新疆鹽生植物對α-葡萄糖苷酶抑制活性的研究

劉 宇,譚成玉,趙 瑩,吳 迪,馬馳宇,胡建恩,孔 亮,劉 遠,李 偉

1大連水產(chǎn)學(xué)院海洋環(huán)境工程學(xué)院;2大連水產(chǎn)學(xué)院食品工程學(xué)院; 3遼寧省高校近岸海洋環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點實驗室,大連 116023

新疆鹽生植物對α-葡萄糖苷酶抑制活性的研究

劉 宇1,2,譚成玉1,3,＊,趙 瑩1,3,吳 迪1,3,馬馳宇2,胡建恩2,孔 亮1,3,劉 遠1,3,李 偉2

1大連水產(chǎn)學(xué)院海洋環(huán)境工程學(xué)院;2大連水產(chǎn)學(xué)院食品工程學(xué)院;3遼寧省高校近岸海洋環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點實驗室,大連 116023

對 10種新疆鹽生植物提取物的α-葡萄糖苷酶抑制活性進行初步研究。在 10種鹽生植物的 70%乙醇提取物中,大葉補血草的α-葡萄糖苷酶抑制活性較高,IC50值為 1.77 mg/mL;水提取物中,琵琶柴、多枝檉柳、花花柴的α-葡萄糖苷酶抑制活性較高,I C50值分別為 2.53、1.21、1.52 mg/mL。本文選取的 10種新疆鹽生植物中部分植物提取物具有一定的抑制α-葡萄糖苷酶活性。

鹽生植物;α-葡萄糖苷酶;抑制活性;降血糖作用;

新疆的鹽生植物資源豐富,其中不乏藥用價值很高的植物資源[1],但多見于在民間中使用 (見下表)。目前對藥用鹽生植物缺乏深入系統(tǒng)的研究,特別是在開發(fā)利用等方面的研究國內(nèi)外都很欠缺。α-葡萄糖苷酶 (α-glucosidase,EC 3.2.1.20),又稱α-葡萄糖苷水解酶、麥芽糖酶 (maltase),它能夠從低聚糖類底物的非還原端切開α-1,4糖苷鍵,釋放出葡萄糖,在機體的多種代謝過程中起著關(guān)鍵作用[7]。它與許多因代謝紊亂失調(diào)而引起的疾病如糖尿病[8]、癌癥[9]、病毒感染[10]等密切相關(guān)。因而尋找合適的α-葡萄糖苷酶抑制劑將是糖尿病患者控制血糖的一種有效手段。本文首次采用體外酶對10種新疆鹽生植物的提取物進行α-葡萄糖苷酶抑制活性的研究,從而篩選天然的α-葡萄糖苷酶抑制劑。這為綜合利用新疆藥用鹽生植物,開發(fā)治療糖尿病的天然藥物以及功能性食品提供了一定的理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

植物材料(名稱見上表)于 2008年 8月采自中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所阜康荒漠生態(tài)站,由天津師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院弋良朋博士鑒定為原植物。實驗部位為植物的地上部分。

1.2 實驗試劑與儀器

4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷 (pNPG)購自 Sigma;α-葡萄糖苷酶 (α-glucosidase,EC3.2.1.20)購自 Sigma;阿卡波糖膠囊購自四川寶光藥業(yè)有限公司;Multiskan Ascent酶標儀購自 Thermo Electron公司。

表 1 10種新疆鹽生植物簡介[1-6]Table 1 10 kinds of halophyte in Xinjiang

1.3 實驗方法

1.3.1 α-葡萄糖苷酶抑制活性的檢測原理[11]

底物 pNPG在α-葡萄糖苷酶的作用下分解為pNP(對硝基酚)和葡萄糖,pNP是一種有色物質(zhì),可以用紫外光譜儀來觀察和測定。不同的抑制劑對α-葡萄糖苷酶的抑制活力不同,則分解的 pNP量不同,通過對不同濃度的抑制劑和相應(yīng)抑制率作回歸方程,可以得到半抑制濃度(IC50)。

1.3.2 待測提取物的制備

準確稱取 10 g鹽生植物的莖葉,剪碎,浸于70%的乙醇-水溶液 100 mL中,采用索氏提取器提取 2次,每次 2 h。再經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器進行濃縮,得到70%乙醇提取物。

將上述植物莖葉晾干,浸于 100 mL純水中,水煮 2 h,提取兩次,合并濃縮,得到水提取物。取濃縮后的 70%乙醇提取物和水提取物進行冷凍干燥,得到粉末狀樣品。

