天然α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选与构效关系初探

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1、郑州轻工业学院硕士学位论分类号学校代号10462UDC密级学号ZHENGZHOUINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRY硕士学位论文天然α–葡萄糖苷酶抑制剂筛选与构效关系初探学位申请人陈丽华导师姓名及职称马庆一教授专业名称食品科学研究方向食品功能因子与天然产物化学学科门类工科论文提交日期2006.5.30论文评阅人122郑州轻工业学院硕士学位论ZhengzhouUniversityofLightIndustryAScreenofα-GlucosidaseInhibitorsfromChineseherbsandstud

2、iesoftherelationshipbetweentheirstructureandefficiencyMas.DCandidate:ChenLi-huaSupervisor:ProfMaQing-yiMajor:FoodScienceJune2006122郑州轻工业学院硕士学位论摘要本论文包括五个部分：第一部分：a-葡萄糖苷酶抑制剂研究综述以糖尿病的防治为目的，主要从结构、性质、作用原理、构效关系和资源等方面概述了目前a-葡萄糖苷酶抑制剂的研究现状，探讨今后该领域的研究重点和发展方向。第二部分：a-葡萄糖苷酶的提取与初步

3、纯化采用缓冲液抽提、硫酸铵盐溶盐析、透析及反渗透等方法从大麦中提取并部分纯化了a-葡萄糖苷酶，结果表明：丙酮沉淀,硫酸铵盐溶盐析和透析相结合的纯化方法可有效提高酶活到22.64倍。动力学研究测得该酶的Km=3.77mol/L，Vmax=719U/min；其最适pH和温度分别为6.81和37℃。第三部分：a-葡萄糖苷酶抑制筛选方法的探索实验中尝试并在某种程度上解决了使用传统Trembly法筛选脱色欠佳的天然抑制剂的颜色干扰问题。该方法为麦芽糖底物采用，纸层析以及苯胺－邻苯二钾酸盐法微量葡萄糖测定三者的有机结合。结果表明酶反应最佳

4、条件：底物浓度10mg/ml、酶用量为100μl、反应时间8h；纸色谱法测定微量葡萄糖最佳条件：点样量70μl、展开体系正丁醇－丙酮－水（2：7：1）、展开方向为径向、比色波长为365nm。第四部分：四种中草药中a-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选山茱萸经提取与部分纯化后，各组分得率分别为水粗提物（9.60％）、多糖（2.00％）、鞣质（2.40％）、皂甙（0.75％），有机酸（4.10％）。酶反应动力学结果表明：除有机酸外各组分均为a-葡萄糖苷酶抑制剂，其中皂甙和鞣质效果最好，且优于两倍量的拜堂平；皂甙的IC50和Ki分别为0.482

5、、1.051mg/ml，属于非竞争性抑制剂，且对热稳定；鞣质的IC50和Ki分别为0.220、0.148mg/ml，属于竞争性抑制剂，50℃以下对热稳定。地榆经提取分离并部分纯化后，各组分得率分别为水溶性总物质（1.45%）、多糖(1.27%）、鞣质（0.87％）、皂甙（0.87％），黄酮（1.06%）。酶反应动力学结果表明：五组分中仅地榆黄酮和鞣质对a-葡萄糖苷酶具有明显的抑制作用，效果高于拜唐平，且均属于竞争性抑制剂。地榆黄酮Ki和IC50分别为0.266和8.13×10-2mg/ml，抑制活性对热稳定，榆鞣质Ki和IC5

6、0为0.0765、0.0309mg/ml，对热不稳定。比色和纸层析两法对知母的研究证实，其水粗提液，多糖、皂甙、黄酮等组分对a122郑州轻工业学院硕士学位论-葡萄糖苷酶均有抑制作用。其中皂甙(5.6mg/ml)和黄酮（0.88mg/ml）抑制率分别为72.94，37.91％，均高于拜堂平（20mg/ml）抑制率（33.52％）。知母皂甙和黄酮的IC50分别为1.25和0.85mg/ml。纸层析法研究证实，甘草水提物、多糖、皂甙和黄酮均为α－葡萄糖苷酶抑制剂，其抑制活性依次为：总物质（97.96%）〉多糖（96.98%）〉黄酮（

7、93.96%）〉皂甙（79.61%）。第五部分：构效关系初探山茱萸正丁醇组分粗提物（皂甙）活性最好，其活性随组分纯度的升高下降，系各组分间协同增效作用所致；山茱萸皂甙的碳水化合物部分主要对活性负责，而皂甙元对活性亦有贡献，两者的共同作用使山茱萸皂甙成为优良的a-葡萄糖苷酶抑制剂；山茱萸皂甙元的分子可能含有氮杂环结构单元。本研究成功地从山茱萸等四种中草药中筛选出了多种a-葡萄糖苷酶抑制剂，构效关系研究可为a-葡萄糖苷酶抑制剂类降糖新药的研发提供理论基础。整个实验为深入研究a-葡萄糖苷酶及a-葡萄糖苷酶抑制剂奠定了一定的理论和实验

8、基础。关键词：糖尿病；a-葡萄糖苷酶；a-葡萄糖苷酶抑制剂；山茱萸；地榆；知母；甘草；大麦；纸色谱；协同试验；构效关系122郑州轻工业学院硕士学位论ABSTRACTThisthesisconsistsoffiveparts:Thefirstpart:Studyofα-gluc