来源于天然产物的α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选研究进展概述

1、2012年焉海师范大学学报(自建科学版)2012第 1 期journal of qinghai normal university (natural science)na 1来源于天然产物的。一葡萄糖背酶抑制剂筛选研究进展概述郭凤霞曾阳陈振宁】（】青海师范大学生命与地理科学学院，青海西宁810008；2.青藏高原环境与资源教育部重点实验室，青海西宁810008）播要：a葡萄糖昔酚抑制剂是一种具有糖结构的新塑抗躺尿病药物它通过与a-爾葡糖昔晦发生竞争性抑制作用而达到降低 餐后血糖的目的.冃前以天然植物和药物为来源的a前萄糖背酚抑制剂硏究较多，现对以天然植物为來源的a 御和糖背酶抑制 剂的筛选国内

2、外研究进展进行综述.关键词：a葡萄糖昔酶：糖尿病；天然植物；筛选中图分类号:<）189. 13文献标识码：a文章编号:1001-7542（2012）01-0076-05糖尿病（diabetes mellitus.dm）是一组以血葡萄糖（简称血糖）水平增高为特征的代谢性疾病，是由于胰 岛素分泌和（或）作用缺陷所引起据世界卫生组织（who）估计，全球目前有超过2. 5亿糖尿病患者预计 到2025年将达到5.0亿我国现有糖尿病患者4千万，据世界第二糖尿病主要有两种类型：1型糖尿病又 称胰岛索依赖型糖尿病（iddm）,约占糖尿病发病率的5%； ii型糖尿病又称非胰岛索依赖型糖尿病（nii>

3、 dm）约占糖尿病发病率的95%.目前临床上常用的口服降血糖药物主要有硫腺类、双恥类、苯甲酸衍生物类、葡萄糖廿酶抑制剂类和嗥 卩坐烷二酮类.碱酰腺类通过刺激胰岛细胞分泌胰岛素和强化胰岛索与受体的结合来促进糖的利用而降 低血糖；而双弧类则通过促进肌肉等外周组织摄取葡萄糖，加速糖的无氧酵解而降低血糖，两者对降低ii型 糖尿病患者的空腹血糖均有较好的疗效，但是两者均有不同程度的副作用簡萄糖昔酚抑制剂类为第四类治 疗糖尿病的药物，药物幵发目前主要是集中在对ii型糖尿病的治疗研究上现已上市的a-葡萄糖昔酚抑制 剂有阿卡波糖、米格列醇（migliiol）和伏格列波糖（倍欣voglibosc）三种，已成为治

4、疗ii型糖尿病的首选药和 1型糖尿病的胰岛素治疗的辅助药物旳随着科学技术突飞猛进发展，生命科学领域中的分子生化药理学和病因学也迅速发展，在分子水平上人 们能够研究疾病发生、发展的生化过程，掌握了参与这些生化反应过程的各类分子，因此能够选择这些参与 生化过程的分子作为研究药物作用的靶部位，即建立定一靶筛选方法从天然植物中寻找新的具有更低毒副 作用、更高效的a-ffi萄糖甘酶抑制剂一直是国内外研究的热点，并已发现许多有价値的活性成分，本文将 对来源于天然植物的a 葡萄糖昔酶抑制剂的筛选作一概述.1国内&一葡萄糖昔嗨抑制剂的筛选研究目前，国内许多学者主要是依据传统中医药学治疗糖尿病积累的两千

5、多年的经验，从丰富的天然资源中 筛选a-ffi萄糖昔酶抑制剂类药物.李英、张兰等以中药知母（rhizoma anemarrhenae）等16味中药为研究材料，使用浸提、超滤、cmc 纤维索柱层析等方法，分离得到a 葡萄糖昔酶抑制剂.对其性质初步研究表明，该成分为大分子糖昔类物 质，具有较好的热稳定性，在ph 2. 213.0范围内稳定，其抑制作用类型为竞争性抑制，与药物拜糖平类 同.高小平、张蔚瑜等采用a 葡萄糖昔酶、淀粉酶以及蔗糖酶活性测定方法°对126种经水煮醇沉提取 的常用中药进行a-ffi萄糖苛酶抑制活性筛选.结果在0. 28 mgml反应体系下，24种中药提取物显著基金项目

