（有机化学专业论文）蛋白质体外非酶糖基化的抑制研究.pdf

论文蘧匿：淹自质体辨毒荽酶糖基纯酌掷裁礤究 专蜚；骞糯霉乏掌 硬坐；李满娥 指导教簿：驽蒸教授 撼要 骧尿蠛及其蠼蛙缀念痰岂经或兔严熬藏躲a 燮德壤熬嚣冕髓张辫菠痣。髂搬 黉鑫藤菲瓣耱基凭在耱藤瘸袁簧荠麓疼戆发塞占商嚣露重蘩黪堍佼。它与萌融蘩 梅疆健、瓣瘸、a l z h e i m e r 症等多释减瘸密韬籀关。趣就w 觅，溜疗稽添瘸艇麒 熳性综合黢掰馘蘧过撵躺蹙是裳嚣懿赣蘩位采这戮浚龄嚣装。疆驻鲣篷，蛋彝骥 饕臻稽基徽翡箨裁裁戒建避年采蘸镑键攀戆磷究熟感。 辩蓠蕊黻鑫覆赣酶糖港耗佟为鞘熙驰上帮药物死乎没有，粼熬觚是鼹前激霄 羚发瀵力熬藜甥，攫是露程藩爨霪丈瓣缺点。嚣热，辩笈鹣薅恣戳虽篷壤 # 拣拣 基往海羲秣瓣建导纯合灏爨，有菲鬻蘩太瓣蠹义。 零文液稻努子荧巍努橱法灏试了激繇礤纯台糍一奖黄索类他台糖、旋耐熬俄 台浆、二二苯警黎豢纯食物、金壤囊子淡及垒嚣终会黪难髂羚鬟趣袋装熬耱蒸缀 懿捧蒋l 嚣溉。矮俸整瑟弑下死夺帮分静蠹容： 1 。姜裁嚣类豫鸯携黠黉岛袋 瓣弑基建麓帮裂磷鬻。彝辩遴嶷漕焚怒帮辫 二龟落磅巍了簧黄索类纯台糖与磊密溪之闻蟪筵念稼蕉，颤遴一步解释豫台褥对 激宣璇 # 辩糖整纯浆掷涮枫理。 窑。穷缮7 黉鬻类稳奢豫蠢：苯攀粼爽继鸯懿瓣爨篷矮嚣酶糖整往煞辩秘俸 掰。缝菜燮辩，大部分黄溯激纯台物翻= 涨甲戮类张食物郝具有较好懿掷铡效撼。 3 研究金属离子c o ”、c u ”、v ”、m n ”、z n 2 + 对蛋白质非酶糖基化的抑制 作用和染料术黄酹、槲皮素等黄酮类化合物的龛属络合物对蛋白质非酶被基化的 搀制效果。 关键诵：非酶糖基化，姜黄素，黄酮，二苯甲酮，金属离子 狂 i n h i b i t i o no fn o n e n z y m a t i cg l u c o s y l a t i o nb y s o m e c o m p o u n d s i nv i t r o m a j o r ：o r g a n i cc h e m i s t r y n a m e ：m a n m e il i s u p e r v i s i o r ：l i nm a a b s t r a c t d i a b e t e sm e l l i t u s ( d m ) i sac o m m o na n df r e q u e n t l y o c c u r r i n gd i s e a s ew h i c hb a d l y t h r e a t e n sh u m a n n o n e n z y m a t i cg l y c a t i o nn o to n l yh a v eb e e ni m p l i c a t e da sam a j o r p a t h o g e n i cp r o c e s si n t h el o n g t e r mc o m p l i c a t i o n so fd i a b e t e s ，t h ep r o d u c to f n o n e n z y m a t i cg l y c a t i o nc a l l i n gt h ea d v a n c e dg l y c a t i o ne n d p r o d u c t s ( a g e s ) ，a l s o p l a y sa ni m p o r t a n tr o l e i nav a r i e t yo fm e t a b o l i cd i s o r d e r sa n do t h e rd i s e a s e ，f o r e x a m p l e ，a t h e r o s c l e r o s i s ，a l z h e i m e r sd i s e a s ea n d n c ：p h r o p a t h y b e c a u s eo ft h e i r i m p o r t a n c e ，i n h i b i t o r so fn o n e n z y m a t i cg l y c a t i o nh a v eb e e nc o n s i d e r e da sc o m p o u n d s o fi n t e r e s tf o ral o n gt i m e a r n i n o g u a n i d i n e ( a g ) i saw e l l k n o w ni n h i b i t o ro fn o n e n z y m a t i cg l y c a t i o na n d i sc o n s i d e r e dt ob ep r o m i s i n gf o rt h et r e a t m e n to fd i a b e t i cc o m p l i c a t i o n s h o w e v e r ， t h et h e r a p yd o s eo fa m i n o g u a n i d i n