各取適量 70%乙醇提取物和水提取物,加蒸餾水,定容,再依次梯度稀釋到所需濃度。

1.3.3 抑制α-葡萄糖苷酶活性實驗步驟

酶活力單位的定義:37℃、pH 6.8時,l min內(nèi)水解 pNPG釋放 1μmol pNP所需的酶量[12]。抑制劑活力單位的定義:在相同條件下,降低 1個酶活力單位所需的抑制劑量。

對α-葡萄糖苷酶的抑制活性測定參考 Kim等人[13]的方法。取 20μL,0.075個單位的α-葡萄糖苷酶溶液與 20μL不同濃度的樣品預(yù)混,5 min后加入 20μL、3 mM的 pNPG開始反應(yīng)。整個反應(yīng)在 37℃的恒溫中持續(xù) 30 min,最后加入 40μL、0.1 M的Na2CO3溶液終止反應(yīng),于 405 nm處測定所釋放出的對硝基酚的量來判斷樣品對α-葡萄糖苷酶的抑制活性。陽性對照物為阿卡波糖。α-葡萄糖苷酶的抑制活性可以按以下公式計算:

其中:AC、AS、AB分別代表酶液中加入緩沖液、樣品以及樣品自然背景在 405 nm下測得的吸光度。

2 實驗結(jié)果

2.1 10種鹽生植物的 70%乙醇提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制活性

10種鹽生植物經(jīng)過 70%乙醇提取后,進行α-葡萄糖苷酶抑制活性的測定,結(jié)果見表 1。其中大葉補血草在 3.125 mg/mL時對α-葡萄糖苷酶的抑制活性為 76.04%,高于陽性對照物阿卡波糖;西伯利亞泡泡刺在 3.125 mg/mL時對α-葡萄糖苷酶的抑制活性為 39.4%,與陽性對照物阿卡波糖相當。其余的 70%乙醇提取物在所給定的濃度下均沒有α-葡萄糖苷酶抑制活性。

表 1 70%乙醇提取物的α-葡萄糖苷酶的抑制活性Table 1 α-glucosidase inhibitory activity of 70%ethanol extract

將大葉補血草提取物濃度依次配制為 4、2、1、0.5 mg/mL時,測定對α-葡萄糖苷酶均有抑制活性。大葉補血草的 70%乙醇提取液在高濃度具有較強的α-葡萄糖苷酶抑制活性,其活性存在劑量依賴關(guān)系,I C50值為 1.77 mg/mL(見圖 1)。

圖 1 大葉補血草的α-葡萄糖苷酶的抑制活性Fig.1 α-glucosidase inhibitory activity ofLim onium gm elinii(W illd.)Kuntz.

2.2 10種鹽生植物的水提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制活性

10種鹽生植物經(jīng)過水提取后,進行α-葡萄糖苷酶的抑制活性的測定,見表 2。其中多枝檉柳、花花柴在 1.5625 mg/mL時對α-葡萄糖苷酶的抑制活性分別為 62.33%和 48.1%,高于陽性對照物阿卡波糖;琵琶柴在 6.25 mg/mL時對α-葡萄糖苷酶的抑制活性為 62.35%,高于陽性對照物阿卡波糖;有葉鹽爪爪在 3.125 mg/mL時對α-葡萄糖苷酶的抑制活性為 6.25%,低于陽性對照物阿卡波糖。其余的水提取物在所給定的濃度下均沒有α-葡萄糖苷酶抑制活性。

表 2 水提取物的α-葡萄糖苷酶的抑制活性Table 2 α-Glucosidase inhibitory activity of H2O extract

由圖 2,3可知,將琵琶柴梯度稀釋為 7、3.5、1.75、0.875 mg/mL,多枝檉柳和花花柴梯度依次稀釋為 2、1、0.5、0.25 mg/mL,對α-葡萄糖苷酶均有抑制活性,其活性存在劑量依賴關(guān)系,I C50值分別為2.53、1.21、1.52 mg/mL。

圖 2 琵琶柴的α-葡萄糖苷酶的抑制活性Fig.2 α-Glucosidase inhibitory activity ofReaum uria soongonica(PalL)Maxim.

圖 3 多枝檉柳和花花柴的α-葡萄糖苷酶的抑制活性Fig.3 α-Glucosidase inhibitory activity ofTam arix ram osissimaLbd.andKarelinia caspia(Pall.) Less.

