【摘要】：当前,糖尿病及其并发症对人类健康构成了严重的威胁。α-葡萄糖苷酶是体内重要的水解酶,它能水解低聚糖释放出葡萄糖,最终导致餐后血糖水平的上升。因此,抑制α-葡萄糖苷酶的活性是治疗糖尿病的有效措施之一。在长期高血糖的情况下,体内晚期糖基化终末产物(Advanced glycation end products,AGEs)的生成会加快。AGEs的过度积累会导致糖尿病并发症的发生,如糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变和糖尿病血管并发症等。由于目前临床使用的α-葡萄糖苷酶和AGEs生成抑制剂在长期服用下具有一定的副作用,因此寻找安全、毒副作用小,能同时抑制α-葡萄糖苷酶和AGEs生成的“多靶点”高效药物显得尤为重要。黄酮类化合物普遍存在于各类天然植物中,毒副作用小且具备多种生物学活性。从黄酮类化合物等天然植物活性成分中筛选有效的α-葡萄糖苷酶和AGEs生成抑制剂已成为当前研究的热点。本文采用体外酶活抑制和抑制动力学实验研究了落新妇苷、黄芩素和柚皮素三种黄酮类化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用及抑制类型;运用紫外吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱、圆二色光谱和分子对接方法研究了落新妇苷、黄芩素和柚皮素与α-葡萄糖苷酶的相互作用机制;通过构建牛血清白蛋白(BSA)-葡萄糖体外非酶糖基化模型,采用荧光光谱、圆二色光谱和分子对接方法研究了落新妇苷、黄芩素和柚皮素对AGEs生成的抑制作用及抑制机制。结果表明,落新妇苷、黄芩素和柚皮素均表现出较强的α-葡萄糖苷酶抑制能力,其IC_(50)值分别为(0.55±0.02)、(0.43±0.04)和(0.12±0.06)mM,抑制能力柚皮素黄芩素落新妇苷,均优于阳性对照组阿卡波糖。三种黄酮类化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用均为可逆性反应,落新妇苷和黄芩素是非竞争型抑制剂,柚皮素是竞争型抑制剂。三种黄酮类化合物都能与α-葡萄糖苷酶通过氢键和范德华力驱动形成基态复合物,并导致酶的内源荧光猝灭。落新妇苷、黄芩素和柚皮素与α-葡萄糖苷酶之间只有一个结合位点,结合常数分别为(3.85±0.08)×10~4、(7.93±0.06)×10~5和(4.80±0.08)×10~4 L·mol~(-1)。同步荧光光谱和三维荧光光谱实验结果显示,这些黄酮类化合物引起了α-葡萄糖苷酶中色氨酸残基周围的微环境变化,从而导致了酶的构象变化。圆二色光谱实验结果表明,落新妇苷、黄芩素和柚皮素诱导了α-葡萄糖苷酶二级结构的变化。分子对接结果显示,落新妇苷与α-葡萄糖苷酶上的Glu-361、Ile-362、Lys-363、Leu-364、Arg-428、Glu-429、Ile-431、Glu-443、Phe-444、Val-446、Gln-447、Asn-448、Ile-451、His-561、Leu-563和Asp-568残基相互作用;黄芩素与α-葡萄糖苷酶上的Arg-26、Pro-34、Asn-129、Asp-202、Lys-203、Tyr-341、Phe-342、Gly-433、Asn-434和Glu-435残基相互作用;柚皮素与α-葡萄糖苷酶上的Glu-361、Ile-362、Arg-428、Glu-429、Ile-431、Phe-444、Gln-445、Val-446、Gln-447、Ile-451、Gly-556、Arg-557、Thr-558、Leu-563和Pro-564残基相互作用。荧光光谱实验结果显示,三种黄酮类化合物对AGEs的产生表现出了较强的抑制能力。当落新妇苷、黄芩素和柚皮素的浓度为0.25 mM时,对反应体系中AGEs生成的抑制率分别为(52.34±0.07)、(32.45±0.08)和(34.98±0.12)%,其中落新妇苷的抑制效果最好。圆二色光谱实验结果显示,三种黄酮类化合物对AGEs诱导的BSA二级结构的变化具有保护作用,均增加了α-螺旋的含量。分子对接结果表明,落新妇苷与BSA上的Arg-217、Lys-294、Glu-339、Tyr-340、Ala-341、Val-342、Glu-443、Pro-446和Asp-450残基相互作用;黄芩素与BSA上的Leu-197、Ser-201、Trp-213、Ser-343、Leu-346、Ser-453、Leu-456、Leu-480、Val-481、Arg-483和Arg-484残基相互作用;柚皮素与BSA上的Lys-273、Lys-275、Glu-276、Cys-277、Cys-288、Glu-291、Val-292和Glu-293残基相互作用。此外,落新妇苷、黄芩素和柚皮素分别与BSA上的Arg-217、Arg-484和Lys-273残基存在着氢键相互作用。这些结果表明,三种黄酮类化合物抑制了AGEs的生成。综上所述,三种黄酮类化合物均具有良好的抑制α-葡萄糖苷酶活性和AGEs生成的能力。本研究为落新妇苷、黄芩素和柚皮素应用于Ⅱ型糖尿病及其并发症的预防和治疗提供一定的理论与实验依据。
【图文】：
图 1-1 黄酮类化合物的基本结构Fig 1-1 The basic structure of flavono氢黄酮醇苷，1950 年由 Kozo Ha构式如图 1-2 所示。近年来，研究瑚、菝葜、黄杞叶、土茯苓、贯叶落新妇苷进行了广泛而深入的药效明，落新妇苷可以抑制小鼠急性心，土茯苓提取物落新妇苷能抑制永诱导其凋亡。马丽娟等[96]研究证实与上调抑郁症小鼠前额叶皮层内 关。土茯苓活性分子落新妇苷已被
图 1-2 落新妇苷的化学结构式Fig 1-2 The chemical structure of asti黄素和黄芩苷元，是从唇形科多属于 5，，6，7-三羟基黄酮，其化学、清热燥湿的作用，可用于胎动不，黄芩素还具有多种生物学活性[忆功能。Zhu 等[106]证实了黄芩素进骨髓间充质干细胞归巢参与溃结肠炎具有治疗效果[107]。黄芩素激，并下调磷酸化 Caspase-3 蛋白以通过抑制单个 β 细胞的电压依赖进胰岛素分泌[109]。黄芩素能增强
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R587.1
【参考文献】
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本文编号：
2619098
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