基于药用食品西青果的小肠a-葡萄糖苷酶抑制活性对血糖调节作用与机制的研究

以a-葡萄糖苷酶为靶点的抑制剂通过调节该酶的活性，从而削弱餐后血糖的峰值，能够防止餐后高血糖。我们首次发现并报道了药用食品西青果及其活性酚类化合物诃子素、诃黎勒酸和诃子酸的a-葡萄糖苷酶抑制活性。本课题是在前期工作的基础上，拟用人类结肠癌Caco-2细胞和体内的大鼠评价西青果粗提取物及其活性多酚化合物的降糖效果以及对a-葡萄糖苷酶活性的抑制作用，应用Western blot及RT-PCR等方法检测a-葡萄糖苷酶表达的变化，进一步证实西青果中活性多酚类化合物的体内降糖效果及其对该酶的影响；并用基于表面等离子共振（SPR）的新型生物传感技术和NMR技术分析和探讨西青果中活性多酚类化合物与a-葡萄糖苷酶相互作用的分子机制。本课题的研究不仅能进一步阐明药用食品西青果中活性多酚类化合物抑制小肠a-葡萄糖苷酶的分子机制，同时为研究与开发具有降糖作用的新型药用食品资源提供新的思路与方法。

通过柱层析和高效液相色谱法，从西青果提取物中纯化出3种主要活性多酚：诃子素、诃黎勒酸和诃子酸。用Caco-2细胞单层研究受试物对a-葡萄糖苷酶的抑制作用，结果表明：诃黎勒酸和诃子酸对a-葡萄糖苷酶麦芽糖水解活性具有明显的抑制作用，诃子素显示较弱的麦芽糖酶抑制活性；然而，3种化合物对Caco-2细胞蔗糖酶活性没有影响。动物实验的结果表明：诃黎勒酸通过抑制小肠麦芽糖酶活性能够降低SD大鼠和糖尿病GK大鼠，但对SD大鼠进食蔗糖后各时间段的血糖没有影响。3个月期间，对糖尿病GK大鼠经口摄入西青果提取物，观察血糖的变化与小肠α-葡萄糖苷酶的活性，结果表明：西青果提取物对GK大鼠空腹血糖没有明显的影响；与阴性对照组比较，西青果提取物降低GK大鼠进食30 min的血糖浓度，增加葡萄糖耐受能力（AUC值下降15%）；与阴性对照组比较，西青果提取物明显降低蔗糖酶和麦芽糖酶的活性（<16%），但对GK大鼠小肠α-葡萄糖苷酶的蛋白和mRNA表达没有影响。从大鼠小肠丙酮粉末中调制粗蛋白酶溶液，通过柱状层析和电泳法制备小肠a-葡萄糖苷酶（Maltase-Glucoamylase complex，M-G复合体），基于表面等离子共振的新型生物传感技术（SPR-BIACORE），用SPR检测器跟踪溶液中受试物分子与芯片（CM5）表面上固定的M-G复合体间的分子结合、解离整个过程的变化，实验结果表明，诃子素、诃黎勒酸、诃子酸和PGG与M-G复合体的结合力没有明显的差异。核磁共振饱和转移差的实验结果显示，诃子素、诃黎勒酸和诃子酸的氢谱特征没有发生明显的位移变化，不能观测到3种多酚化合物的氢氧（-OH）基团以及疏水性苯环与小肠a-葡萄糖苷酶的结合关系。为了得到诃子素、诃黎勒酸和诃子酸对哺乳动物小肠α-葡萄糖苷酶抑制活性的详细数据，也许采用UV、IR、荧光、分子对接（molecular docking）等方法研究这些化合物与I型α-葡萄糖苷酶（来源于细菌）之间的相互作用可能会得到更多的信息。本研究证实西青果及其活性多酚化合物通过调控小肠a-葡萄糖苷酶活性介导降糖效果，为西青果应用于糖尿病患者及高危人群辅助降糖提供了理论依据。通过本研究，共发表SCI论文4篇，获国家发明专利授权1项，参加6次国内外学术会议，6名研究生参与本课题研究，其中2人获得硕士学位、1人硕博连读、3人在读。