全 文 ：天然产物研究与开发 NatProdResDev2010, 22:122-125
文章编号:1001-6880(2010)01-0122-04
　
　
　收稿日期:2008-07-21　　　接受日期:2009-02-06
　基金项目:河南省科技厅基础前沿计划(0723004502);河南省教
育厅基础研究计划(2008A360002)
＊通讯作者 Tel:86-378-3880680;E-mail:kangweny@hotmail.com
五种苦苣苔科植物 α-葡萄糖苷酶抑制活性研究
康文艺1, 2＊ ,张　丽 1, 2
1河南大学中药研究所 ,开封 475004;2河南大学药学院 ,开封 475004
摘　要:利用体外 α-葡萄糖苷酶抑制模型对 5种苦苣苔科植物进行活性评价 , 并与阳性对照 Acarbose进行比
较 , 发现 5种植物不同部位均有一定的 α-葡萄糖苷酶抑制活性。其中 ,牛耳岩白菜石油醚部位的抑制活性最高
(IC50 =26.19μg/mL,活性均远大于阳性对照 Acarbose(IC50 =1081.27 μg/mL)。不同植物比较 , 牛耳岩白菜的
α-葡萄糖苷酶抑制活性最好 ,其 3种不同溶剂提取物与 Acarbose相比均有很高抑制活性;对牛耳岩白菜提取物
的 α-葡萄糖苷酶抑制动力学研究结果表明 ,石油醚和乙酸乙酯提取物对 α-葡萄糖苷酶抑制作用属于非竞争性
抑制类型 , Ki值分别为 4.24和 40.04 μg/mL。正丁醇提取物则属于竞争性抑制类型(Ki=205.48μg/mL)
关键词:苦苣苔科;α-葡萄糖苷酶;抑制类型
中图分类号:Q946.81;R285 文献标识码:A
α-GlucosidaseInhibitoryActivityofExtractsofFiveGeneraofGesneriaceae
KANGWen-yi1, 2＊ , ZHANGLi1, 2
1InstituteofNaturalProducts, HenanUniversity, Kaifeng475004 , China;
2PharmaceuticalColegeofHenanUniversity, Kaifeng475004 , China
Abstract:Theinhibitoryactivitiesofα-glucosidaseofdiferentextractsfromfivegeneraofGesneriaceaewereassayedin
vitroandtheresultswerecomparedwithAcarbose.Theresultsshowedthatdifferentpartsoffivegeneraallhadactivity,
andChiritaeburneanHancehadthehighestinhibitoractivityofα-glucosidaseinthefivegenera.Thepetroleumether
extractofC.eburneanHancehadthehighestinhibitoractivityofα-glucosidase(IC
50
=26.19 μg/mL), whichwaslower
thanthatofAcarbose(IC50 =1081.27μg/mL).TheinhibitorykineticsoftheC.eburneanHancewasinvestigated, and
theinhibitorytypeofthepetroleumetherandethylacetateextractswasnon-competitive.TheKivaluewere4.24and40.
04 μg/mLrespectively.Then-butanolextractshowntobeacompetitivemodelwithaKivalueof205.48μg/mL.
Keywords:Gesneriaceae;α-glucosidase;inhibitorytype
　　苦苣苔科(Gesneriaceae)植物全世界有 120 ～
140个属 , 2500 ～ 3700种。主要分布在赤道附近 ,部
分分布在欧洲 、中国和日本。我国有 54个属 ,约
438种 ,其中药用植物 100多种 ,主要分布在长江以
南及河南和河北等省区。该科植物所含的化学成分
主要类型有黄酮类 、苯乙醇类 、醌类和萜类等 ,具有
显著的抑菌 、抗炎 、抗病毒 、止咳 、祛痰 、平喘及抗蛇
毒活性 [ 1] 。
α-葡萄糖苷酶抑制剂可抑制小肠内 α-葡萄糖
苷酶的活性 ,延缓或抑制葡萄糖在肠道的吸收 ,从而
有效降低餐后高血糖。由于其独特的优势 , α-葡萄
糖苷酶抑制剂已被第三次亚太地区糖尿病治疗药物
