菌的筛选、发酵条件优化及酶动力学研究

目的：筛选产α-葡萄糖苷酶抑制剂酵母菌,以丰富微生物源α-葡萄糖苷酶抑制剂的来源,开发食用降糖产品。方法：采用4-硝基酚-α-D吡喃葡萄糖苷(p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside,p-NPG)方法从酒糟中筛选产α-葡萄糖苷酶抑制剂能力较强的酵母菌,通过26S rDNA D1/D2区基因序列分析对其进行鉴定,并以α-葡萄糖苷酶抑制率为评价指标,利用单因素试验及正交试验对其进行发酵条件优化。结果：获得1株产α-葡萄糖苷酶抑制剂能力较强的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),编号为sg＿093,该菌株产α-葡萄糖苷酶抑制剂最佳发酵条件为以3 g/100 mL葡萄糖为碳源、1 g/100 mL酵母抽提物为氮源、初始p H值为7.0、接种量1.5%、温度20℃下发酵48 h,所得发酵液的α-葡萄糖苷酶抑制率为66.0%,是优化前的1.5倍,并且是以可逆混合竞争方式抑制α-葡萄糖苷酶。结论：获得1株酿酒酵母,其发酵产物对α-葡萄糖苷酶活性有较好的抑制作用。     

化橘红柚皮苷对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用

为探究化橘红柚皮苷对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用和清除DPPH自由基能力,采用体外α-葡萄糖苷酶抑制模型,测定化橘红柚皮苷对α-葡萄糖苷酶的抑制能力及清除DPPH自由基能力,并分析其对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用类型。结果表明,化橘红柚皮苷对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用优于阿卡波糖,柚皮苷主要以剂量依赖性、时间依赖性的方式抑制α-葡萄糖苷酶的活性,其对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度(IC_(50))为0.008 mg/mL,阿卡波糖的IC50为0.026 mg/mL,且其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用表现为竞争性、可逆抑制,同时0.08 mg/mL浓度的柚皮苷具有较好的DPPH自由基清除能力。基于化橘红柚皮苷具有一定的抗氧化活性及对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制作用,可将其进一步用于天然抗氧化剂和α-葡萄糖苷酶抑制剂的开发。     

天然α-葡萄糖苷酶抑制剂来源及应用研究现状

天然α-葡萄糖苷酶抑制剂在糖尿病饮食疗法中具有重要的作用.开发含天然α-葡萄糖苷酶抑制剂的降血糖功能性食品及降糖功能性食品配料具有广泛的应用前景.本文从食疗的角度出发,对从动物、植物、微生物及食品等不同来源的天然α-葡萄糖苷酶抑制剂以及相关研究进展进行了论述,并对天然α-葡萄糖苷酶抑制剂的应用研究现状进行了分析.     

四种天然产物对α-葡萄糖苷酶抑制作用的研究

研究了苦瓜、绞股蓝、山药、蜂胶提取物等四种天然产物对α-葡萄糖苷酶的体外抑制作用。结果显示,四种天然产物对α-葡萄糖苷酶均有抑制作用,其对α-葡萄糖苷酶半抑制浓度(IC50)分别为59·9、30·7、78·9、13·2mg/mL。本研究为四种天然产物在防治糖尿病及其并发症等方面的应用提供参考,具有较大的理论意义和应用价值。     

甜菊醇、异甜菊醇抑制α-葡萄糖苷酶和HMG-CoA还原酶的分子机制研究

本文研究了甜菊醇、异甜菊醇抑制高血糖、高血脂代谢关键酶α-葡萄糖苷酶、HMG-CoA还原酶活性的分子机制。采用分光光度法测定甜菊醇、异甜菊醇对α-葡萄糖苷酶、HMG-CoA还原酶抑制率,用双倒数作图法研究甜菊醇、异甜菊醇的酶抑制动力学,利用AutoDock软件对甜菊醇、异甜菊醇与α-葡萄糖苷酶、HMG-CoA还原酶的结合模式进行分析。结果表明:甜菊醇、异甜菊醇对α-葡萄糖苷酶的IC₅₀分别为70.75、49.65 mg/L,采用竞争性与非竞争性相混合的方式抑制α-葡萄糖苷酶;甜菊醇、异甜菊醇对HMG-CoA还原酶的IC₅₀分别为46.29、36.66 mg/L,竞争性抑制HMG-CoA还原酶。分子对接的分析结果表明甜菊醇、异甜菊醇分别位于α-葡萄糖苷酶、HMG-CoA还原酶的疏水口袋中,与多个氨基酸残基结合,并存在疏水作用。本研究对于开发新型的食源性α-葡萄糖苷酶和HMG-CoA还原酶抑制剂,推动甜菊醇、异甜菊醇在食品和医药领域的应用具有一定的参考意义。     