ei st o om u c h i nv i e wo ft h ep r o b l e ma n d c o n s i d e r i n gt h ed o m e s t i cs i t u a t i o no fa n t i d i a b e t i cd r u g sd e v e l o p m e n t ，w es c r e e nf i v e c l a s s e so fc o m p o u n d sa n dt e s tt h e i ra c t i v i t i e so ni n h i b i t i n gt h ef o r m a t i o no ft h ea g e s t h i st h e s i sm a i n l yc o m p r i s e sf o l l o w i n gt h r e es e c t i o n s 1 c u r e u m i nd e r i v a t i v e sa r e i n v e s t i g a t e d f o rt h e i r i n h i b i t o r ye f f e c t s o n n o n e n z y m a f i cg l u c o s y l a t i o ni n v i t r o ，t h e i rb i n d i n gr e a c t i o nw i t hb o v i n es e r u m a l b u m i n ( b s a ) a n dt h e i ri n f l u e n c eo nt h ec o n f o r m a t i o n a lc h a n g e so fb s a i ti sf o u n d t h a ta 1 10 ft h e s ec u r c u m i nd e r i v a t i v e si n h i b i t e dt h ef o r m a t i o no fa g e s t h er e s u l ta l s o i l i i n d i c a t e st h e ye x t e n s i v e l yb i n d st ot h ep r o t e i na n di n d u c et h ec o n f o r m a t i o n a lc h a n g e s o f b s a 。 2 f l a v o n o i d sa n db e n z o p h e n o n ea n a l o g u e sa r ee v a l u a t e da si n h i b i t o r so f n o n e n z y m a t i cg l y c a f i o n t h er e s u l ts h o wm o s to ft h ec o m p o u n d sa l e e f f e c t i v e 3 。w ea l s os t u d yt h ei n h i b i t o r ye f f e c to ff l a v o n o i d - m e t a lc o m p l e x e sa n dm e t a l i o n ss u c ha sc 0 2 十、c u 抖、v “、m n 2 + 、z n 2 + o nt h ef o r m a t i o no f a g e s k e y w o r d s ：n o n e n z y m a f i cg l y c a t i o n ，c u r c u m i n ，f l a v o n o i d ，b e n z o p h e n o n e ，m e t a li o n 中山大学硕士学位论文 第1 章蛋白质非酶糖基化抑制剂的研究进展 近年来，随着我国社会经济的持续发展，人民生活水平的迅速提高和人均寿 命延长，糖尿病( d i a b e t e sm e l l i t u s ，d m ) 的发病率在我国呈明显上升趋势。糖尿病 及其慢性综合症已经成为严重威胁人民身体健康的常见病和多发病。近年来研究 表明，人体内持续高血糖状态会导致身体组织中的功能蛋白和核酸蛋白的非酶糖 基化( n o n e n z y m a t i cg l y c o s a t i o n ，n e g ) ，产生非酶糖基化终末产物( a d v a n c e d g l y c a t i o ne n dp r o d u c t s ，a g e s ) 。研究还发现：蛋白质非酶糖基化不仅参与了糖尿 病慢性并发症的发展，还与动脉粥样硬化、微血管病变、a l z h e i m e r 症等多种疾 病密切相关。人体内的a g e s 主要来自体内的自身合成，从食物中摄入的量非常 地少。因此有效控制高血糖，寻找干预非酶糖基化过程的措施，减少a g e s 的形 成是防治糖尿病慢性并发症一个可行且有效的方法。目前有关蛋白质非酶糖基化 的作用机理和临床意义正得到越来越多的重视。 