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.pdf

年 第期 青海师范大学学报（ 自然科学版） （ ） 基金项目： 青海省科技厅重点支持项目， 青海师大中青年教师科研基金资助项目 收稿日期： 作者简介： 郭凤霞（ ） ， 女， 河南人， 副教授， 硕士 来源于天然产物的 葡萄糖苷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 ；青藏高原环境与资源教育部重点实验室， 青海 西宁 ） 摘 要： 葡萄糖苷酶抑制剂是一种具有糖结构的新型抗糖尿病药物， 它通过与 葡萄糖苷酶发生竞争性抑制作用而达到降低 餐后血糖的目的 目前以天然植物和药物为来源的 葡萄糖苷酶抑制剂研究较多， 现对以天然植物为来源的 葡萄糖苷酶抑制 剂的筛选国内外研究进展进行综述 关键词： 葡萄糖苷酶； 糖尿病； 天然植物； 筛选 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） 糖尿病（ ，） 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（） 估计， 全球目前有超过 亿糖尿病患者， 预计 到 年将达到 亿我国现有糖尿病患者千万， 据世界第二糖尿病主要有两种类型：型糖尿病又 称胰岛素依赖型糖尿病（ ） ， 约占糖尿病发病率的；型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病（ ） 约占糖尿病发病率的 目前临床上常用的口服降血糖药物主要有硫脲类、 双胍类、 苯甲酸衍生物类、 葡萄糖苷酶抑制剂类和噻 唑烷二酮类磺酰脲类通过刺激胰岛细胞分泌胰岛素和强化胰岛素与受体的结合来促进糖的利用而降 低血糖； 而双胍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 葡萄糖苷酶抑制剂类为第四类治 疗糖尿病的药物， 药物开发目前主要是集中在对型糖尿病的治疗研究上 现已上市的葡萄糖苷酶抑制 剂有阿卡波糖、 米格列醇（ ） 和伏格列波糖（ 倍欣 ） 三种， 已成为治疗型糖尿病的首选药和 型糖尿病的胰岛素治疗的辅助药物 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 葡萄糖苷酶抑制剂一直是国内外研究的热点， 并已发现许多有价值的活性成分， 本文将 对来源于天然植物的 葡萄糖苷酶抑制剂的筛选作一概述 国内 葡萄糖苷酶抑制剂的筛选研究 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多年的经验， 从丰富的天然资源中 筛选 葡萄糖苷酶抑制剂类药物 李英、 张兰等 以中药知母（ ） 等 味中药为研究材料， 使用浸提、 超滤、 纤维素柱层析等方法， 分离得到 葡萄糖苷酶抑制剂 对其性质初步研究表明， 该成分为大分子糖苷类物 质， 具有较好的热稳定性， 在 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 葡萄糖苷酶、 淀粉酶以及蔗糖酶活性测定方法， 对 种经水煮醇沉提取 的常用中药进行 葡萄糖苷酶抑制活性筛选 结果在 反应体系下， 种中药提取物显著 第期郭凤霞， 等： 来源于天然产物的 葡萄糖苷酶抑制剂筛选研究进展概述 抑制 葡萄糖苷酶活性； 在 反应体系下， 种中药提取物抑制淀粉酶活性 大黄（ ） 、 山茱萸（ ） 、 赤芍（ ） 、 五倍子（ ） 对 葡萄糖苷 酶、 淀粉酶以及转化酶活性均有抑制作用， 与阳性药物拜糖平比较， 这种中药抑制淀粉酶的活性较 低， 但抑制 葡萄糖苷酶和转化酶的活性明显强于拜糖平 如果对它们进一步分离、 纯化并提取活性部位， 可望获得抑制活性更强的中药 葡萄糖苷酶抑制剂 等 通过建立酶抑制剂模型， 对人参（ ） 、 黄芪（ ） 、 大黄和水蛭 （ ） 味临床常用于治疗糖尿病肾病的中药进行了葡萄糖苷酶抑制活性的筛选， 结果显示大黄和 黄芪具有较好的 葡萄糖苷酶抑制作用， 且它的抑制作用类型为非竞争性抑制 马庆一、 陈春涛等 对杜仲（ ） 、 桑叶（ ） 、 虎杖（ ） 、 知母（ ） 、 大黄、 茶叶等提取物的 葡萄糖苷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 、 标 准 底 物 浓 度 、 反应时间 结果表明， 桑叶水提液对酶的抑制效果最好， 而杜仲较差； 桑叶有机溶剂提取 法效果不如水提取法； 在 间 虎杖提取物具有较高的热稳定性， 最佳作用浓度为 全吉淑等 从大豆胚轴提取总糖甙， 以 柱层析法和高效液相色谱法（ ） 分离纯化各类大豆皂 甙， 并以比色法测定大豆皂苷单体对 葡萄糖苷酶的抑制活性， 大豆皂苷具有很强的葡萄糖苷酶抑制 作用其中类、类和 皂 苷 的 抑 制 作 用 为 最 强， 其 半 抑 制 浓 度 （ ） 值 为 ； 类皂苷的抑制作用则较弱 卢大胜等 通过荧光光谱与高效液相色谱法研究了广西血竭（ ） 的 葡萄糖苷酶抑制 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 葡萄糖苷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 葡萄糖苷酶的抑制作用另一方面， 从荧光光谱与高效液相色谱入手， 研究了分离组分各色谱 峰面积同样品的荧光强度及其相应的 葡萄糖苷酶抑制率的相关关系， 获取了与抑制率有良好相关性的 峰， 为血竭 葡萄糖苷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 探讨了甲壳低聚糖对葡萄糖苷酶活性的影响及降糖效果 利用在体外建立标准酶反应 体系的方法， 分别加入甲壳低聚糖 、 、 、 、 、 ， 用 硝基酚呋喃葡萄糖苷法 测定酶活性； 再建立加有阿卡波糖 酶反应体系， 测定酶活性； 以 （ ） 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 葡萄糖苷酶具有明显抑制作用， 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 采用 酶活性测定方法， 研究了 种在临床上有一定降血糖作用的中药对 葡萄 糖苷酶的抑制活性， 发现五味子（ ） 和虎杖的水提取物对葡萄糖苷酶有抑 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酶为靶分子， 从一个噬菌体展示 的多肽文库中筛选到个可以专一性的与这个酶结合的噬菌体克隆， 根据其中一个序列所合成的 肽可以 专一性地抑制黑曲霉的葡萄糖淀粉酶， 也能抑制大鼠小肠中的 葡萄糖苷酶活性 徐林峰等 以五味子为原料， 提取分离 葡萄糖苷酶抑制剂 利用浸提、 超滤、 柱层析、 醋酸铅沉淀等 方法进行纯化， 初步分离得到 葡萄糖苷酶抑制剂该抑制剂成分为大分子糖苷类物质， 相对分子量在 万以上， 对 葡萄糖苷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 葡萄糖苷酶抑制剂的体内活性 方法以 （ ） 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嘧啶糖尿病小鼠的血糖， 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（ ） 提取的黄酮（ ） 研究表明 是 葡萄糖苷酶抑制剂， 有很强的抑制活性且与酶结合迅速， 其作用为非竞争性抑制 实验表明 能显著降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 青海师范大学学报（ 自然科学版） 年 种非常值得开发的植物 张冉、 刘泉等 通过建立筛选 葡萄糖苷酶抑制剂的体外高通量筛选模型， 对 味常用清热解表中 药进行筛选 应用大鼠小肠上段提取的 葡萄糖苷酶， 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 葡萄糖苷酶的活性 通过优化酶促反应条件， 建立检测葡萄糖苷酶活性的比色测定法及 其抑制剂体外筛选的方法， 对 味中药共 个样品进行高通量筛选 结果阿卡波糖对葡萄糖苷酶的抑 制活性与文献报道相近； 筛选发现鸭跖草（ ） 、 山慈菇（ ） 和桑叶等味中药的不同极性提取物对 葡萄糖苷酶有可重复的抑制作用 寇彤， 孟晓敏等 通过对何首乌（ ） 中 葡萄糖苷酶抑制成分的分离与鉴定 实验 经 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， 相对分子质量约为 双倒数曲线表明， 何首乌抑制剂对 葡萄糖苷酶的作用属于非竞争性抑制 杨秀芳， 吴明鑫 在前人筛选工作的基础上， 进一步研究虎杖水提物对葡萄糖苷酶抑制剂作用， 旨 在从中提取分离出 葡萄糖苷酶抑制剂 国外 葡萄糖苷酶抑制剂的筛选研究 早在 世纪 年代， 葡萄糖苷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 葡萄糖苷酶抑制剂， 发现了许多有价值的化合物 等 改变桑根皮的提取纯化工艺， 从桑根皮中分离出 种生物碱， 其中有： （） ，甲基 （） ， （） ，二脱氧，亚胺基阿拉伯糖醇（） ，二脱氧，亚胺基 （ 氧半乳吡喃糖苷）阿拉伯糖醇（） 和 ， ， ， 四羟基去甲莨菪烷（ 去甲莨菪碱） （ ） ， ， ， ， ， 五羟基去甲莨菪烷（） ， （） ，二脱氧，亚胺基核 糖醇（ ） 和化合物（ ） 的 种葡萄糖苷， 其中化合物（） 是首次从天然植物中分离出来同时， 他们还研究了这 些多羟基生物碱对小鼠消化道中的葡萄糖苷酶的抑制作用， 发现种多氢基去甲莨菪碱（ ） 和（） 对小鼠消 化道中的葡萄糖苷酶的抑制作用很强， 