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乌墨根部提取物对α-葡萄糖苷酶抑制活性的研究



全 文 :中国执业药师·
乌墨(Syzygium cumini,Eugenia jambolana,Syzyni-
um jambolana)又名乌楣 、野冬青果 ,系桃金娘科
(Myrtaceae)蒲桃属植物 。 为高大乔木 ,高 6 ~
20 m,小枝圆柱形或稍压扁,叶片革质,宽椭圆形
至长圆状椭圆形 ,长 5 ~ 12 cm,宽 3 ~ 7 cm;
叶柄长 1.5 ~ 2 cm,圆锥花序通常生于落叶的腋
内,偶有顶生,长 8 ~ 11 cm,多花;花梗短;花白
色,芳香,常 3 ~ 5 朵生于花序小枝顶端;花蕾倒
卵形,长约 5 mm,萼管倒锥形 ,长约 5 mm;果实
卵形或壶形,长 1 ~ 2 cm,宽 0.5 ~ 1 cm;种子
基金项目:乐山职业技术学院科学研究计划项目(No KY2014019)
作者简介:张富东,男,硕士,助教。研究方向:内分泌代谢药理。E-mail:441445988@qq.com
乌墨根部提取物对 α-葡萄糖苷酶抑制活性的研究
张富东 1,2 李玲 3 牛艳芬 3 高丽辉 3 林华 3 刘旭 3
(1 乐山职业技术学院,四川 乐山 614000;2 乐山老年病专科医院;
3 昆明医科大学生物医学工程研究中心,云南 昆明 650500)
【摘要 】 目的 :探讨乌墨根部提取物对 α-葡萄糖苷酶的抑制活性。方法 :通过建立体外 α-葡萄糖苷酶抑制模
型,对乌墨根部提取物进行活性筛选,并对化合物浓度与抑制活性关系进行研究。结果 :粗提物 12,17,21 在体
外对 α-葡萄糖苷酶均有一定的抑制活性,其中粗提物 21 的抑制活性(IC50 = 94.89 μg/mL),远高于阳性对照
阿卡波糖的抑制活性(IC50 = 1 095.65 μg/mL)。结论 :乌墨根部提取物对 α-葡萄糖苷酶有抑制活性,具有一定
的潜在开发价值。
【关键词 】 乌墨;提取物;α-葡萄糖苷酶;抑制活性
doi:10.3969/j.issn.1672-5433.2014.12.007
Study on Inhibition Effect of Syzygium cumini Extracts on the Activity of α-glucosidase
Zhang Fudong1,2,Li Ling3,Niu Yanfen3,Gao Lihui3, Lin Hua3,Liu Xu3 (1 Leshan Vocational & Technical College,
Sichuan Leshan 614000,China;2 Leshan Specialized Hospital of Geriatric Disease;3 Biomedical Engineering
Research Center of Kunming Medical University,Yunnan Kunming 650500)
ABSTRACT Objective:To investigate the inhibition effect of the extracts from the root of Syzygium cumini on
the activity of α- glucosidase. Methods:By establishing α- glucosidase screen inhibitory model, the activity of ex-
tracts from the root of Syzygium cumini was screened. The relationship between the inhibitory ratio and the extract
concentration was also studied. Results: Compounds 12,17,21 showed a good inhibitory effect on the activity of
α- glucosidase, and the inhibitory effect of compound 21(IC50 = 94.89 μg/mL) was much higher than that of the pos-
itive control of acarbose (IC50 = 1 095.65 μg/mL). Conclusion:The extracts from the root of Syzygium cumini
have inhibition effects on the activity of α- glucosidase, and presented a certain potential value in the development
and utilization.