异甘草素抑制α-葡萄糖苷酶的分子机制

α-葡萄糖苷酶活性与糖尿病患者的餐后血糖水平有重要关联,寻找食源性的α-葡萄糖苷酶抑制剂是当前功能性食品研究的热点。异甘草素是甘草的重要活性成分,相关研究表明甘草提取物具有α-葡萄糖苷酶抑制活性,推测与异甘草素有关。鉴于此,本实验通过酶抑制、荧光猝灭以及分子对接等方法研究异甘草素抑制α-葡萄糖苷酶活性的机制。结果表明,异甘草素以竞争性与非竞争性相混合的方式抑制α-葡萄糖苷酶,其抑制效果明显优于阿卡波糖。荧光猝灭分析结果表明在疏水作用力驱动下异甘草素可与α-葡萄糖苷酶结合生成复合物,结合位点数为1。分子对接结果验证了相关实验结论：异甘草素位于酶的疏水口袋中,与残基Asp202和Arg400以氢键结合,并与周围众多的疏水残基存在疏水作用,共同维持该复合物结构。本研究对于开发新型的食源性α-葡萄糖苷酶抑制剂、推动异甘草素在功能性食品和医药领域的应用具有一定的参考意义。     

香蕉花黄酮的提取工艺优化及其抑制α-糖苷酶活性研究

以芦丁为标样,香蕉花中黄酮提取量为参考指标,探讨乙醇回流提取香蕉花黄酮工艺,并用α-葡萄糖苷酶对香蕉花乙醇提取物进行活性分析,确定α-葡萄糖苷酶抑制类型。结果表明:用乙醇回流提取香蕉花黄酮的最佳工艺条件为乙醇溶液体积分数60%、料液比1:30(g/mL)、提取温度65℃、提取时间1h,平均黄酮提取量为26.25mg/mL;α-葡萄糖苷酶对香蕉花乙醇提取物有较强的酶抑制活性,抑制率可达到88.56%;α-葡萄糖苷酶抑制剂的类型是竞争性抑制,α-葡萄糖苷酶Km=674.074μg/mL。     

药食两用中药中α-葡萄糖苷酶抑制剂的高通量筛选

目的:从72种药食两用中药中高通量筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂。方法:采用α-葡萄糖苷酶抑制剂的体外高通量筛选模型,以对-硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG)为底物,通过高效液相色谱分析水解产物中的对-硝基酚(PNP),进行α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选。结果:在样品终浓度0.625mg/mL反应体系下,大多数的提取物对α-葡萄糖苷酶均具有一定的抑制作用,其中16个提取物的α-葡萄糖苷酶抑制活性达到100%。结论:所采用的筛选模型可实现α-葡萄糖苷酶抑制剂的高通量筛选,并且某些药食两用中药能显著抑制α-葡萄糖苷酶活性,对糖尿病的防治具有重要意义。     

超声辅助萃取辣木茎生物碱工艺及抑制α-葡萄糖苷酶作用研究

为进一步促进辣木药用价值的开发利用,该实验采用超声辅助萃取辣木茎中生物碱类物质,利用响应面试验优化萃取参数,分析辣木茎中的生物碱对α-葡萄糖苷酶的体外抑制能力。结果表明,超声辅助萃取辣木茎中的生物碱类物质的最佳工艺参数为超声功率250 W、超声波时间30 min、料液比1∶9 (g∶m L),在此条件下辣木茎生物碱提取率为32. 78 mg/g,提取率较优化前提高了约33%。辣木茎生物碱对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用优于阿卡波糖,主要以剂量依赖性、时间依赖性的方式抑制α-葡萄糖苷酶,120 mg/L的生物碱对α-葡萄糖苷酶抑制率达到86. 11%,抑制作用的IC_(50)为0. 034 g/L,其抑制属于竞争性和可逆性抑制。因此基于辣木茎生物碱对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制作用,可将其进一步用于天然α-葡萄糖苷酶抑制剂的开发。     

石榴花中α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选研究

为确定石榴花中抑制α-葡萄糖苷酶的有效活性部位,针对α-葡萄糖苷酶这个糖代谢途径中重要的靶蛋白,实时追踪α-葡萄糖苷酶的抑制率,筛选出p H 8.0的水溶液为最佳提取溶剂。结果表明:正丁醇萃取部位经丙酮沉淀后,半抑制浓度IC_(50)为4.36 mg/m L,该沉淀经70%乙醇洗脱部位对α-葡萄糖苷酶的抑制率最高。石榴花中皂甙粗提物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性高于其他活性成分,IC_(50)为3.853 mg/mL。石榴花是一种天然、有效的α-葡萄糖苷酶抑制剂来源。     

α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选及其抑制类型研究

采用体外筛选模型,从多糖和多酚中筛选高效的α-葡萄糖苷酶抑制剂。以PNPG为底物,测定各物质对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,计算IC50。根据IC50值,对抑制效果较好的抑制剂采用LineweaverBurk(L-B)作图法确定其抑制反应的类型。结果表明:原花青素和染料木黄酮对α-葡萄糖苷酶的抑制效果较好,IC50分别为4.81μg/mL和10.19μg/mL。原花青素对α-葡萄糖苷酶的抑制类型为竞争性抑制,抑制常数Ki为4.728mg/L;染料木黄酮对α-葡萄糖苷酶的抑制类型为非竞争性抑制,抑制常数Ki为11.090mg/L。     

