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植物源α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究现状

   日期:2011-01-12     来源:发酵工业网    作者:发酵网    浏览:2275    评论:0    
  

:《广西轻工业》2008年第8期(总第117期)
林玉桓(无锡商业职业技术学院,江苏无锡 214153 )

α-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.20, α-glucosidase)存在于人体小肠刷状缘上,参与人体糖的代谢,对维持人体正常生理功能起着重要作用。α-葡萄糖苷酶通过水解α-1.4糖苷键从淀粉和多糖的非还原端切下葡萄糖[1],人体对淀粉、糊精、蔗糖等碳水化合物的利用吸收依赖于小肠刷状缘上该酶的活性[2],通过调节该酶的活性可改善糖尿病患者餐后血糖的水平。

1 α-葡萄糖苷酶抑制剂治疗糖尿病机理

糖尿病(Diabetes mellitus,DM)是由胰岛素分泌的绝对和相对不足以及细胞对胰岛素敏感性下降,引起的以糖代谢紊乱为主的临床综合症,以高血糖为主要标志,且尿中有糖。

α-葡萄糖苷酶抑制剂是临床上治疗糖尿病的一种药物,目前主要来源于微生物代谢产物,如阿卡波糖(acarbose,商品名:拜糖平)、伏格列波糖(voglibose,商品名:倍欣)、米格列醇(miglitol)等。临床证明阿卡波糖[3]、伏格列波糖[4]等治疗Ⅱ型糖尿病有明显的降低餐后高血糖效果,是较好的治疗糖尿病药物。

α-葡萄糖苷酶抑制剂可逆性竞争抑制小肠壁刷状缘上α-葡萄糖苷酶的活性,从而明显延缓和阻碍碳水化合物的降解和在消化道的吸收速度,延迟来自双糖、低聚糖及多糖的葡萄糖吸收,有效推迟并减轻糖尿病人餐后血糖升高的时间及进程,有助于控制糖尿病的发展尤其是并发症的发生。

2天然植物α-葡萄糖苷酶抑制活性成分研究状况

我国科学工作者以中药疗效为基础,对某些中草药的提取物能显著抑制α-葡萄糖苷酶活性进行了研究,并取得一定成果。

李英等 [5]从中药虎杖中分离、纯化出α-葡萄糖苷酶的抑制活性物质HGI,根据Tremblay等方法测定α-葡萄糖苷酶活性(以PNPG为底物)。证明HGI对α-葡萄糖苷酶有很强的亲和性,是一种活性很强的抑制剂,其抑制率几乎可达100%。对其组分初步分析,表明HGI可能是一含糖的大分子多聚物。根据Lineweaver-Burk方程(双倒数方程)作图知,HGI的抑制作用是一种可逆性非竞争性抑制剂,抑制常数Ki为6.0mg/L。

沈忠明等 [6]从几十种有降糖功效的中药材中筛选出具有显著抑制α-葡萄糖苷酶活性的中药五味子。徐林峰等[7]对五味子抑制作用进行了研究,通过酶动力学实验,验正了五味子中抑制活性物质是非竞争性抑制剂,推断出抑制成分可能是大分子糖苷类物质。通过阿卡波糖对照试验,结果发现在同样条件下,五味子抑制剂用量为14mg时,抑制率可达80%,而达到同样的抑制效果时需要拜糖苹20mg。这说明从五味子中提取得到的抑制活性物质对α-葡萄糖苷酶有显著的抑制效果。

利用中药知母[8],用水浸提、超滤、CMC纤维素柱层析等方法,分离得到α-葡萄糖苷酶抑制剂,对其性质初步研究表明,该成分为大分子糖苷类物质,具有较好的热稳定性,在pH2.2-13.0范围内稳定。经酶动力学试验分析,由双倒数曲线可推测此抑制成分的抑制类型为竞争性抑制。经在同样条件下试验比较,知母提取物的抑制活性要远远高于阿卡波糖。

林玉桓[9]等人对34种中药进行筛选,当药液浓度为50mg/mL时,巴戟天、牛膝、黄精、白芍、何首乌、五味子、川芎、虎杖、穿山龙9种中药对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率达50%以上。五味子、川芎、虎杖对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率超过80%,α-葡萄糖苷酶抑制强度依次为虎杖 > 五味子 > 川芎。计算出虎杖抑制α-葡萄糖苷酶活性的IC50约为27.5mg/mL。