KEY WORDS Syzygium cumini; Extract;α-glucosidase;Inhibitory Activity
论著
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China Licensed Pharmacist Dec. 2014,Vol. 11 No.12
合理用药 呵护公众健康
1 颗;花期 4 ~ 5 月,果期 6 ~ 8 月。 生长于海
拔 500 ~ 1 800 m 的山坡次生林内 , 在云南南
部、广东、广西、海南、福建、台湾、中南半岛、喜马
拉雅山区诸国(尼泊尔等)、印度、印度尼西亚、澳
大利亚均有分布。 果实、茎皮、叶药用,具有润肺、
止咳 、平喘的功效 ,我国民间主要用于治疗肺结
核、寒性哮喘和过敏性哮喘 [1]。 而在印度民间,乌
墨则很早就被发现有治疗糖尿病的功效 [2]。
20 世纪 60 年代 ,法国科学家首次报道了乌
墨种子的乙醇提取物具有降低四氧嘧啶性糖尿病
大鼠血糖的作用。 目前,国内外学者对乌墨的种
子、果实、树皮和树叶的化学成分及抗糖尿病的作
用也进行了相关研究 [3-6],但具体降糖机制还不是
太清楚。 而且大部分的活性研究仅停留在乌墨种
子、果实和树皮的粗提物上,缺乏对于活性单体的
研究,此外,对乌墨根部提取物的研究也较少。
结合国内外学者对乌墨降糖机制的研究报
道,笔者利用体外 α-葡萄糖苷酶抑制高通量筛选
模型对乌墨根部提取物进行活性筛选 ,以期为乌
墨根部提取物降糖机制研究和开发利用提供理
论依据。
1 实验材料
1.1 仪器
Multiskan MK3 酶标仪(美国 Thermo Electron
公司 );LRH-150 恒温培养箱 (上海 -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 );LR4000 型旋转蒸发仪 (德国 Heidolph 公
司);超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司 );
CS-H1 型混合器 (北京博励阳科技公司 );96 微
孔板;各种移液器及枪头等。
1.2 试剂
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(Acar-
bose,Lot 16869,纯度≥95%)和二甲亚砜(DMSO)
均购自 Sigma 公司;乌墨根部提取物样品(共 7 个
单体化合物 ,17 个粗提物 )是由昆明医科大学生
物医学研究中心提供,见表 1。
2 方法
2.1 α-葡萄糖苷酶活力的测定 [7]
40 μL磷酸钾缓冲液(pH 7.4),加入 0.025 U/mL
的 α-葡萄糖苷酶 20 μL、37 ℃恒温 10 min 后加
入 1.25 mmol/L 的 PNPG 20 μL,37 ℃恒温反应
15 min。 再加入 0.2 mol/L 的 Na2CO3 溶液 80 μL,
于 400 nm 波长下测光密度值(OD)。
2.2 乌墨根部提取物对 α-葡萄糖苷酶抑制活性的
测定
本检测在 96 孔板上进行,反应体系参照李婷
等 [7]的方法,探索最佳 α-葡萄糖苷酶和 PNPG 的
浓度,最佳反应时间以及最适缓冲液,实验条件优
化后为 :磷酸钾缓冲液 (pH 7.4) 20 μL,加入
表 1 乌墨根部提取物的化学式及分子量
化合物 化学式 分子量
1 C30H50O 426.4
2 C30H52O 428.4
3 - -
4 - -
5 C30H50O2 442.4
6 C29H50O 414.4
7 - -
8 - -
9 - -
10 C30H48O5 488.4
11 - -
12 - -
13 - -
14 - -
15 C30H48O5 488.4
16 - -
17 - -
18 - -
19 - -
20 - -
21 - -
22 C15H10O7 302.0
23 - -
24 - -
注:“-”表示为粗提物
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中国执业药师·
0.025 U/mL 的 α-葡萄糖苷酶 20 μL,样品溶液
20 μL,37 ℃恒温 10 min,加入 1.25 mmol/L 的
PNPG 20 μL,37 ℃恒温反应 15 min,再加入 80 μL
0.2 mol/L 的 Na2CO3 溶液 ,于 400 nm 波长下测
OD 值。
实验共设 5 个组 ,每组 3 孔 ,分别为 :a 对照
组(缓冲液+酶液+底物);b 空白组对照组(缓冲
液);c 样品测定组 (样品+酶液+底物 );d 样品
对照组(样品+缓冲液);e 阳性对照组(Acarbose+