1 1 蛋白质非酶糖基化的基本过程 1 1 1a g e s 的形成过程 1 1 1 1 经典途径 非酶糖基化又称m a i l l a r d 反应，最初是由一位法国化学家l c m a i l l a r d 于 1 9 1 2 年发现的。它是由还原糖与蛋白质、氨基酸等的游离氨基端通过一系列复 杂的非酶促反应形成结构多样的不可逆聚合物的过程，在反应过程中，伴随着颜 色反应，呈现特征性的黄褐色。这种糖基化过程大致可以分为3 个步骤： 1 ) 糖化物上的游离氨基与还原糖上的羰基在无酶参与条件下迅速合成一不 稳定的s c h i f f 碱，该步持续时短而且是可逆的： 2 ) 形成的s c h i f f 碱经过a m a d o r i 重排形成相对稳定的酮氨化合物( a m a d o f i 产物) ；该步骤也是可逆的，和第一步过程合称为早期糖化反应； 中出大学鞭士学位论文 3 ) a m a d o r i 产物进一步经黢水、环他、戴化积夔搂生戏反应性孛润产甥， 包括甜乙二酸，3 脱氧葡糖醛酮( 3 - - d g ) 和甲基乙二醚( m g o ) “2 1 ，这些中间产 物进一步与其他游离氨基殷应，形成了不可逆性的a g e s ，这是m a i l l a r d 反应的 晚款盼段，墩是这一过程中最重要戆步骤。( 妇图1 - 1 示) 匮函 图1 - 1 蛋囱质非酶糖基化经典途径 l 。1 1 0 经典途经 在生物体内，醛糖还原酶和多元醇( 山梨醇) 脱氯酶可以组成多元鼯通路。 醛糖迸原酶以n a d p h 为辅酶将葡萄糖和半乳糖还原成相应糖醇山梨醇和 睾襞羲醇，然嚣由黎薅再凌多元簿脱氢骚捧鼷将萁氧仡成栗糖。巢耱霹依次生袋 3 一磷酸果糖、3 一脱氧葡凝糖酮醚( 3 - - d g ) ，或者分解生成甲基乙二醛( m g o ) ， 3 一d g ，m g o 和由体内脂质过氧化形成的e , - - 醛都属于二羰基产物，可以与赖 氮酸等氨基酸黻二聚体形式结合，形或a g e s 。既努，酮亚黢帮壅黢芬可经氧纯、 水解等反应转变为二羰基产物，继而形成a g e s 。由此可见，经典鞠非经典途径 2 中山大学硕士学位论文 存在交叉。 一切带有游离氨基酸的物质如蛋白质、核酸和部分脂质都可参与n e g 。目 前研究发现，在高血糖状态下，机体的许多蛋白质如血红蛋白、白蛋白、低密度 脂蛋白、晶状体蛋白、神经蛋白、细胞外基质蛋白都出现了a g e s 。同样还在血 和尿液中发现有a g e s 的碎片，这就提示了它在组织中动态的形成和处理过程， a g e s 的碎片是经过肾脏降解和清除 4 】。 a g e s 的形成速度同血糖的浓度和持续的时间长短成比例关系。反应在正常 机体缓慢进行，但是在糖尿病持续高血糖情况下，反应将显著加速，a g e s 形成 量明显增加。戊糖比葡萄糖的反应速度快，而细胞内的糖( 如6 一磷酸葡萄糖、核 糖、半乳糖和果糖) 在形成a g e s 时反应速度要快嘲，这是因为葡萄糖在溶液中 主要以闭环方式存在，而6 一磷酸葡萄糖、半乳糖和核糖在溶液中是以开环的方式 存在，游离的醛基比较多，反应速度比较快。同时，较早期的糖基化比晚期的糖 基化在速度上也呈现出更高的浓度依赖性嘲。 1 1 2 a g e s 的结构 a g e s 作为一组复杂的化合物，人们对此已进行了广泛的研究，但是对其化 学本质仍不是十分清楚。目前已明确结构的有：呋喃酰咪唑( f f i ) 、烷甲酰二糖 基吡咯( a f g p ) 、吡咯素( p y r r a l i n e ) 、交联素( c r o s s l i n e ) 、咪唑咙( i m i d a z o l o n e ) 、 甲酰苏糖吡咯( f t p ) 、羧基赖氨酸( c m l ) 、戊糖苷素( p e n t o s i d i n e ) 等8 种7 1 。 这8 种结构的形成途径也存在一定的差异，前6 种仅是糖化过程的产物。c m l 和p e n t o s i d i n e 是在糖基化之后接着氧化的产物，被称作g l y c o x i d a t i o n 产物，它 们是目前了解得最透彻得两种a g e 5 】，研究结果显示：在人晶体蛋白、胶原蛋白 和尿中可检测到c m l ，p e n t o s i d i n e 存在于人的皮肤胶原、肾小球基膜、血浆蛋 白、晶状体、红细胞等组织，糖尿病患者含量明显升高，尿毒症病人尤为显著8 1 。 ( 化合物结构如图l 一2 示) 中由大学硕士学位论文 舞 r n h l 霉h 2 i c o o h f f i a f l gc m l ( 2 - 2 ( f u r o y | ) * 4 ( s ) - ( 2 - f t l r m t y l ) l 羚嘲妇喊蝮l a l k y l - f o r m y l - 3 , 4 - d i g t u c s y l - p y r r o l e ) f n # - c a r b o x y m e t h y l - l y s i n e ) p e n t o s i d i n e 1 1 3 a g e s 的梭溺方法 薹i 弦r a l i n e c r 撼娟飘e 图1 - 2a g e s 结构 爨欲薅麦存在a g e s 鼓发璜激寒，大蠢分鹾究郝采羯 黪菇毪方法，邋豆年 来特异憔方法逐渐成熟，a g e 的测定体系得到了完善。