指南推荐为降餐后血糖的一线药物[ 2] 。医学界已
将 α-葡萄糖苷酶抑制剂列为第 3类口服降糖药 [ 3] 。
目前已被广泛用于糖尿病及其并发症的防治 ,临床
主要使用德国拜耳公司研制的阿卡波糖和日本武田
制药公司研制的伏格列波糖等。
本文利用体外 α-葡萄糖苷酶抑制模型对 5种
苦苣苔科植物:长茎芒毛苣苔 、卷丝苣苔 、勐醒芒毛
苣苔 、吊石苣苔和牛耳岩白菜的 α-葡萄糖苷酶抑制
活性进行评价 ,并对活性最好的牛耳岩白菜提取物
做了 α-葡萄糖苷酶抑制动力学研究 。为苦苣苔科
植物研究开发提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料与试剂
勐醒芒毛苣苔(Aeschynanthusmengxinensis)和
长茎芒毛苣苔(A.longicaulis)分别于 2004年 5月
和 2007年 3月采集于云南西双版纳地区的勐腊境
内 ,卷丝苣苔(Coralodiscuskingianus(Craib)Burt)
于 2003年 5月采集于西藏地区拉萨地区的城关境
内 ,由中科院西双版纳植物园崔景云高级工程师鉴
定;吊石苣苔 (LysionotuspauciflorusMaxim)和牛耳
岩白菜(ChiritaeburneaHance)于 2007年 8月采于
贵州省都匀地区 ,由贵阳中医学院刘凡副教授鉴定 ,
标本存于河南大学天然药物研究所。 α-葡萄糖苷酶
(α-glucosidase, EC3.2.1.20);4-硝基苯 -α-D-吡喃
葡 萄 糖 苷 ( 4-N-trophenyl-α-D-glucopyranoside,
PNPG, 026K1516);阿卡波糖(Acarbose, Lot16869)
和 DMSO均购自 Sigma。
1.2　主要仪器
MultiskanMK3酶标仪(ThermoElectron);LRH-
150恒温培养箱(上海一恒科技有限公司);DELTA
320型 PH计(梅特勒-托利多仪器有限公司);电子
天平(梅特勒 -托利多仪器有限公司);旋转蒸发仪
(Heidoph);96微孔板;各种移液器及枪头等 。
1.3　活性成分提取
卷丝苣苔和勐醒芒毛苣苔全株 ,粉碎 ,分别用氯
仿和甲醇室温下浸泡 7d,连续提取 3次 ,减压回收 ,
分别得到卷丝苣苔和勐醒芒毛苣苔的氯仿提取物和
甲醇提取物 。
长茎芒毛苣苔 、吊石苣苔和牛耳岩白菜全株 ,粉
碎 ,分别用丙酮:水 =7:3冷浸一周 ,过滤 ,连续提取
3次 ,滤液合并浓缩后依次用石油醚 、乙酸乙酯和正
丁醇萃取 ,浓缩后得石油醚 、乙酸乙酯和正丁醇部分
浸膏。长茎芒毛苣苔和岩豇豆的丙酮 /水滤液浓缩
得丙酮 /水提取物 。
1.4　α-糖苷酶活性成分的筛选方法
1.4.1　检测方法
本检测在 96孔板上进行 , 反应体系参照李婷
等[ 4]的方法 ,按照 I%=[ 1-(c-d)/(a-b)] ×100%
计算抑制率 ,并用 Origin软件求出相应 IC50值。
1.4.2　标准曲线制作
根据采用的反应体系 ,用磷酸缓冲液(pH6.8)
配置 1000 μmol/LPNP,稀释成 400、300、200、150、
100、50、25、 5、0 μmol/L。分别取 7种不同浓度的
PNP溶液各 160 μL,加入 0.2 mol/LNa2CO3溶液
80 μL,混匀 ,在 405 nm下测定 OD值 ,测三组取平
均值。以 OD值为纵坐标 ,对硝基苯酚浓度为横坐
标 ,做出标准曲线 。
1.4.3　α-葡萄糖苷酶活力的测定
根据所采用的反应体系:112μL磷酸钾缓冲液
(pH6.8),加入 20μL0.2U/mLα-glucosidase, 8μL
DMSO, 37 ℃恒温 15 min后加入 2.5 mmol/LPNPG
20 μl, 37 ℃恒温反应 15 min。再加入 80 μL0.2
mol/L的 Na2CO3溶液 ,于 405 nm波长下测 OD值 。
酶活力单位定义:37℃、pH6.8条件下 ,每分钟
水解底物所产生 1μmol对硝基苯酚的酶量 ,规定为
一个酶活力单位(U)[ 5] 。
2　结果与讨论
2.1　提取物活性的筛选
5种苦苣苔科植物提取物不同部位的 α-葡萄糖
糖苷酶抑制活性见表 1。
表 1显示 , 5种植物中牛耳岩白菜的 α-葡萄糖
苷酶抑制活性最高 ,石油醚提取部位 (IC50 =26.19
μg/mL)、乙酸乙酯提取部位(IC50 =117.79 μg/mL)
和正丁醇提取部位(IC50 =704.96 μg/mL)的活性均
高于 Acarbose(IC50 =1081.27 μg/mL)。其次为吊
石苣苔 , 其乙酸乙酯 、丙酮 /水和正丁醇提取物的
IC50值分别为 320.30、415.30、884.10 μg/mL,活性
