以α-葡萄糖苷酶为靶向抗糖尿病药物的研究

糖尿病是一种危害身体健康的慢性代谢疾病,源于胰岛素分泌不足,主要以高血糖为特征。近年来,糖尿病的发病率正在不断地增加。α-葡萄糖苷酶是控制体内血糖水平的关键酶。因此,寻找高效、安全的α-葡萄糖苷酶剂在治疗餐后高血糖中发挥着重要的作用。在这项研究中,我们探讨了火棘果单宁、喹唑啉酮衍生物和槲皮苷对α-葡萄糖苷酶的抑制效果和抑制机理,主要研究内容及结果如下:1.火棘果单宁对α-葡萄糖苷酶的抑制效果和抑制机理的研究单宁是从火棘果中提取的,我们通过13C NMR、ESI-MS及HPLC对其结构进行分析。结果表明,这些物质主要是由A型和B型的原花青定组成的,同时还共存有原花青定葡萄糖苷和鞣花酸鼠李糖苷。光谱学方法被用来分析火棘果单宁对α-葡萄糖苷酶抑制活性,结果表明,这些物质的半抑制浓度IC50为0.15μg/mL,表现为较强的抗α-葡萄糖苷酶活性,并且是一种可逆的非竞争性抑制剂。荧光淬灭结果显示火棘果单宁对α-葡糖糖苷酶的淬灭机理为静态淬灭,主要是由于形成了抑制剂-酶的复合物。分子对接结果进一步表明火棘果单宁与α-葡糖糖苷酶的相互作用的驱动力主要是氢键作用和疏水作用。这些结果表明,火棘果单宁对α-葡糖糖苷酶的主要的抑制机理是火棘果单宁插入到α-葡糖糖苷酶的口袋中,在某种程度上改变了酶的催化活性位点的构象,从而降低了对底物的亲和力,进而抑制了酶的活性。这项工作的结果提供了一个新的视觉:火棘果单宁有可能成为新型的抗糖尿病药物。2.喹唑啉衍生物的合成和对α-葡糖糖苷酶的抑制机理的比较本论文合成了8种喹唑啉酮衍生物,并对它们的抗α-葡糖糖苷酶的活性进行了评估,结果发现化合物CQ和BQ是强有效的α-葡糖糖苷酶抑制剂,它们对α-葡糖糖苷酶的半抑制浓度分别为12.5μM,15.6μM。光谱学方法被用来分析这两种物质对α-葡萄糖苷酶的抑制机理,结果表明它们都是可逆的非竞争性抑制剂。CQ和BQ对α-葡糖糖苷酶的荧光淬灭是自发生成抑制剂-酶复合物的静态淬灭。化合物CQ与α-葡糖糖苷酶相互作用主要依靠氢键、范德华力和疏水作用力,而BQ与α-葡糖糖苷酶结合的主要驱动力是疏水作用力。分子模拟的结果表明化合物BQ对α-葡糖糖苷酶的抑制效果弱于化合物CQ的主要原因是化合物BQ与酶形成较弱的相互作用。简言之,这项工作所鉴别出来的喹唑啉酮衍生物具有开发成为新型的抗糖尿病药物的潜能。3.槲皮苷对α-葡糖糖苷酶的抑制效果和抑制机理研究在本项工作中,我们采用酶动力学、荧光淬灭、分子对接的方法探究槲皮苷对α-葡糖糖苷酶的抑制效果和抑制机理。结果表明,槲皮苷是一种有效的的α-葡糖糖苷酶抑制剂,其半抑制浓度IC50为0.275 m M。酶动力学结果表明槲皮苷可以可逆的抑制α-葡糖糖苷酶的活性,其抑制类型为混合型抑制剂。荧光淬灭结果表明,槲皮苷与α-葡糖糖苷酶的荧光淬灭机理为静态淬灭,主要是形成了抑制剂-酶的复合物。分子对接的结果显示槲皮苷与α-葡糖糖苷酶相互作用的驱动力主要是氢键和疏水作用。从上述结果我们可以推测,槲皮苷对α-葡糖糖苷酶的主要的抑制机理是槲皮苷插入到α-葡糖糖苷酶的空腔中,在某种程度上改变了酶的构象,从而降低了对底物的亲和力,进而抑制了酶的活性。目前的这项研究在发展和开发新型的α-葡糖糖苷酶抑制剂上提供了理论依据。