化合物（ ） 已经完全失去了抑制活性， 同时 的种葡萄糖苷对小 鼠消化道中的葡萄糖苷酶的抑制作用的研究结果表明： 的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 的上的糖基化作用会使其抑制活性极大的减弱 等 以对硝基苯基 葡萄糖吡喃糖苷或麦芽糖为底物， 研究了 种黄酮类化合物对酵母 葡萄糖苷酶的抑制作用 结果表明， 浓度为 时， 槲皮素、 杨梅酮、 非瑟酮和栎素对葡萄 糖苷酶有很强的抑制作用， 值分别为， ， 等 首次从杜仲茶中分离得到槲皮素， 并表明槲皮素对酵母葡萄糖苷酶具有抑制作用， 为 ； 对小鼠小肠蔗糖酶也具有抑制作用， 为 他们还首次从杜仲 茶中分离出儿茶素（，） （，二羟苯基）（ ） 吡喃糖和儿茶素（，） （ ，二羟苯基）（ ）吡喃糖， 并首次发现了这种化合物对酵母葡萄糖苷酶有抑制作用， 均 为 等 发现木犀草素对酵母 葡萄糖苷酶有抑制作用， 当浓度为 时， 抑制率为 且木犀草素抑制作用比阿卡波糖强， 前者的 为 ， 后者的 为 等 从海索草（ ） 的干燥叶子中分离提取出有效成分（ ， ） （苯乙烯醛基）葡萄糖吡喃糖苷（） 和（ ， ） 葡萄糖吡喃糖苷（） ， 其中化合物（） 为首次发现， 它们对葡萄糖苷酶有抑制作用， 当 化合物（ ） 和化合物（） 的浓度为 时， 对小鼠小肠的葡萄糖苷酶的活性抑制率分别为 和 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 葡 萄糖苷酶的抑制作用 从丁香子中提出鞣花单宁和多棓酰葡萄糖， 能够抑制小鼠小肠中的葡萄糖苷酶， 并且抑制活 性随棓酰单元的增多而增大 第期郭凤霞， 等： 来源于天然产物的 葡萄糖苷酶抑制剂筛选研究进展概述 从巴西传统药物 的叶子中提取到种黄烷酮类物质能够通过抑制 葡萄糖苷酶抑制血浆中葡萄糖的升高 从斯里兰卡和印度的药物 的根和茎 中提取了复杂的内盐锍硫结构的物质， 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 制备莲（ ） 的提取物， 使其与葡萄糖苷酶和 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葡萄糖苷酶抑 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 利用乙醇或含水乙醇溶液从栗子（ ， ） 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， 其发明还提供了含有该糖酶抑制剂的食品、 饮料和药物 迂田隆广， 高久武司 还从壳斗（ ） 中提取糖酶抑制剂， 可将其添加至食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 从 、 芝麻素、 派立托胺、 和 中提取一种 葡萄糖苷酶抑制剂， 对糖尿病、 癌症、 诸如乙型肝炎和丙型肝炎、 等病毒性疾病以及 等具有治疗效果 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抑制作用的活性成分， 从中药的多组 分、 多途径、 多靶点， 与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 具有悠久的历史， 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， 寻找传统中药的有效成分， 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， 为中药现代化研发提出新的指导思想因此， 我们从中草药中分 离出活性单体， 然后通过化学修饰和改造活性基团来获得抑制性更强的 ， 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： 陆再英， 钟南山， 谢毅， 等内科学（ 第七版） 北京： 人民卫生出版社， 刘霞， 冯长根酶抑制剂在抗糖尿病药物中的应是研究中国药学杂志， ， （） ： 李英， 张兰， 杨万山等葡萄糖苷酶抑制剂的筛选和初步研究上海大学学报（ 自然科学版） ， ，（） ： 高小平， 张蔚瑜 中药提取物中 葡萄糖苷酶抑制剂的的筛选 天然产物研究与开发， ， （） ： ， ， ， ， ， （） ： 马庆一， 陈春涛， 时国庆等天然 葡萄糖苷酶抑制作用的研究食品工业科技， ， （） ： 全吉淑， 尹学哲， 金明等大豆皂苷对 葡萄糖苷酶抑制作用的研究中药材， ， （） ： 卢大胜， 雍克岚， 陈旭 广西血竭中 葡萄糖苷酶活性抑制剂有效组分的萃取分离上海大学学报（ 自然科学版） ， ， （） ： 曹朝晖， 何战胜， 刘四春， 等甲壳低聚糖对 葡萄糖苷酶活性影响的实验研究中华实用医药杂志， ，（） ： 沈忠明， 李英， 姜宏等降糖中药对 葡萄糖苷酶抑制作用的研究中国生化药物杂志， ，