6、：青海省科技厅重点支持项目，青海帅大中青年教师科研基金资助项目.收稿日期:2011-03-10作者简介：郭凤霞（1970），女，河南人副教授硕士.抑制a-ffl萄糖昔酶活性；在0. 1 mgml-1反应体系下，5种中药提取物抑制。一淀粉酶活性大黄(radix et rhizoma rhei)、山茱萸(fructus corni)、赤芍(radix paeoniae) %五倍子(galla chinensis)对 a葡萄糖昔 卿、匕一淀粉酚以及转化酶活性均有抑制作用，与阳性药物拜糖平比较，这4种中约抑制。一淀粉酶的活性较 低，但抑制a-1®萄糖背酶和转化酶的活性明显强于拜糖平如果对它们

7、进一步分离、纯化并提取活性部位， 可望获得抑制活性更强的中药幺一葡萄糖昔酶抑制剂.matsuura h等兀通过建立酶抑制剂模型,对人参(radix ginseng)、黄英(radix astragali).大黄和水蛭 (hirudo)4味临床常用丁治疗糖尿病肾病的中药进行了 a-葡萄糖昔酶抑制活性的筛选.结果显示大黄和 黄英具有较好的a-ffi萄糖昔酶抑制作用，且它的抑制作用类型为非竞争性抑制.马庆一、陈春涛等血对杜仲(cortex eucommiae) % 桑叶(folium mori)、虎杖(rhizoma polygoni cuspi- cbti)、知母(rhizoma /xnemarr

8、henae).大黄、茶叶等提取物的萄糖甘酶抑制活性进行了考察和评价.实 验中有效成分的提取采用水和有机溶剂两种方法，酶反应动力学条件选择为37°c、标准底物浓度 lmmol1厂】、反应时间15min.结果表明，桑叶水提液对酚的抑制效果最好，而杜仲较差；桑叶有机溶剂提取 法效果不如水提取法；在35-65°c间.虎杖提取物具有较高的热稳定性，最佳作用浓度为60mgml"全吉淑等力从大豆胚轴提取总糖比，以c18柱层析法和高效液相色谱法(hplc)分离纯化各类大豆皂 玳，并以比色法测定大豆皂苛单体对。一衙萄糖昔酚的抑制活性，大豆皂苛具有很强的a 衙萄糖苛酚抑制 作用其中e

9、类、e类和ddmp皂昔的抑制作用为最强，其半抑制浓度(ic50)值为10mmol1厂】- 40卩moll-1 ；a类皂昔的抑制作用则较弱.卢大胜等通过荧光光谱与高效液柑色谱法研究了广西血竭(resina draconis)的萄糖昔酶抑制 活性一方面，应用三维荧光分析法研究了广西血竭全粉及分步提取物的三维荧光指纹图谱，发现各组分的 三维荧光指纹峰的峰位、峰强度与对萄糖莒酶的抑制活性有极好的相关性，说明可用荧光指纹参数表 征血竭对萄糖昔酶的抑制作用另一方面，从荧光光谱与高效液柑色谱入手，研究了分离组分各色谱 峰而积同样品的荧光强度及其相应的葡萄糖昔酶抑制率的相关关系，获取了与抑制率有良好相关性的