均高于 Acarbose。长茎芒毛苣苔的石油醚部分抑制
活性高于 Acarbose。卷丝苣苔和勐醒苣苔也有一定
的抑制活性 ,但活性低于 Acarbose。
表 1　不同提取物的 α-糖苷酶抑制活性
Table1　Theinhibitoryactivityofextractsofα-glucosidase
样品
Sample
提取溶剂
Solvent
初筛终浓度
Concentration
(mg/mL)
抑制率
Inhibitory
(I%)
IC50
(μg/mL)
长茎芒毛苣苔 石油醚 1.5 79.06 965.00
乙酸乙酯 1.5 67.30 1350.30
正丁醇 1.5 82.01 1201.00
丙酮 /水 1.5 42.33 1711.9
卷丝苣苔 甲醇 1.5 90.91 789.08
氯仿 1.5 41.66 NT
勐醒苣苔 甲醇 1.5 15.63 NT
氯仿 1.5 30.75 NT
吊石苣苔 石油醚 1.5 56.18 NT
乙酸乙酯 1.5 100.98 320.30
正丁醇 1.5 93.30 884.10
丙酮 /水 1.5 82.00 415.30
牛耳岩白菜 石油醚 1.5 67.17 26.19
乙酸乙酯 1.5 89.53 117.79
正丁醇 1.5 94.5 704.96
123Vol.22 　　　　　　康文艺等:五种苦苣苔科植物 α-葡萄糖苷酶抑制活性研究 　
Acarbose 1.5 55.63 1081.27
　　注:NT为未测定。
2.2　提取物浓度对 α-葡萄糖苷酶活性的影响
对活性高于阳性对照的不同植物不同溶剂提取
物的浓度与抑制率关系进行研究(图 1),显示 5种
植物不同溶剂提取物的抑制率均与其浓度呈正量效
关系。
图 1中显示 ,牛耳岩白菜石油醚提取物 、乙酸乙
酯提取物;吊石苣苔乙酸乙酯提取物和丙酮 /水提取
物的 α-葡萄糖苷酶抑制活性较高 ,抑制率几乎是随
浓度的增大而呈线性增加(浓度与其清除率的相关
系数分别为 0.9992、 0.8895、0.9886和 0.9551)。
这 4种提取物比较发现 ,虽然牛耳岩白菜石油醚提
取物和乙酸乙酯提取物的 IC50值低于其它提取物 ,
但这 2个提取物最大抑制率仅能到达 90 %左右 ,而
另 2个化合物却能到到 100 %。
比较活性相当的 4个提取物 ,牛耳岩白菜正丁
醇提取物 、卷丝苣苔甲醇提取物 、吊石苣苔正丁醇和
石油醚提取物 ,可以发现牛耳岩白菜正丁醇提取物 、
卷丝苣苔甲醇提取物和吊石苣苔石油醚提取物的抑
制率随浓度变化的趋势较一致 ,都随浓度增加而缓
慢增长;吊石苣苔正丁醇提取物在低浓度时的抑制
率较低 ,但在达到 40%左右时急剧增长 ,浓度增长
0.25mg/mL,抑制率就增长了 40.08%。因此该提
取物虽低浓度时抑制率低于另 3个提取物 ,但高浓
度时活性却高于另 3个提取物。
图 1　提取物质量浓度对 α-葡萄糖苷酶活性的影响
Fig.1　Themassconcentrationofextractseffectoninhibitoryac-
tivityofα-glucosidase
2.3　牛耳岩白菜提取物的抑制动力学研究
牛耳岩白菜石油醚 、乙酸乙酯和正丁醇提取物
分别取适宜的 2个不同浓度 , PNPG取 5个不同浓
度 ,分别测定反应速度。按 Lineweave-Burk作图法 ,
以 1 /[ S]为横坐标 , 1/V为纵坐标 ,分别绘制 3个提
取物的抑制作用动力学曲线(图 2 ～图 4),得到 α-
葡萄糖糖苷酶的 Km值为 2.71 mmol/L。
从图中可以看出 ,牛耳岩白菜石油醚提取物和
牛耳岩白菜乙酸乙酯提取物对 α-葡萄糖糖苷酶抑
制作用属非竞争性抑制 ,反应速度 Vmax随着抑制剂
浓度的增大而变小 ,米氏常数 Km保持不变 。根据
非竞争性抑制动力学方程 [ 6, 7] :1/V′max=1 /Vmax(1 +
[ I] /Ki),可以求出牛耳岩白菜石油醚和乙酸乙酯提
取物的 Ki值分别为 4.24 μg/mL和 40.04 μg/mL。
而牛耳岩白菜正丁醇提取物则属于竞争性抑制剂 ,
反应速度 Vmax随抑制剂浓度增大保持不变 ,说明该
提取物与 α-葡萄糖糖苷酶底物在该酶上的络合位
点是一样的。根据竞争性抑制动力学方程:1/Km′=
1/{Km(1 +[ I] /Ki)}求得其 Ki值为 205.48 μg/
mL。
3　结论
本文采用体外 α-葡萄糖苷酶抑制模型对 5种
苦苣苔科植物提取物的 α-葡萄糖苷酶抑制活性进
124 天然产物研究与开发　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Vol.22
