【摘 要】
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随着糖尿病在全球的广泛流行,尤其是患2型糖尿病人数比例的急剧增长,造成了日益加剧的健康危害及经济负担。餐后血糖的持续升高,是引发2型糖尿病的重要因素,而通过有效抑制糖苷酶,如α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性,来降低碳水化合物的水解及吸收速度是控制餐后血糖增高的有效途径之一。同时,大量研究表明,部分植物来源的安全天然产物,可以作为糖苷酶抑制剂,有效缓解糖尿病的发生及发展。本文通过比较六种花色苷提取物
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随着糖尿病在全球的广泛流行,尤其是患2型糖尿病人数比例的急剧增长,造成了日益加剧的健康危害及经济负担。餐后血糖的持续升高,是引发2型糖尿病的重要因素,而通过有效抑制糖苷酶,如α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性,来降低碳水化合物的水解及吸收速度是控制餐后血糖增高的有效途径之一。同时,大量研究表明,部分植物来源的安全天然产物,可以作为糖苷酶抑制剂,有效缓解糖尿病的发生及发展。本文通过比较六种花色苷提取物对酶活性的抑制作用,筛选出越橘花色苷提取物进一步研究。首先,通过化学法分别测定越橘花色苷提取物中总酚、总黄酮及总花色苷含量,同时采用高效液相色谱法分析提取物中花色苷的组成;其次,借助体外酶学实验,对比越橘花色苷提取物与阳性对照阿卡波糖对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制效果;再次,运用酶学动力学实验探究越橘花色苷提取物对两种酶的抑制作用类型;再次,运用光谱分析和差示量热扫描技术分析其对两种糖苷酶结构的影响,通过淀粉颗粒形态观察探究其对α-淀粉酶活性的影响;之后,运用动物实验,探究越橘花色苷提取物在体内对餐后血糖的调节作用;最后,运用同源建模及分子对接等计算机模拟方法,评价五种主要花色苷与糖苷酶作用的潜在结合构象及抑制类型。结果表明,越橘花色苷提取物对两种糖苷酶均有良好的抑制效果,对α-葡萄糖苷酶的抑制效果优于α-淀粉酶。高效液相色谱显示,提取物中有16种花色苷成分,主要是飞燕草素-3-O-葡萄糖苷,飞燕草素-3-O-阿拉伯糖苷,飞燕草素-3-O-半乳糖苷,牵牛花素-3-O-葡萄糖苷,矢车菊素-3-O-葡萄糖苷,共计占花色苷总含量的63.68%;酶活性实验表明,相比于α-淀粉酶,越橘花色苷提取物对α-葡萄糖苷酶能够发挥更强的抑制效果,越橘花色苷提取物及阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶的半数抑制浓度(IC50)分别为0.31±0.02 mg/m L和4.11±0.15 mg/m L。酶学动力学分析表明,作为可逆性抑制剂,越橘花色苷提取物对两种酶均发挥混合性抑制作用;荧光光谱结果表明,越橘花色苷提取物与糖苷酶形成了复合物,引起酶蛋白内源性荧光猝灭,造成微环境产生改变、疏水性增加;傅立叶红外光谱分析显示,酶蛋白二级结构占比发生改变,无规卷曲结构比例显著升高,致其稳定性减弱;差示量热扫描分析表明,抑制剂-酶复合物的形成造成酶蛋白变性温度降低、氢键结构被破坏、热稳定性变差;淀粉颗粒观察结果显示,越橘花色苷提取物通过抑制了α-淀粉酶的活性,延缓了淀粉的水解。动物实验结果表明,越橘花色苷提取物能够显著改善小鼠餐后血糖的升高,与体外酶学结果相一致。分子对接结果显示,越橘花色苷提取物中主要发挥活性的组分,可能是对接能量最低、IC50值最小的飞燕草素类花色苷。综上所述,越橘花色苷提取物可以通过抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性,发挥降低餐后血糖功效,具有良好的开发利用前景和价值。
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