目前采用的方法和应用 机理如下： ( 1 ) 努予荧竞分掇法t 接统试必典墼赘a g e s 葵有黄褥惫，戆广泛蔽浚宠谱 但是无特定峰值吸收频率，可发荧光。分子荧光分析法正是根据a g e 具裔荧光 的性质对其进行检测。文献报道适用于a g e s 检测的激发波长为3 4 0 3 9 0 n m ， 发射波妖惩4 2 0 4 7 0 n m 。该法是嫒溅a g e s 较经典戆方法，灵敏度蠢重笺稳都 较好，但是特异性差，部分a g e s 如c m l 、戊糖苷素、咪螋咙不产生荧光，往 往不能全面反映样品中a g e s 的水平，同时还易受其他物质的相同荧光光谱影 羲。勇终，激发波敌、狭缝宽、游滚p h 毽等都会彩穗荧蠢馕。 ( 2 ) e l i s a 法：厢体外制备的a g e 修饰鬣自免疫动物制备a g e 多克隆抗 4 中山大学硕士学位论文 体或单抗，用于a g e s 的检测，此方法利用抗原一抗体的原理，具有很高的特异 性和灵敏度，但是目前无商品化的试剂盒问世，使其应用受限。 ( 3 ) 高效液相色谱法：戊糖瞢素( p e n t o s i d i n e ) 和呋喃酰咪唑( f f i ) 的分子 量和电荷确定，因而可利用其与离子交换层析柱特定的结合力而将其样本成分分 离开来。这个方法具有快速，分辨率高，稳定性好等优点。但不适合大量样品测 定。 ( 4 ) 选择性离子监测气相色谱一质谱检测仪：用于检测c m l ，具有准确， 重复性好，灵敏度高等优点，但是限于设备要求，不宜大量样品测定。 此外，还有放射受体分析法、放射免疫法、流动注射分析法等在研究a g e s 中也得到一定的应用。 1 2 蛋白质非酶糖基化与糖尿病并发症 1 2 1a g e s 的生物学效应 a g e s 在体内主要通过形成交联、与受体相互作用和增加氧化应激等来发挥 生物学效应。 1 2 1 1 形成蛋白质的交联及其意义 具有高度交联性使a g e s 的重要特性，a g e s 通过直接捕获蛋白质和引起蛋 白质之间发生交联而影响其功能和结构，蛋白质交联的机理目前还不是很清楚， 但能肯定有赖氨酸残基的参与 9 1 。容易形成交联的蛋白质一般都是稳定的、寿命 较长的，如胶原蛋白。目前研究的比较彻底的也是胶原蛋白质的交联，发现在胶 原蛋白质共价交联过程中需要赖氨酸氧化酶的参与。a g e s 引起的蛋白交联会导 致蛋白基质的硬化，使蛋白质不能被蛋白水解酶水解，进而影响了组织重建的进 程。这些变化随着年龄的增长和糖尿病病情的加重而发生【1 0 】。组织学研究支持了 这种观点，因为研究发现a g e s 在体内的聚积和动脉硬化是相关的“】。另外，利 用特定抗体的免疫学方法也证明了吡咯素、交联素、戊糖苷素在患糖尿病肾病体 中山大学硕士学位论文 内会不断累积，这三种a g e 被认为是a g e 交联的生物标记【1 甜。交联导致的生 理结果包括肾小球硬化症、毛细血管基底膜硬化症和动脉硬化症 i 3 1 。b r o w n l e e 【1 4 等也指出：a g e 与基质蛋白广泛交联后使胶原降解减少，基质增加引起基底膜增 厚，皿管壁弹性减低，与肝素的结合亲和力减低，丧失抑制基膜增生的信号而导 致基膜代偿性增生，从而加速肾小球和动脉硬化。而动脉硬化不仅包含了交联， 而且包括了血管壁基质形成的a g e 对捕捉低密度脂蛋白( l d l ) 的捕捉，使l d l 在体内分解减慢，最终也造成动脉硬化【l ”。 1 2 1 2 与细胞内特异受体相互作用 己知的a g e s 受体包括巨噬细胞清除受体1 和i i 、r a g e ( r e c e p t o ro f a g e ) 、 寡糖转移酶- - 4 8 ( o l i g o s a c c h a r y lt r a n s f e r a s e - - 4 8 ，又称为a g e - - r 1 ) 、8 0 k h 磷 蛋白( a g e r 2 ) 和g a l e c t i n 3 ( a g e - - r 3 ) 1 6 1 。这些受体分布于平滑肌细胞、 单核细胞、淋巴细胞、足细胞、巨噬细胞、星型胶质细胞和神经小胶质细胞等细 胞表面【l ”。在糖尿病患者的体内一些受体的表达水平会增加，例如：在糖尿病动 物模型中，g a l e c t i n 一3 的表达超过了正常水平1 8 】。同样，患者血管和肾脏中的 r a g e 水平也高出正常水平【l ”。目前了解的最多的就是r a g e ，它是免疫球蛋白 超家族的一个多配体成员，存在于内皮细胞，特别在动脉硬化区域。r a g e 是细 胞内信号传导的中间体和清道夫。体外实验证明a g e 与巨噬细胞表面的r a g e 相结合能够引起氧化应激，同时激活转录因子n f ) c b 2 0 1 。这个过程包括 p 2 1 w m a p 激酶信号转导级联反应，因而激活n f 一庙。而n f 孀是一种氧自由基 敏感性转录因子，它能够调控内皮激素一1 ，v c a m 1 ，组织因子和血栓调节蛋 白的基因转录【5 l 。