10、峰,为血竭a葡萄糖昔酶抑制活性有效成分的筛选建立新的光谱和色谱的表征方法.曹朝晖等9探讨了甲壳低聚糖对a 葡萄糖苛酶活性的影响及降糖效果.利用在体外建立标准酶反应 休系的方法，分别加入6%甲壳低聚糖50.100.150.200.250.300ml,用4 硝基酚一° d咲喃葡萄糖昔法 测定酚活性；再建立加有6%阿卡波糖2()0ml酶反应体系，测定酚活性；以250 mg/(kg旷】)剂量灌胃，观 察其对实验性糖尿病大鼠空腹及餐后血糖的影响结果甲壳低聚糖对a葡萄糖昔酶貝有明显抑制作用，抑 制效果接近于阿卡波糖，可能具有阿卡波糖样的降血糖作用.沈忠明等血采用pnpg酶活性测定方法，研究了 1

11、0种在临床上有一定降血糖作用的屮药对a 葡萄 糖昔腮的抑制活性，发现五味子(fructus schisandrae chinensis)和虎杖的水提取物对a 葡萄糖昔酶有抑 制作用，可能具有拜糖平样降糖作用.李家大等尝试从噬菌体多肽文库中筛选，他以黑曲霉的葡萄糖淀粉腮为靶分子，从一个噬菌体展示 的多肽文库屮筛选到3个可以专一性的与这个酶结合的噬菌体克隆根据其屮一个序列所合成的10肽可以 专一性地抑制黑曲霉的葡萄糖淀粉嗨，也能抑制大鼠小肠屮的a 葡萄糖昔酶活性.徐林峰等工以五味子为原料，提取分离衙萄糖苛酚抑制剂.利用浸提、超滤、柱层析、醋酸铅沉淀等 方法进行纯化9初步分离得到0 葡萄糖昔酶抑制剂

12、该抑制剂成分为大分子糖昔类物质，相对分子量在5 万以上，对a葡萄糖昔酶有较强的抑制作用和较高的亲和性，属于非竞争性抑制.袁海波等探讨五味子所含a葡萄糖昔酶抑制剂的体内活性.方法以100mg/(kgd)剂量灌胃，观 察其对小鼠血糖含量以及糖耐量的影响.结果该抑制剂能明显降低正常及四氧喘咙糖尿病小鼠的血糖.降低 肾上腺素引起的高血糖，提高正常小鼠的糖耐量，可能具有良好的降糖作用.杨武英，上官新晨等对胡桃科青钱柳属植物青钱柳(cyclocaryapaliurus)提取的黄酮(cpf)研究表明 cpf是a 葡萄糖昔酶抑制剂，有很强的抑制活性且与腮结合迅速，其作用为非竞争性抑制.实验表明cpf 能显著降

13、低糖尿病小鼠空腹血糖，并证实其功能确实和黄酮成分有关，说明青钱柳对于控制糖尿病来说是一 种非常值得开发的植物.张冉、刘泉等旳通过建立筛选a-ffi萄糖苛酚抑制剂的体外高通量筛选模型对30味常用清热解表中 药进行筛选应用大鼠小肠上段提取的。一葡萄糖苛酚，以蔗糖作为底物，通过测定反应体系中葡萄糖的生 成量来检测萄糖昔酶的活性通过优化酶促反应条件，建立检测a-ffi萄糖昔酶活性的比色测定法及 其抑制剂体外筛选的方法，对30味中药共72个样品进行高通量筛选结果阿卡波糖対萄糖昔酌的抑 制活性与文献报道相近；筛选发现鸭跖草(commelina communis l)、山慈菇(iphigenia indic

14、a ku nth et benth)和桑叶等3味中药的不同极性提取物对匕一葡萄糖昔酶有可重复的抑制作用.寇彤，孟晓敏等m通过对何首乌(radix polygoni multiflori)中萄糖苛酶抑制成分的分离与鉴定 实验.经sephadex (；一100凝胶过滤分离纯化，初步鉴定何首乌的抑制剂为多糖类物质，柑对分子质量约为 4.79x101双倒数曲线表明，何首乌抑制剂对a-ffi萄糖苛酶的作用属于非竞争性抑制.杨秀芳，吴明鑫仍在前人筛选工作的基础上，进一步研究虎杖水提物对。一葡萄糖昔酶抑制剂作用，旨 在从中提取分离出q 葡萄糖苛酶抑制剂.2国外«-«萄糖百酶抑制剂的筛选研

