白皮杉醇抗α-葡萄糖苷酶和UGTs的抑制机制研究

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白皮杉醇(Piceatannol,PIC)是一种在百香果和蓝莓中发现的天然多酚类化合物,具有广泛的生物活性,能够改善由代谢紊乱引起的高血糖症和胰岛素抵抗。白皮杉醇抗糖尿病的活性可能与α-葡萄糖苷酶的活性相关,但是二者的相互作用机理尚不明确。因此,本课题主要采用酶动力学、热力学和分子对接模拟等实验方法研究白皮杉醇对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,并探究其抑制机理。酶动力学的研究结果表明白皮杉醇以非竞争性的方式强烈地抑制α-葡萄糖苷酶的活性,其半抑制浓度(IC50)和半抑制常数(Ki)分别为4.39±0.74μM和5.38±0.24μM。热力学研究表明,白皮杉醇能够以剂量依赖性的方式淬灭α-葡萄糖苷酶的内源性荧光,并与α-葡萄糖苷酶形成高亲和力的复合物。此外,分子对接研究证实,白皮杉醇结合在α-葡萄糖苷酶的催化位点之外,这会诱导α-葡萄糖苷酶的构象变化并阻止底物的进入,从而导致α-葡萄糖苷酶活性下降。这些结果均表明白皮杉醇能够降低α-葡萄糖苷酶的活性,白皮杉醇可以作为潜在的治疗糖尿病的药物或者糖尿病患者的膳食补充剂。成药性评价对于提高新药研发的成功率具有重要意义。因此,在确定白皮杉醇具有良好疗效的基础上,我们对其成药性进行了初步评价,评价了其对人体代谢酶活性的影响。白皮杉醇对催化药物I相反应的细胞色素P450酶(cytochrome P450,CYPs)酶活性的影响已有报道,但是白皮杉醇对催化药物II相反应的尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸糖基转移酶(UDP-glucuronosyferases,UGTs)酶活性的影响尚不清楚。本研究旨在评价白皮杉醇对UGTs酶活性的影响,并评估其与通过UGTs代谢的药物联合使用时,可能存在的药物相互作用的风险。通过使用高效液相色谱系统测量白皮杉醇对4-甲基伞形酮葡糖醛酸和丙咪嗪N-葡糖醛酸的形成速率来评估白皮杉醇对UGTs酶活性的影响,实验结果表明白皮杉醇是UGTs的广谱抑制剂。进一步的动力学分析表明,白皮杉醇对UGT1A6和UGT1A7的抑制遵循非竞争性抑制机制,而对UGT1A8和UGT1A9的抑制分别遵循竞争性和混合性抑制机制。风险的定量预测表明,口服2颗百香果或20 mg的白皮杉醇与经由UGT1A6,UGT1A7,UGT1A8和UGT1A9清除的药物共同给药可能导致潜在的药物相互作用风险。因此,在开发和应用白皮杉醇作为α-葡萄糖苷酶潜在的抑制剂的同时,应格外注意白皮杉醇对体内UGTs介导的底物联用时,可能会发生相互作用的风险。
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