实验显示：a g e 造成抗氧化物质的损失与谷胱甘肽、维生素c 和一氧化氮的减少是相互关联的口”。体外实验还发现，透明质酸能够抑制a g e 诱导的n f 庙的激活和n f ) c b 引起的m l a 、i l 6 和t n f a 的释放【2 2 】。 虽然这些研究还需要进一步的确证，但目前可以确定：a g e 与r a g e 相互 作用引起的氧化应激是炎症发生的重要原因。有关炎症病灶的白细胞研究表明它 们通过髓过氧物酶的催化产生c m l ，髓过氧物酶是一类激活的白细胞产生的血 红素蛋白【”1 。这个途径不依赖高血糖而发生，因此非糖尿病患者的动脉硬化区域 同样会出现a g e ，例如风湿性关节炎患者。 6 中出大学醺士学位论支 目前已经知道r a g e 的配体主要有三种，包括a g e 、双性素( a m p h o t e r i n ， 一种高流动性缀自团) 及淀粉筘多肽( a m y l o i d f l - p e p t i d e ) ，其中淀粉筘多肽是引 起a t z h e i m e r 痰静重要霹素泓】。实验发域：双往素莛一耱棒经突键分泌蛋叁，熬 够影响成熟的和有害的细胞迁移】。如果阻止了双憔索和r a g e 之间的信号转 鼯就能抑制肿瘸的生长。目前一致认为：a g e - - r a g e 通路与双性豢- - r a g e 通 路楚互不穗关豹f 2 。】。 1 2 1 。3氧化应激的增加及其意义 糖基纯反应过程孛可产生大量鸯盘麓。伴随着a g e s 在露蠢瓣增多，踅氧 化物歧化酶的活性降低，导致氧化应激增加， 因此飘自由基增多。氧化应激使 艚质过氧化反戍增加，脂斌过氧化产物不仅损伤生物膜的脂类，还使前列环素生 袋减少，导致纛管l | 芟缩及徽斑栓形成f 姻。体确实验证嘴自由基髓介簿事牵经元静交 生和死亡，a l z h e i m e r 病的起因之一是由于体内卢一淀 l ! ； 样蛋白被a g e 修饰之詹 熊聚集同时也产生大量自嬲基，引起患畿小动脉的血鬻淀粉样变性 2 7 】。同时，氧 传应激还能後蕊狡俸结构发袋改变，诞便岛内障形成。 1 2 2 a g e s 的形成与糖尿瘸并发痰 实验证明：高血糖会加速对糖尿病动脉的破坏，引起微管综合瘢，比如：视 阏貘痪、毒孛经系统疾癌、罄瘸稻徽盘警痰瘸等5 嚣】。虽然这些疾痍戆发演凝裁磊1 l 霉 逐不是非常清楚，但是目前提出了三种可能的途径：蛋白激酶c 家族的活化 途径；醛糖还原酶途径；a g e 形成途径【2 羽。其中，a g e s 通过形成蛋白交联 媛嚣器害壁戆弹毪，与受豁穗互终溪改变绥憨功蕤弱多穰缉澹蠢予瓣表运隶平移 增加氧化应激等方式造成糖尿病并发症，包括： l 。2 。2 t l 糖暴瘸携精貘莠笈痰( d r ) 糖尿病视网膜病变( d r ) 是一种严重的致盲性眼病。它是糖臊病最为常见 和严重的微觑管并发症之一，它的早期瘸理改变为亳绷皿管周细胞丧失，微血管 癣形藏，毛缨巍管阕塞，动静踩致交，乃餐新生盘警形成及纤维增熬。磺究发褒， 中山大学硕士学位论文 a g e s 与d r 救发生发展蠢关。a g e s 生成增多夏在内皮缨躯、髑缨腿与基底联 沉积，从而活化白细胞，导致白细胞异常粘附和浸润；释放自由基及蛋白酶损伤 周细稳和内菠细胞，影响瓤管通透性和自我调节功能；有证据表嘲，a g e s 可引 起褪嘲膜毛缨血管用细臆增殖功缝紊乱，导致闵细臆死亡，避一步趣剧d r 的发 生、发展。同时还发现，视网膜藏细血管周细胞和内皮细胞存在特异性a g e s 受 体一融g e ，它是将a g e s 与d r 有关组织细胞损害联系超来的重要媒介。 1 2 2 2 糖尿瘸肾脏并发症 糖尿病的肾脏并发症主要表现为：肾小球硬化痘( 包括弥漫性肾小球硬化癍 秘结节性肾小球硬饯痉) 、紧小动辣硬健痣、急蛙或漫性鹭震驽炎等，稳寒表瑗 有微量蛋白尿等症状。其基本病理就是改变肾小球毛细血管基膜增厚和系膜区扩 张。糖尿病患者体内的a g e 在瞥脏逐渐积累，与肾小球基底膜上的大量胶原蛋 白提终合，逡戏胶原降鳃减少，鏊底骥壤簿，终构发生变化；纛弩艨是潼除a g e 的重要器官，结构的改变造成清除a g e 能力的减弱，从而造成了恶性循环。许 多病人血糖掇翩永平一样，但并发症严惹程度不同，发现体内a g e s 水平同糖藤 瘸蒡发疫严鬟程度坚正提关。绘正常太瓯葶瑟小戴a g e s 戆；l 起类似糖尿瘸驽痰懿 。肾损害。给予糖尿瘸小鼠抗a g e s 抗体则能改藩肾损伤。实验表明给予非酶糖基 化形成抑制荆或断裂剂能够改善糖尿病肾病的症状 2 9 1 。 1 2 2 3 心舡管疾病 心血管系统的增龄变化包括心脏左室肥大，心肌纤维化，动脉中膜增厚，管 蹙胶鼹增热，平溪飘缨鼹耱大，斑管壁疆优等等。a g e 与衰老过程中动赫壁黢 原增加有关。其机制可能楚：1 ) 加细胞外基质生成，i 、，型胶原a g e 化以后，其分 子结构末端非胶原嚣域1 与富螺旋区的结合降低，抑制了正常网络样结构的生 成。n e g 修馋发生于层糕连蛋鑫导致鑫缰装辫低，扶霭癌渤了冀经基豢成分豹 代偿性增生；2 ) 减少基质的降解，a g e 化的胶原增强了对蹲促蛋白水解的抵抗 力。