新疆药桑叶化学成分及降血糖活性研究
新疆特色植物药桑(Morus nigra L.)是一种古老的药食两用植物资源,广泛应用于维吾尔族民间降血糖治疗,是一种具有地域特色的民间植物药。本课题组前期采用α-葡萄糖苷酶体外抑制模型验证了药桑叶提取物能有效抑制α-葡萄糖苷酶活性,其中多羟基生物碱类、黄酮苷类化合物及药桑多糖类化合物对α-葡萄糖苷酶有较强的抑制活性。而具体主要是何种或哪几种活性成分发挥了关键作用,其药理作用究竟如何还有待进一步研究。故本实验继而开展了药桑叶单体化学成分分离、结构鉴定及其体外降血糖活性研究,并利用分子对接软件分析小分子与α-葡萄糖苷酶蛋白大分子的对接构象,从分子层面筛选出具有降血糖活性的小分子,为推动新疆药桑在降血糖药用开发方面奠定实验数据基础,主要研究工作及取得的研究结果如下:1、单体化合物分离采用溶剂萃取法,通过硅胶薄层层析、硅胶柱层析、凝胶柱层析、制备液相色谱等分离技术从药桑叶正丁醇相中分离得到8个单体化合物,通过液质联用仪,核磁共振仪等鉴定为腺苷(1)、苄基-β-D-吡喃葡萄糖苷(2)、玫瑰苷(3)、表丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(4)、丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(5)、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)、邻苯二甲酸二丁酯(7)、槲皮素-3,7-二-O-β-D-吡喃葡糖苷(8)。其中,分离得到一对骈四氢呋喃类木脂素非对映异构体(4)、(5),解决了此类化合物因结构差异极小,用合成或常规分离方法难以得到单体的难题。化合物1～5,8均首次从新疆药桑叶中分离得到,丰富了药桑叶单体化学成分库。2、体外活性实验以新疆药桑干燥叶80%乙醇浸提物的不同极性萃取物为试材,阿卡波糖为阳性对照,对硝基苯酚葡萄糖苷(PNPG)为底物,筛选对α-葡萄糖苷酶有较强抑制活性的萃取部位,对抑制活性最强的部位,采用莱恩威弗-伯克(Lineweaver-Burk)模型进行酶促动力学研究。结果表明:从药桑叶中获取的五个组分对α-葡萄糖苷酶均具有抑制作用,其中药桑叶水萃取物抑制作用最强,半抑制浓度(IC50)为0.394 mg/m L;酶促动力学实验中药桑叶水萃取物与α-葡萄糖苷酶-底物复合物的解离常数KII为0.29 mg/m L,与α-葡萄糖苷酶的解离常数KSI为0.04 mg/m L,KII>KSI,判断水萃取物的抑制类型为线性混合型可逆抑制,其竞争作用大于非竞争作用。药桑叶正丁醇部位分离得到的8个单体化学成分的α-葡萄糖苷酶抑制活性结果表明:化合物1～8在浓度为1.00 mg/m L时均表现出一定的抑制活性,其抑制活性大小为槲皮素-3,7-二-O-β-D-吡喃葡糖苷(85.20%)>槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(55.33%)>表丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(52.82%)>腺苷(52.56%)>苄基-β-D-吡喃葡萄糖苷(43.01%)>邻苯二甲酸二丁酯(38.39%)>玫瑰苷(37.51%)>丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(31.44%)。选取抑制活性最高的4个单体化合物进行两两、三三配伍,实验结果显示槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和腺苷(1:1)配伍后抑制率为71.26%,对α-葡萄糖苷酶抑制效果比单一使用时抑制效果增加了近20%,表明这两者间存在协同作用。3、分子对接模拟由于单体分离实验步骤繁琐,耗时耗力,且得到的化合物量很少,不能满足后期进行系统的活性实验需求,故通过TCMSP数据库根据成药性原则筛选桑叶已报道成分,建立桑叶化学成分分子对接数据库,得以扩大降血糖化学成分筛选范围。采用分子对接计算机模拟方法,根据对接结合能大小及与降血糖活性靶点氨基酸结合的氢键数目及强度为评价标准,从269个桑叶小分子及药桑叶分离得到的8个小分子化合物中筛选得到对α-葡萄糖苷酶有较强抑制作用的桑叶小分子25个,药桑叶小分子化合物8个,加快了α-葡萄糖苷酶抑制剂活性单体的研究进程。
- 作者：
- 贺水花
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2022年
- 导师姓名：
- 杨玲；汪河滨
- 中图分类号：
- R284.1；R285
- 关键词：
- 药桑叶；化学成分；降血糖；α-葡萄糖苷酶；分子对接
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- 基金项目：
- 国家自然科学基金地区科学基金项目“新疆特色植物药桑降血糖活性成分及协同效应研究”项目编号:31460080%国家自然科学基金地区科学基金项目“基于药桑活性多糖的环境响应性药物载体的构建及降血糖机制研究”(项目编号:51863018)课题主持人:杨玲 教授、汪河滨 教授(塔里木大学)