15、究早在20世纪70年代y箭萄糖甘酶抑制剂就引起了国外药学家们的极大兴趣，开始从天然植物中寻 找a葡萄糖昔嗨抑制剂，发现了许多有价值的化合物.asano等闰改变桑根皮的提取纯化工艺以桑根皮屮分离出18种生物碱，其屮有:dnj(1),n 一屮基一 1 dnj(2) ,fagomine(3) ,1,4 二脱氧_1,4 亚胺基一d阿拉伯糖醇(4) ,1,4 二脱氧一 1,4亚胺基一 (2氧一(3d 半乳叱喃糖甘)一d 阿拉伯糖醇(5)和1«,23,3«,43 四轻基一去甲貫着烷(去甲叢君碱) (6),la,2p,3a,4卩,6a 五轻基一去甲蔑君烷(7),3 epi fagomin

16、e(8), 1,4二脱氧一 1,4 亚胺基一d核 糖醇(9)和化合物(1)的9种簡萄糖甘，其中化合物(7)是首次从天然植物中分离出来.同时，他们还研究了这 些多径基生物碱对小鼠消化道中的葡萄糖廿酶的抑制作用，发现2种多氢基去甲更蓉碱(6)和(7)对小鼠消 化道中的匍萄糖昔酚的抑制作用很強，化合物(5)已经完全失去了抑制活性，同时dnj的9种匍萄糖昔对小 鼠消化道中的葡萄糖甘酚的抑制作用的研究结果表明：dnj的1-c上的糖基化作用不影响其对蔗糖酶和 异麦芽糖酶的抑制作用，而dnj的6 c上的糖基化作用会使其抑制活性极大的减弱.ii。等血以对硝基苯基一a d衙萄糖毗喃糖昔或麦芽糖为底物，研究了 1

17、6种黄酮类化合物对酵母 a 匍萄糖昔酶的抑制作用.结果表明，浓度为0. lmmol1厂】时，懈皮素、杨梅酮、非瑟酮和栋素对a-ffi萄 糖昔酶有很强的抑制作用,ic50值分别为8,4,8,20 mmolljun等i。】首次从杜仲茶中分离得到懈皮素，并表明懈皮素对酵母。一葡萄糖胥酶具有抑制作用，ki为 & 5x10mol1厂；对小鼠小肠蔗糖嗨也具有抑制作用，ic5()为2.9 x 1(厂怙。1i他们还首次从杜仲 茶中分离出儿茶素 (7,8 b,c)4a(3,4 二轻苯基)2(3h)毗喃糖和儿茶素一(7,8 b,c) 4(3 (3,4二疑苯基)-2(3h)一毗喃糖，并首次发现了这2种化合物

18、对酵母a-葡萄糖昔腮有抑制作用，ki均 为 2. 5 x 10 ' mol l 1.kim等发现木犀草素对酵母幺一葡萄糖甘酶有抑制作用，当浓度为0. 5 mgmll时，抑制率为 36%.且木犀草素抑制作用比阿卡波糖强，前者的ic50为5mg，后者的ic50为0. 5mgml.matsuura等从海索草(hyssopus officinalis)的干燥叶子中分离提取出有效成分(7s, 8s) sy ringoylglycerol 9 ()(6 ()苯乙烯醛基)rd 葡萄糖毗喃糖昔(i)和(7s 8s) syringoylglycerol 一 9一()一01) 一葡萄糖毗喃糖昔(h ),其