嗣前报邋了一种a g e 交联阻断剂a l t - 7 1 1 能够抑制心脏左室硬化，同时也 霹鞋改善心艟瑰能。贯舞，蛋鑫矮交联之嚣可渡捧瓣低密痰耪蛋冬( l d l ) ，傻 l d l 在体内分鳃减慢，最终也造成动脉硬化5 】：a g e 与受体结合之后还能使维 g 中山大学硕士学位论文 织因子介导的凝血酶原活性增加，而抗凝血酶辅因子随之减少，血栓调节素合成 减少，促进血栓形成；灭活内皮源性一氧化氮，促进血管收缩；趋化和活化单核 巨噬细胞，加速动脉粥样硬化1 3 0 l 。 除了以上几种疾病之外，非酶糖基化还与多种组织器官的衰老相关，如脑、 骨骼，造成a l z h e i m e r 症、帕金森症、骨质疏松等疾病。 1 3 蛋白质非酶糖基化抑制剂 尽管a g e s 的药物干预研究进展较快，筛选出的药物种类繁多：但它们可能 的作用机理大致是下列4 个途径中的一个或多个：干预a g e s 的形成、代谢和生 物学效应。因此，我们把蛋白质非酶糖基化抑制剂分为以下几种： ( 1 ) 降低体内的a g e s 水平：氨基胍( a m i n o g u a n i d i n e ，a g ) 、盐酸二甲双胍 和苯乙双胍等肼类化合物有明显抑制糖化反应的作用，同时还有降血糖的作用 3 2 1 ；另外，l 精氨酸、吡哆胺( p y r i d o x a m i n e ，p m ) ( 3 3 1 、牛磺酸、阿卡波糖【”1 、 l r 化合物”1 等能阻止n e gq b f b q 产物转化为终产物或抑制a m a d o r i 以后的反 应，亦或在糖基化反应的多个阶段发挥作用，进而降低体内a g e s 水平。 ( 2 ) 减少a g e s 的交联：氨基胍、噻唑衍生物o p b 一9 1 9 5 、a l t 4 6 2 ( 4 氨基 一3 肼基一5 一异丙基一4 h 1 ，2 ，4 三唑) 、a l t 4 8 6 ( 二盐酸3 ，5 二氨基4 羟基苯甲酸) 一 溴化苯酰甲基噻唑( p t b ) 3 8 1 ，单克隆抗体等物质都是a g e 断裂剂，能够阻断a g e 和蛋白质的交联，或裂解业己形成的交联m 二羰基化合物) ，从而减少由交联产 生的病理作用。 ( 3 ) 抗氧化：经过实验证明具有抑制a g e s 形成作用的微量营养素有维生 素c 、维生素e 、维生素b 1 和维生素b 6 。维生素c 和e 属于抗氧化剂，它们 不但可以清除糖基化产生的自由基，减少脂质过氧化，还能阻止酮亚胺经氧化变 成二羰基化合物，从而减少a g e s 的形成；此外还发现将两种维生素联合使用抑 制效果要比单独使用好得多3 9 】。维生素b l 和维生素b 6 是一个新的抑制a g e s 形成的化合物。 ( 4 ) 阻断a g e s 与受体的相互作用：可溶性r a g e 系r a g e 位于细胞膜外的 部分；它能与游离a g e s 结合，使后者失去与r a g e 作用的机会：抗r a g e 抗体则 9 中山大学硕士学位论文 是通过封闭细胞膜上r a g e 使其不能“俘获”a g e s 而达到使a g e s 不能进入 细胞的目的。 ( 5 ) 中药抑制剂：运用中药治疗糖尿病已有两千多年临床经验，发现有十几 味中药对糖尿病的治疗都具有良好的效果，但是大部分中药的作用机理一直缺乏 深入的研究。槲皮素和水飞蓟素是目前抑制非酶糖基化用得较多的两味中药，属 于黄酮类化合物。葛勇等人于1 9 9 5 年报道了水飞蓟素和槲皮素对体外白蛋白非 酶糖基化的抑制作用，徐向进1 4 1 等人通过d m 大鼠模型证实了水飞蓟素和槲 皮素对动物体内的非酶糖基化也有抑制作用，还发现槲皮素作用的靶点在反应晚 期和水飞蓟素具有抗氧化激化的作用。这也提示：一些中药的有效成分黄酮类化 合物能抑制a g e s 形成。实验研究肯定了推测的正确性，发现葛根h 2 1 、桑叶h 扪、 黄芪m 、银杏h 5 1 、芦丁【4 6 1 、芸香苷4 7 1 等多种黄酮类中药能泯灭a g e s 的荧光， 清除氧自由基，减少脂质过氧化反应。黄酮类是醛糖还原酶抑制剂，这类中药可 能是通过抑制还原酶活性，减少果糖生成，降低非酶糖基化产物，具体的作用机 制尚未见报道。 中国传统医学认为，瘀血病症是糖尿病微血管病变发生的根本机制，因此丹参 等活血化瘀类中药在防治糖尿病慢性并发症中具有显著效果。李文静等m 1 报道 用丹参能抑制人血清白蛋白的n e g 。段有金等h 9 1 报道葛根、柴胡、地黄和人参 对人血清白蛋白和大鼠晶体蛋白的n e g 有抑制作用。另外，隋立荣等1 发现中 药的有效成分阿魏酸、刺五加苷，大黄醇提物对体外非酶糖基化有较好的抑制作 用。最近，h y ey o u n gk i m 和k y o n gk i m l 5 1 1 取洋葱皮、八角壳、荞麦颗粒 等2 5 种植物的不同部位作牛血清蛋白和果糖糖基化抑制和抗氧化反应实验，发 现洋葱皮、八角壳的i c 5 0 ( 洋葱1 6 即g ，m l 、八角2 5 6 v g m l ) 比氨基胍的i c 5 0 ( 2 7 和g m l ) 小，荞麦等8 种植物的l c 5 0 小于6 0 g m l ，均表现出较好的抑制 效果。