高小平等[10]对126种中药经水煮醇沉提取,进行α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选,其中24种中药提取物能显著抑制α-葡萄糖苷酶活性,而大黄、山茱萸、赤芍、五倍子这四种提取物对α-葡萄糖苷酶和蔗糖转化酶抑制活性明显强于阿卡波糖。

李宪璀等[11]对青岛沿海20种常见大型海藻的脂溶性提取物的酶抑制活性进行初步筛选。结果发现所有的海藻脂溶性提取物对α-葡萄糖苷酶都有一定的抑制活性,其中松节藻、扁江蓠、海头红、叉开网翼藻和肠浒苔等藻类提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性比较显著,抑制率达到60%以上。从活性测定结果看,海藻提取物中有α-葡萄糖苷酶抑制剂存在。

3 结论与建议

西医降糖药物治疗糖尿病疗效肯定,但各种西药都有不良反应,如导致低血糖、乳酸性酸中毒、长期使用需逐渐加量等。糖尿病属于中医学消渴病范畴,中医治疗糖尿病,取材方便,疗效稳定,由于用自然的植物入药,副作用必然少于西药,能有效地防治并发症,具有西医不可替代的优势。

目前治疗糖尿病的中药可分为复方纯中药制剂(如消渴饮、消渴灵胶囊等)、复方中西药制剂(如消渴丸)和单味中药(如黄连、苦瓜、人参、黄芪 )。单味中药是组成复方的基本要素,药物的化学成分和药理作用是发挥疗效的物质基础。目前科学工作者应充分发挥我国中草药大国优势,把中药治疗糖尿病的目标转向单味药物的筛选、有效成分的获得上。从初步筛选出的具有α-葡萄糖苷酶抑制作用的中草药中,釆用现代科技手段对其抑制活性成分进行分离、纯化和提取,以获得抑制效率更高的中药α-葡萄糖苷酶抑制剂,使其具有疗效确切、剂量小、见效快、疗程短等特点,并在临床上加以检验论证。对提纯出的抑制活性物质应分析其化学成分与分子结构,提出相关的基础理论数据和药物治病机理,为中药α-葡萄糖苷酶抑制剂治疗糖尿病的推广应用及将来进入国际市场打下坚实的理论基础。

参考文献

[1] 潘碧霞,吴明章,董赛珍,等.我国正常生育能力男子精浆α-1.4糖苷酶活力的研究[J].生殖与避育,1989,9(3):12-16

[2] Asano N, Nishida M, Kizu H, et al.Homonojirimycin isomers and glycosides from aglaonematreubii [J].J Nat Prod,1997,60:98-102

[3] Coniff RF, Shaporo JA, Seaton TB. Long-term efficacy and safety of acarbose in the treatment of obese subjects with non-insulin-dependent diabetes mellitus. Arch Intern Med,1994,154:2242

[4] 陈重,邝建,杨华章,等. 伏格列波糖制疗2型糖尿病20例. 广东医学,2001,22(5):436-437

[5] 李英,沈忠明,杨万山,等.α-葡萄糖苷酶抑制剂的分离纯化及其性质研究. 天然产物研究与开发,2000,12(4):24-28

[6] 沈忠明,李英,姜宏,等. 降糖中药对α-葡萄糖苷酶抑制作用的研究. 中国生化药物杂志,2000,21(2):69-70

[7] 徐林峰,沈忠明,殷建伟.五味子中提取α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究. 中国生化药物杂志,2001,22(3):127-129

[8] 李英,张兰,杨万山,等. α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选和初步研究. 上海大学学报(自然科学版),2000,6(2):129-132

[9] 林玉桓,王栩林,王颖,等.34种中药对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用.大连轻工业学院学报,2004,23(4):270-272

[10] 高小平,张蔚瑜,邹文俊,等. 中药提取物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选. 天然产物研究与开发,2003,15(6):536-537

[11] 李宪璀,范晓,韩丽君,等. 海藻提取物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的初步筛选. 中国海洋药物杂志,2002,2:8-11

 
     
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