酶液+底物)。
按下面方法计算抑制率,并用 GreatBasic 软件
求出相应 IC50值:
I% = [1 -(c - d)/(a - b)] × 100%。
3 结果
3.1 各提取物的抑制活性
乌墨根部各提取物在质量浓度为 200 μg/mL
时粗提物 12(13.56%),17(9.87%),21(87.58%)对
α-葡萄糖苷酶均表现出一定的抑制活性 ,特别是
化合物 21 的抑制率 (87.58% )远高于阿卡波糖
(17.68%),表明乌墨根部提取物对 α-葡萄糖苷酶
有一定的抑制活性。 为进一步研究抑制活性的高
低,对化合物 21 的初筛终浓度依次对半稀释计算
IC50 值 ,算出 IC50 为 94.89 μg/mL,远远高于阳性
对照 Acarbose 的 IC50 (1 095.65 μg/mL)。 结果表
明,乌墨根部提取物具有一定的抑制活性,远大于
阿卡波糖的抑制活性。 乌墨根部提取物对 α-葡萄
糖苷酶的抑制活性见表 2。
3.2 提取物浓度对 α-葡萄糖苷酶抑制活性的影响
粗提物 12,17,21 对 α-葡萄糖苷酶的抑制活
性均呈剂量依赖性 ,其中粗提物 21 在质量浓度
< 500 μg/mL 时,抑制率达到了最大值 100%,此
后再增加提取物浓度抑制率也不再变化 ,粗提物
12 和 17 在质量浓度< 1 000 μg/mL 时 ,抑制率
已分别达到了最大值 41.81%和 31.89%,此后再
增加提取物浓度抑制率也无任何变化,出现“平台
期”,其余提取化合物无论浓度高低对 α-葡萄糖
苷酶均未表现出抑制活性。 阿卡波糖在质量浓度
范围内,抑制率随质量浓度的增加而增大。说明乌
墨根部提取物对 α-葡萄糖苷酶具有一定的抑制
活性。 乌墨根部提取物不同浓度对 α-葡萄糖苷酶
活性的影响见图 1。
表 2 乌墨根部提取物对 α-葡萄糖苷酶的抑制活性
样品
提取
溶剂
化合物
类型
初筛质量浓度
(μg/mL)
抑制率
(%)
IC50
(μg/mL)
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 13.56 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 9.87 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 0.00 -
200 87.58 94.89
200 0.00 -
200 0.00 -
阿卡波糖 200 17.68 1 095.65
2
5
6
10
15
22
4
7
8
9
11
12
13
14
16
17
18
19
20
21
23
24
200 0.00 -1
乌墨根部 甲醇 单体
200 0.00 -3
粗提物
图 1 不同浓度乌墨根部提取物对
α-葡萄糖苷酶活性的影响
论著
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China Licensed Pharmacist Dec. 2014,Vol. 11 No.12
合理用药 呵护公众健康
4 讨论
α-葡萄糖苷酶抑制剂是一种有效的口服降糖
药,对糖尿病及糖尿病并发症的预防和治疗有很
好的效果 ,此外 ,α-葡萄糖苷酶抑制剂还能抑制
蛋白及脂类糖基化 [8],具有抗癌 、抗 HIV、抗动脉
粥样硬化等作用 [9]。 目前临床上广泛应用的 α-葡
萄糖苷酶抑制剂如阿卡波糖、伏格列波糖等都有
较好的疗效,但也有不尽如人意之处。 研究 [10-11]表
明植物中存在许多具有抑制 α-葡萄糖苷酶活性
的成分 ,如杜仲 [12]、穇子 [13]、印度鱼藤 [14]、大豆 [15]、
虎杖 [16]、知母 [17]等均有良好的抑制 α-葡萄糖苷酶
活性。由于药用天然产物大多数结构确定,作用温
和、缓慢与持久 [18],因而,从药用植物中筛选天然
的 α-葡萄糖苷酶抑制剂成为国内外学者关注的
热点。
研究结果表明 ,乌墨根部提取物具有一定的
α-葡萄糖苷酶抑制活性,各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。进一步的酶抑制作用的研究结果表明,粗提
物 21 的抑制活性最好 ,优于阿卡波糖的抑制活
性,说明可以对该提取物进行活性成分追踪,作进
一步研究,为乌墨根部提取物的降糖机制研究和
开发利用提供实验依据。
参考文献:
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(收稿日期 :2014-08-21)
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