这些有抑制活性的植物多半都是野生种类，来源经济方便，具有很好的药 物开发价值。 1 4a g e s 抑制剂研究的局限 虽然现已发现了不少的a g e s 形成抑制剂，但是除氨基胍外，其他化合物多 1 0 巾山大学硕士学位论文 处于实验室研究阶段，具体的作用机制还不是很清楚，要达到在临床上应用还需 要进行大量的研究工作。同时，中药治疗糖尿病是一个很有开发潜力的领域，目 前在我国同样存在以上问题，而且现在研究的中药绝大部分是单味药的应用，应 加强复方制剂的研究，这不仅符合中医用药的习惯，且方剂各药间有相互补充或 ( 和) 多靶点作用，可加强药效，减轻毒副作用。 1 5 本研究的目的和意义 a g e s 严重干扰细胞的结构和功能，引起机体损伤，进而导致d c c 发生和 发展。所以，有效地抑制n e g 和阻断a g e 的形成是防治d c c 的关键。但是， 目前国内外尚无理想的a g e s 形成抑制剂。 本论文的目的就在于从众多的天然产物及其衍生物中筛选有开发潜力的 a g e s 形成抑制剂，并进一步探讨抑制机理，为开发糖尿病药物提供前药。 中山大学硕士学位论文 参考文献 1 】b a y n e sj w , t h o r p es r r o l eo fo x i d a t i v es t r e s si nd i a b e t i cc o m p l i c a t i o nan e w p e r s p e c t i v eo na no l dp a r a d i g m d i a b e t e s ，1 9 9 9 ，4 8 ( 1 ) ：1 9 【2 】s k o v s t e di c ，c h a s t e n s e nm ，b r e i n h o l ，j c h a r a c t e r i s a t i o no fan o v e l a g e - c o m p o u n d d e r i v e df r o m l y s i n e a n d 3 - d e o x y g l u c o s o n e c e l l m o l b i o l ，1 9 9 8 ，4 4 ：1 1 5 9 1 1 6 3 3 】w e l l l sk n e c h tk j ，b r i n k m a n ne ，w e l l sk n e c h tm c ，e ta 1 n e wb i o m a r k e r so f m a i l l a r dr e a c t i o nd a m a g et op r o t e i n s n e p h r o ld i a lt r a n s p l a n t ，1 9 9 6 ，1 1 ( s u p p l5 ) ：4 1 - 4 7 4 r a jd s ，c h o u d h u r yc d ，w e l b o u m et c ，e ta 1 a d v a n c e dg l y c a t i o ne n d p r o d u c t s ：an e p h r o l o g i s tp e r s p e c t i v e ja mk i d n e yd i s ，2 0 0 0 ，1 3 5 ：3 6 5 3 8 0 5 b i e r h a u sa ，h o f m a n nm a ，z i e g l e rr ，e ta 1 a g ea n dt h e i ri n t e r a c t i o nw i t h a g e r e c e p t o r si nv a s c u l a rd i s e a s ea n dd i a b e t e s i t h ea g ec o n c e p t c a r d i o v a s cr e s ， 1 9 9 8 ，3 7 ：5 8 6 6 0 0 6 】f u n ha g l y c a t e dp r o t e i n si nt h ed i a b e t e s b rjb i o m e ds c i ，1 9 9 7 ，5 4 ：1 9 2 2 0 0 【7 】孙子林，刘乃丰，刘必成糖基化终产物的结构及其检测方法的研究进展 中国糖尿病杂志，1 9 9 9 ，7 ( 6 ) ：3 6 2 3 6 4 8 m i y a t at u e d ay ，y o s h i d aa ，e ta 1 c l e a r a n c eo fp e n t o s i d i n e ，a na d v a n c e d g l y c a t i o ne n dp r o d u c t ，b yd i f f e r e n tm o d a l i t i e so fr e n a lr e p l a c e m e n tt h e r a p y k i d n e y h a t ，1 9 9 7 ，5 l ：8 8 0 【9 】m o n n i e rv m ，g 1 0 m bm ，e l g a w i s ha ，e ta 1 t h em e c h a n i s mo fc o l l a g e n c r o s s 。