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昆明植物研究所在著名中藥草果的新型降糖活性成分研究取得新進(jìn)展 文章來源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2020-11-05 | 作者:何小鳳,耿長安 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 糖尿病已成為繼心腦血管疾病和腫瘤后影響人類健康的第三大疾病,全世界患者高達(dá)4.63億,其中90%以上為2型糖尿病。糖尿病的臨床治療藥物主要包括胰島素類和口服降糖藥物,然而因低血糖風(fēng)險(xiǎn)和各種副作用,亟需研發(fā)結(jié)構(gòu)類型多樣、作用于不同靶標(biāo)的新型降血糖藥物。 草果為姜科(Zingiberaceae)豆蔻屬(Amomum)多年生草本植物草果(A. tsao-ko)的干燥成熟果實(shí),是著名中藥和傳統(tǒng)香料,入藥具有燥濕溫中,截瘧和祛痰等功效,市場年需求量在6000噸以上,因此對草果開展深入研究對促進(jìn)中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
中國科學(xué)院昆明植物研究所天然藥物新藥研發(fā)團(tuán)隊(duì)陳紀(jì)軍研究組在天然源抗糖尿病藥物挖掘過程中,首次發(fā)現(xiàn)草果提取物能顯著降低db/db小鼠的空腹血糖和隨機(jī)血糖,且對小鼠攝食量、體重?zé)o明顯影響。該研究以活性篩選和LCMS分析為導(dǎo)向,圍繞與糖尿病密切相關(guān)的靶點(diǎn)—α-葡萄糖苷酶、蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)等,系統(tǒng)開展了草果降血糖活性成分研究,從活性部位發(fā)現(xiàn)了2,6-環(huán)氧二芳基庚烷、鏈狀二芳基庚烷、黃烷醇-脂肪醇雜合體、黃烷醇-單萜雜合體、黃烷醇二聚體等5類結(jié)構(gòu)類型多樣的化合物115個(gè),其中新化合物66個(gè),豐富了草果的化學(xué)成分。發(fā)現(xiàn)78個(gè)化合物對α-葡萄糖苷酶具有抑制活性,IC50值在5.2~248.0 μM之間(阿卡波糖:213.0 μM),特別是tsaokoflavanols A、B、F、K和R的活性最為顯著,IC50值分別為9.0、7.7、5.6、5.2和6.3 μM,是陽性藥物的24~40倍。18個(gè)化合物對PTP1B具有抑制活性,IC50值在56.4~359.4 μM之間(蘇拉明鈉:200.0 μM),其中tsaokoflavanols F、J~L和S的活性最為明顯,IC50值分別為56.4、73.0、75.1、80.4和69.8 μM,是陽性藥物的2~4倍,而對TCPTP抑制活性較弱或無抑制活性,表明對PTP1B和TCPTP具有選擇性。結(jié)構(gòu)新穎的黃烷醇-脂肪醇/單萜雜合體對α-葡萄糖苷酶和PTP1B均具有較好的抑制作用,是糖尿病靶標(biāo)雙重抑制劑。
研究組建立了在線降血糖活性篩選與LCMS相結(jié)合的新穎活性化合物的導(dǎo)向分離方法,首次得到新穎的黃烷醇-單萜雜合體tsaokols A(1)和B(2),建立了該類化合物ESI-MS負(fù)離子模式下的快速識別方法。
本研究深入地研究草果的化學(xué)成分,揭示了二芳基庚烷和黃烷醇及其雜合體是草果主要降血糖活性成分,特別是新穎的黃烷醇-脂肪醇/單萜雜合體具有PTP1B/TCPTP選擇性抑制活性,同時(shí)具有PTP1B和α-葡萄糖苷酶雙重抑制活性,是迄今對草果化學(xué)成分最為系統(tǒng)的研究。該研究不但為新型降血糖先導(dǎo)分子的發(fā)現(xiàn)提供了化學(xué)和藥理學(xué)依據(jù),而且為拓寬草果的新用途提供了重要科學(xué)依據(jù)。 上述研究成果在本領(lǐng)域著名期刊J Agric Food Chem(2020, 68, 11434)、Ind Crop Prod(2020, DOI: 10.1016/j.indcrop.2020.112908)、Bioorg Chem(2020, 96, 103638)、Chin Chem Lett(2020, DOI: 10.1016/j.cclet.2020.08.050)和Phytochemistry(2020, 177, 112418)上發(fā)表,申請中國發(fā)明專利4項(xiàng)(申請?zhí)?/span>202010913172.3、202010551062.7、201911265489.4、201911265470.X)。中國科學(xué)院昆明植物研究所何小鳳博士為論文的第一作者,陳紀(jì)軍研究員和耿長安副研究員分別為論文的通訊作者。該研究得到云南省優(yōu)秀青年基金和云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)后備人才等項(xiàng)目的支持。 (責(zé)任編輯:李雪)
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