行研究 ,发现提取物均具有一定的 α-葡萄糖苷酶抑
制活性 ,且大部分提取物的活性高于阳性对照 Acar-
bose。
其中牛耳岩白菜提取物的活性最好 ,不同溶剂
提取物都具有较高的 α-葡萄糖苷酶抑制活性 。石
油醚提取物活性最好(IC50 =26.19μg/mL),远小于
阳性对照 Acarbose(IC50 =1081.27 μg/mL)。提取
物的抑制活性均与浓度呈正相关性 ,说明其抑制活
性具有剂量依赖性 ,因此具有较好的开发价值 。
对牛耳岩白菜的抑制动力学研究发现 ,石油醚
和乙酸乙酯提取物的抑制类型为非竞争性抑制 ,说
明它既可以和酶 ,也可以和酶-底物复合物结合 ,从
而降低酶活性 ,达到降低血糖作用。而正丁醇提取
物则属于竞争性抑制剂 ,与阿卡波糖属于同一抑制
类型 ,但其抑制活性高于阿卡波糖 ,可以采用活性追
踪方法对此部分提取物进行分离研究 。
参考文献
1　ZhengXK(郑晓珂), LiJ(李军), FengWS(冯卫生), et
al.AdvancesinstudyofGesneriaceaes.ChinJNewDrugs
(中国新药杂志), 2003, 12:261-263.
2　ChenLH(陈丽华), MaQY(马庆一), YangB(杨冰).
Studyonα-glucosidaseinhibitor.FoodSciTech(食品科
技), 2005, 8:91-93.
3　DuWQ(杜伟奇), ShiXF(施秀芳), QiuMY(秋明艳), et
al.Progressintreatmentofdiabetesmellituswithmedicine.
ChinJHospPharm(中国医院药学杂志), 2005, 25:67-69.
4　LiT, ZhangXD, SongYW, etal.Amicroplate-basedscreen-
ingmethodforalpha-glucosidaseinhibitors.ChinJClin
PharmTher, 2005, 10:1129.
5　GuJP(顾江萍), LiangXM(梁鑫淼).Studyoninhibitionof
theChineseherbalmedicinesonα-glucosidase.JChinMod-
ernTraditChinMed(中华现代中医学杂志), 2005, 1:116-
118.
6　WangJY(王镜岩), ZhuSG(朱圣庚), XuCF(徐长法).
Biochemistry.Beijing:HigherEducationPress, 2002.371.
7　MaQY(马庆一), ChenLH(陈丽华), YangHY(杨海延),
etal.Screeningofα-glucosidaseinhibitorsfromCorunsofi-
cinalis(Ⅱ).FoodSci(食品科学), 2007, 28(2):73.
(上接第 80页)
4　ZhangT(张彤), ZhengCM(郑彩美), TaoJS(陶建生), et
al.StudyonthetechnicalofpreparationradixPuerarinflova
bywaterextraction, chitosanclarificationandpurification
withmacroporousresin.LishizhenMedMatMedRes(时珍国
医国药), 2008, 19:1324-1325.
5　ChiharaG, MaedaY, HamuroJ, etal.Inhibitionofmouse
sarcoma 180 by polysaccharidesfrom Lentinusedodes
(Berk.)Sing.Nature, 1969, 222:687.
6　YaoL(姚磊), WangJ(王静), ZhaoHT(赵海田).Devel-
opmentofresearchonbiologicactivityoflentinan.China
Beet＆Sugar(中国甜菜糖业), 2004, 3:27-30.
7　LinY(林颖), WuYM(吴毓敏), WuW(吴雯).Theaccu-
racyresearchofdeterminationofsugarsinnaturalproducts.
NatProdResDev(天然产物研究与开发), 1996, 8(3):5-
8.
8　YuanYS(袁玉荪), ZhuWH(朱婉华), ChenJH(陈钧
辉).BiochemistryExperiment(生物化学实验).Beijing:
HigherEducationPress, 1998.
125Vol.22 　　　　　　康文艺等:五种苦苣苔科植物 α-葡萄糖苷酶抑制活性研究