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我所天然产物研究团队发现两个具有α-葡萄糖苷酶选择性抑制活性的天然二萜类成分
来源:广东省科学院生物工程研究所 发布时间:2021-04-01

餐后高血糖(postprandial hyperglycemia)在糖尿病严重并发症的诱发和发展过程中起着十分关键的作用,是造成II型糖尿病患者血管内皮损伤的重要因素,也是心血管疾病死亡的独立危险因素。分布于人体小肠粘膜刷状缘上的α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)是调节食物来源血糖的关键酶,抑制该酶能够延缓食物消化,有效降低餐后高血糖。目前临床上已有3个α-葡萄糖苷酶抑制剂类(α-glucosidase inhibitor)降血糖药物,该药因为不会导致患者体重增加和低血糖,降血糖作用温和,是控制餐后高血糖的良好选择。

然而,胃肠胀气、腹痛腹泻等消化道不良反应导致患者的依从性较差,限制了其长期使用。目前认为该类药物导致不良反应的主要原因是对消化酶的选择性不高,在抑制α-葡萄糖苷酶的同时也会抑制α-淀粉酶,使得未消化的淀粉和寡糖进入大肠,在相应肠道微生物的分解作用下产生醋酸、乳酸等短链脂肪酸,导致肠道内pH值降低、渗透压增高,从而引起腹泻;而反应产生的二氧化碳和氢气等可引起腹胀。随着糖尿病人群的不断增长,对α-葡萄糖苷酶抑制剂类药物的需求日益上升,因此开发更为安全、有效的该类降血糖药物仍然具有很高的临床需求和社会意义。

我所天然产物研究团队从傣药九翅豆蔻中鉴定出了多个具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的化合物。尤其是半日花烷型二萜成分zerumin和ottensinin对α-葡萄糖苷酶不但显示出显著的抑制活性,而且还表现出较好的选择性。它们体外抑制α-葡萄糖苷酶和体内降低餐后高血糖的作用效果均与临床药物阿卡波糖相当,然而对α-淀粉酶的抑制作用明显低于阿卡波糖,表明这两个化合物在控制餐后血糖波动的同时,引起肠道不良反应的几率降低,有望克服阿卡波糖临床应用上的限制。


图 九翅豆蔻中两个活性化合物的结构和活性结果

相关研究成果《Anti-hyperglycaemic effect of labdane diterpenes isolated from the rhizome of Amomum maximum Roxb., an edible plant in Southeast China》发表在天然产物领域权威期刊《Natural Product Research》,卢传礼副研究员为本文第一作者,陈骏佳教授为本文通讯作者。此外,相关研究结果已申请发明专利两项。该工作得到了国家自然科学基金委和广东省科学院专项资金项目的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1080/14786419.2021.1903006

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