不同月份香椿不同部位叶片提取物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的分布规律及其降血糖活性

为探究不同月份香椿不同部位叶片提取物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的分布规律和降血糖效果,2020年8～11月,从3棵香椿树中采集36个样本,φ=50%乙醇提取α-葡萄糖苷酶抑制剂。分析香椿叶提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性、酶抑制动力学和荧光光谱特征。进而将不同浓度香椿叶提取物与质量分数为3%葡萄糖共暴露斑马鱼,研究在斑马鱼体内的降血糖效果。结果表明：香椿叶中α-葡萄糖苷酶抑制剂的时间分布规律为8月、11月抑制率较高,可达99%;空间分布规律为从上层到下层抑制率依次递减,α-葡萄糖苷酶的抑制活性在时间和空间呈现显著性差异。香椿叶提取物对α-葡萄糖苷酶抑制的IC50为0.45 mg/mL,远低于阳性对照阿卡波糖5.05 mg/mL。香椿叶提取物的酶抑制类型为竞争性抑制,香椿叶提取物与酶的相互作用模式属于动态荧光猝灭。当香椿叶提取物暴露浓度为4 mg/L时,斑马鱼体内血糖浓度与高糖组有显著性差异。该研究为从香椿叶中大量提取α-葡萄糖苷酶抑制的采样方法设计及开发一种新型降血糖药物提供理论支持。     

产α-葡萄糖苷酶抑制剂菌株筛选及固态发酵条件优化

为了探索制备含有α-葡萄糖苷酶抑制剂的降血糖功能性食品的新方法,从传统发酵食品中筛选产α-葡萄糖苷酶抑制剂的菌株,以价廉的农产品加工副产物豆渣为原料,以α-葡萄糖苷酶抑制活性为考察指标,研究菌株固态发酵豆渣的发酵条件。结果表明:细菌5具有较好的产α-葡萄糖苷酶抑制剂能力;接种量及豆渣品种对α-葡萄糖苷酶抑制活性影响不明显,当接种量大于2%时,发酵豆渣提取液的α-葡萄糖苷酶抑制活性均在50%以上,不同品种的发酵豆渣α-葡萄糖苷酶抑制活性均在50%~57%之间;在豆渣含水量80%,初始pH6~8,发酵温度40℃的条件下发酵48h,发酵豆渣表现出较高的α-葡萄糖苷酶抑制活性。以细菌5发酵豆渣获得降糖功能食品,可以大大提高豆渣的利用价值,为降糖功能食品的开发利用开辟新途径。     

植物源α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究现状

对从中草药中筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究状况进行了概述，阐述了α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机理及中药α-葡萄糖苷酶抑制剂治疗糖尿病的较好应用前景。     

荞麦源降血糖糖肽结构表征及酶抑制动力学

为实现荞麦蛋白资源高值化利用,从6个菌株中筛选出植物乳杆菌和嗜热链球菌作为发酵菌株,制备α-葡萄糖苷酶抑制糖肽(α-GIG)。采用单因素实验确定优化中心点,然后做响应面试验优化发酵工艺。通过Sephadex G-25和反向高效液相色谱法(RP-HPLC)对发酵液进行分离纯化,制备α-GIG。采用β-消除反应方法确定α-GIG中糖肽键类型,红外光谱扫描法测定二级结构。采用Lineweaver-Burk作图法探究酶抑制动力学,确定α-GIG对α-葡萄糖苷酶的抑制作用类型。结果表明:在料液比1∶14.8、pH 7.5、接种量2%、发酵2.8 d条件下,发酵产物对α-葡萄糖苷酶抑制率达70.83%。发酵液经Sephadex G-25分离得到I1,I2,I3 3个组分,其中I2对α-葡萄糖苷酶抑制作用较强,IC50达1.72 mg/mL。经RP-HPLC进一步分离纯化I2,得到α-GIG,其纯度为94.17%。红外光谱扫描确定α-GIG的二级结构为:β-折叠占70.51%,α-螺旋占18.95%,β-转角占10.54%。α-GIG中糖肽键类型为O-糖肽键。酶抑制动力学研究表明,α-GIG对α-葡萄糖苷酶的抑制作用类型为混合型非竞争性抑制。α-GIG具有开发为天然α-葡萄糖苷酶抑制剂的潜力。     

α-葡萄糖苷酶抑制剂体外筛选方法的研究

以对-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷为底物,通过高效液相色谱定量分析水解产物对-硝基苯酚,确定α-葡萄糖苷酶的活性,建立新的α-葡萄糖苷酶抑制剂的体外筛选方法,为了提高筛选方法的灵敏度,对酶促反应条件进行了优化,并用阿卡波糖验证筛选方法的可靠性,结果测得阿卡波糖的IC50为2.07 mg/mL,与文献报道相近,说明该法可替代传统的Trembly法,并可用于α-葡萄糖苷酶抑制剂的高通量筛选。