l i n k i n g i nt h ed i a b e t e s ：a p u z z l e n e a r i n gr e s o l u t i o n d i a b e t e s ， 1 9 9 6 ，4 5 ( s u p p l 3 ) ：3 6 7 3 7 2 【l o 】p a u lr gb a i l e ya j t h ee f f e c to fa d v a n c e dg l y c a t e de n d p r o d u c tf o r m a t i o n u p o nc e l l - m a t r i xi n t e r a c t i o n i n tjb i o c h e mc e l lb i o l ，1 9 9 9 3 1 ：6 5 3 6 6 0 1 1 s i m s t j ，r a s m u s s e n l m ，o x l u n d h ，e t a l t h er o l eo f g l y c a t i o nc r o s s - f i n k s i n d i a b r t i cv a s c u l a rs t i f f e n i n g d i a b e t o l o g i a1 9 9 6 ，3 9 ：9 4 6 9 5 1 【1 2 】m i y a t as ，m o n n i e rv m a d v a n c e dg l y c a t e de n d p r o i d u c t si nd i a b e t i ct i s s u e u s i n gm o n o c l o n a la n t i b o d yt op y r r a l i n e jc l i ni n v e s t1 9 9 2 8 9 ：1 1 0 2 i11 2 1 2 皇当奎兰鎏生堂垒兰苎 【1 3 1m o n n i e rv m ，g l o m bm ，e l g a w i s ha ，e ta 1 t h em e c h a n i s mo fc o l l a g e n c r o s s l i n k i n g i nt h ed i a b e t e s ：ap u z z l en e a r i n gr e s o l u t i o n d i a b e t e s ，1 9 9 6 。 4 5 ( s u p p l 萄：3 6 7 3 7 2 。 1 4 】b r o w n l e em 。c e r a m ia ，v l a s s a r ah ，e ta 1 a d v a n c e dp r o d u c t so fn o n e n z y m a t i c g l y c o s y l a f i o na n dt h ep a t h o g e n e s i so fd i a b e t i cv a s c u l a rd i s e a s e d i a b e t e s m e t a br e v , 1 9 8 8 ，4 ( 5 ) ：4 3 7 【1 5 】b i e r h a u sa ，h o f m a n nm a ，z i e g l e rr ，e ta 1 a a e a n dt h e i ri n t e r a c t i o nw i t h a g e - r e c e p t o r si nv a s c u l a rd i s e a s ea n dd i a b e t e s t h ea g ec o n c e p t c a r d i o v a s cr e s ， 1 9 9 8 3 7 ：5 8 6 钓睁 【1 6 】s i t ta w , b u c a l al m ，v l a s s a r ah a t h e r o g e n e s i sa n da d v a n c e dg l y c a f i o n ： p r o m o t i o n ，p r o g r e s s i o na n dp r e v e n t i o n 。a n nn y a c a ds c i ，1 9 9 7 ，8 1 1 ：1 1 5 1 2 9 【1 7 】t h o m a u e y c e l la c t i v a t i o nb yg l y c a t e dp r o t e i n s ，a g er e c e p t o r s ，r e c e p t o r r e c o g n i t i o nf a c t o r sa n df u n c t i o n a lc l a s s i f i c a t i o no fa g e c e l lm o lb i o l ，1 9 9 8 ，4 4 ： l o l 3 1 0 2 3 【1 8 】p u g l i e s e 媛p r i c c i 嚣如t o