黑荆树皮原花色素的表征以及抗糖尿病研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wu01234
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黑荆树是豆科金合欢属植物,主要分布于我国的南方地区,其树皮提取物含有丰富的原花色素,而原花色素是一种重要的可再生的天然聚合物。黑荆树皮原花色素过去主要用于工业制革和胶粘剂生产,民间也将其作为止血剂使用。本论文旨在研究黑荆树皮原花色素的组成、抗氧化性质及其在治疗II糖尿病中的应用,得到如下结论:(1)通过结合电喷雾质谱与基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析方法证明了黑荆树皮中类黄酮化合物原花色素的单体黄烷三醇为自然界常见的儿茶素和少见的没食子儿茶素,大分子原花色素是由儿茶素、没食子儿茶素、菲亭醇及刺槐亭醇通过C4-C6或者C4-C8黄酮键连接而形成的B型原花色素,其聚合度范围为1-11(分子量分布范围290-3300 Da),且不含酰基。采用核磁共振碳谱和正相液相色谱法对黑荆树皮原花色素的立体异构和聚合度分布进行分析,进一步证明了原菲瑟定、原刺槐定、原翠雀定和原花青定的存在,其中原菲瑟定和原刺槐定含量较高;未检测到A型原花色素所具有的醚键或双碳键;结果也表明其立体结构具有多样性,如:C-2处反式优于顺式(比例约为2.7:1),C-3处伸展单元中以及C-3处终止单元中顺式和反式都存在;正相液相色谱分析表明黑荆树皮中小分子原花色素的相对含量达到77%,其余为高聚合度的原花色素。(2)采用化学法对黑荆树皮原花色素以及其他三种行业内常见原花色素进行抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性研究,发现由于黑荆树皮原花色聚合度低且小分子原花色素含量高,导致黑荆树皮原花色素对α-淀粉酶为温和的抑制作用、对α-葡萄糖苷酶为强抑制作用,其IC50值分别为45.83μg/mL和22.1μg/mL。应用米氏方程动力学模型研究发现黑荆树皮原花色素对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制类型分别为非竞争性和竞争性抑制作用。通过简单比较推测聚合度是抑制α-淀粉酶活性的主要影响因素。由于仅有花生衣中发现A型原花色素存在且其对α-葡萄糖苷酶抑制作用最强而黑荆树皮原花色素次之,我们推测α-葡萄糖苷酶活性的抑制与A型原花色素有关,还可能与其-OH数目有关。通过与阳性药物阿卡波糖比较,发现阿卡波糖对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的IC50值分别为8.2μg/mL和164.2μg/mL,表明了黑荆树皮原花色素具有治疗糖尿病的潜力。论文结合化学吸光度法和细胞模型法对四种原花色素的抗氧化性质进行测定,结果发现黑荆树皮原花色素因其最高的多酚含量表现出最强的抗氧化能力且高于阳性对照VE,该结果也进一步说明多酚含量是影响抗氧化的主要因素。同时发现细胞模型法所得EC50值是化学吸光法所得EC50值的十倍以上,推测是由于原花色素分子存在细胞屏障或者生物学不稳定性所致。(3)使用体外胃肠模拟法对黑荆树皮原花色素多酚含量、生物学稳定性、生物利用度以及生物活性变化进行了研究,结果表明黑荆树皮原花色素在胃部环境下稳定而在肠部环境下有分解现象,最终约有53%的抑制α-葡萄糖苷酶能力被保留;对生物利用度进行了初步研究,发现仅仅有黄烷三醇单体、二聚体及三聚体能进入透析袋,模拟出生物利用度约为17.9%,较低的生物利用度与其较大的分子量和较好的水溶性有关;对不同消化过程不同时间点的消化物的抗氧化和抑制α-葡萄糖苷酶活进行了研究,发现抗氧化能力与抑制α-葡萄糖苷酶酶活均与多酚含量有关,因此黑荆树皮原花色素的抗氧化性质和抗糖尿病具有相关性。(4)采用柱色谱和溶剂萃取法获得具有不同聚合度分布的原花色素级分,对四个原花色素级分进行红外吸收解析,发现原刺槐定和原翠雀定的含量较高;对低聚合度的原花色素级分进行液质表征,发现其结构为二聚体和三聚体原花色素;对四个不同聚合度分布的原花色素级分进行生物活性分析,发现小分子原花色素级分表现出最强的抗增值作用,大分子原花色素变现出显著增强HepG2细胞对糖的消耗;聚合度对α-葡萄糖苷酶活性抑制作用并不是主导作用,主要与-OH数目有关,同时聚合度越高的原花色素具有最强的对α-淀粉酶荧光猝灭作用。以上研究结果表明黑荆树皮原花色素在抗氧化、抗增值与治疗II型糖尿病方面具有良好的应用前景。
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