19、中化合物(h)为首次发现，它们对a-葡萄糖甘酚有抑制作用，当 化合物和化合物(ii)的浓度为3x10-3molil时，对小鼠小肠的a 葡萄糖昔嗨的活性抑制率分别为 53%和54%.海索草已经被证实是一种安全的食用植物，将它同日常饮食有机的相结合，可增加它对仪一葡 萄糖甘酶的抑制作用.toda22d从丁香子中提出鞋花单宁和多梓酰一葡萄糖，能够抑制小鼠小肠中的葡萄糖昔酶°并且抑制活 性随榜酰单元的增多而增大.yoshikawac23从巴西传统药物myrcia multflora dc的叶子中提取到5种黄烷酮类物质能够通过抑制 葡萄糖昔酶抑制血浆中葡萄糖的升髙.yoshikawa24从斯里

20、兰卡和印度的药物salacia reficulata的根和茎 中提取了复杂的内盐铳一硫结构的物质，而这种植物正是印度传统的治疗糖尿病的药物.日本的坪井洋，池上秀二，纪再思等旳制备莲(semen nelumbinis)的提取物，使其与幺一葡萄糖昔酶和 作为其底物的蔗糖反应，并计算莲提取物的添加对酶反应的影响时，明确了莲提取物具有萄糖甘酚抑 制剂活性.进而将莲提取物和蔗糖给予小鼠测定血糖值时，明确了莲提取物导致血糖值被抑制.迂田隆广，高久武司沏利用乙醇或含水乙醇溶液从栗子(rosa graciliflora rchd. cl wils.,)的涩皮中提 取糖酶抑制剂有效预防或缓解糖尿病或预防肥胖英发

21、明还提供了含有该糖酶抑制剂的食品、饮料和药物. 迂iti隆广，高久武司旳还从壳斗(fagaccous)中提取糖酶抑制剂，可将其添加至負物组合物或药物组合物中 作为活性成分，用于延迟糖类消化或吸收，抑制饭后血糖水平升高，或预防肥胖.印度的贾纳斯维梅，马杜苏德纳等釦从pipataline、芝麻素、派立托胺guineensine和brachystamide b 中提取一种a-ffl萄糖昔酶抑制剂，对糖尿病、癌症、诸如乙型肝炎和丙型肝炎、hiv等病毒性疾病以及 aids等具有治疗效果.3展望从国内外研究来看，目前已经从一些天然植物中筛选出具有ag抑制作用的活性成分，从中药的多组 分、多途径、多靶点，与

22、西药相比具有优势所在祖国医学运用传统的中药复方制剂，对糖尿病(消渴症)防治 貝有悠久的历史，如今抗糖尿病药物的研究，立足于传统中药复方制剂，借鉴了西方的医药理念和方法，运用 现代科技手段进行分离、纯化和提取，寻找传统屮药的有效成分，探明有效成分的作用靶点°量化作用效果， 提出相关的基础理论数据和药物作用机理，为屮药现代化研发提出新的指导思想因此，我们从屮草药屮分 离出活性单体，然后通过化学修饰和改造活性基团來获得抑制性更强的agi,将其进一步开发并利用于临 床治疗糖尿病，既能够控制糖尿病患者的血糖，又可以改善其胰岛素抵抗的症状.参考文献：1 陆再英钟南山谢毅，等.内科学(第七版)m.

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30、ture from salacia reticulata j bioorg med chetn.2002.10(5): 1547 1554.24 yoshikawa mshimoda h.nishida n. et al. salacia reticulata and its polyphenolic constituents wiht lipsac inhibitory and lipolytic activities have mild antiobesity effects in mts厂 j nutre2002> 132(7): 18191824.25 坪井洋，池上秀二，纪再思等.a_葡萄糖昔酶活性抑制剂p.日本发明专利，专利号pct/jp2004/016333,公告0,2007/01/24,授权公 告号 wo2oo5/o4199526 迂田隆广，高久武司.衍生自栗子的糖酶抑制剂及其应用p.日本发明专利，专利号pct/jp2005/017215,公告0,2007/09/26,授权公 告号 wo2oo6