3 討論

迫于人口增長、資源短缺、糧食不足和環(huán)境惡化問題,人類開始重視對鹽漬土資源的開發(fā)利用,鹽生植物資源調(diào)查及利用也因此成為國內(nèi)外研究的熱點。然而,目前還缺乏對鹽生植物資源深入系統(tǒng)的研究,尤其是在藥用鹽生植物的開發(fā)利用研究方面國內(nèi)外都很欠缺。

本實驗通過體外酶篩選方法,進行了 10種鹽生植物對α-葡萄糖苷酶的抑制活性篩選,旨在為進一步深入研究鹽生植物提取物的降血糖作用活性成分奠定基礎(chǔ)。實驗結(jié)果表明,10種鹽生植物的 70%乙醇提取物中,大葉補血草的α-葡萄糖苷酶抑制活性較高,I C50值為 1.77 mg/mL;水提取物中,琵琶柴、多枝檉柳、花花柴的α-葡萄糖苷酶抑制活性較高, I C50值分別為 2.53、1.21、1.52 mg/mL。但目前研究來看,上述提取物中發(fā)揮α-葡萄糖苷酶的抑制活性的是單一成分還是復(fù)合物的協(xié)同作用,以及各活性部位對實驗性糖尿病動物模型的影響則還有待我們進一步研究。本文為尋找天然的α-葡萄糖苷酶抑制劑提供了一定的理論依據(jù)。

1 Zhao KF(趙可夫),FengLT(馮立田).Halophytes in China (中國鹽生植物).Beijing:Science Press,2001.

2 Xi JB(郗金標),Zhang FS(張福鎖),Mao DR(毛達如),et al.The utilization of halophytes for traditional medicine in Xinjiang.J AgrSci Tech(中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報),2003,5:43.

3 BaiMS(白明生),Li GQ(李國旗),Chen YY(陳彥云). Regional differences in the contents of active medicinal components in Nitraria.J Nor For Univ(西北林學(xué)院學(xué)報), 2008,23(6):147-150.

4 Zhang Y(張媛),Tu PF(屠鵬飛).Chemical constituents of Tam arix ram osissim a.Chin Tradit Herb D rugs(中草藥), 2006,37:1764-1768.

5 Zhou FS(周福生),MuQ(穆青).Chemical constituents and pharmacological activities ofSophora alopecuroidesL..Chin. W Plat Resour(中國野生植物資源),2006,25(4):1-3.

6 Dai J(戴軍),Wang HX(王洪新),Hua CL(華春雷). Anakysis of flavonoids in reed leaves by HPLC.J W Univ Ligh Indus(無錫輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報),1994,13(1):34-37.

7 Shen Z M(沈忠明),L I Y(李英),Jiang H(姜宏),et al. Study on inhibition of the hypoglycemic chinese herbalmedicines onα-glucosidase.Chin J B iochem Phar m(中國生化藥物雜志),2000,21(2):69-70.

8 Horii S,Fukase H.Synthesis ofα-glucosidase inhibitory activity ofN-substituted valiolamine derivatives as potential oral anti-diabeticagents.The J M ed Chem,1986,29:1038-1046.

9 Ostrander GK,Scribner NK.Inhibition of v-fms-induced tumor growth in nude mice by castanosper mine.Cancer Res, 1988,48:1091-1094.

10 Gruters RA,Nessfjes JJ.Interference with H IV-induced syncytiun for mation and viral infectivity by inhibitorsof trimming glucosidase.Nature,1987,330:74-77.

11 Zhang Z(張振),Zhou XH(周曉惠).The inhibition activity ofα-glucosidase in dragon's blood.Sci Int.(科技信息), 2007,27:331-525.

12 Xu LF(徐林峰),Shen Z(沈忠),Yin JW(殷建偉).Study on the characteristicsofα-glucosidase inhibitor fromSchizandra chinensis.Chin J B io Phar m(中國生化藥物雜志), 2001,1:127-129.

13 Kim Y M,WangMH,Rhee H I.A novelα-glucosidase inhibitor from pink bark.Carbohydr Res,2004,339:715-717.

Study on the Inhibition Activity ofα-glucosidase from Halophytes in Xinjiang

L IU Yu1,2,TAN Cheng-yu1,3,＊,ZHAO Ying1,3,WU Di1,3, MA Chi-yu2,HU Jian-en2,KONG Liang1,3,L IU Yuan1,3,L IWei21M arine Environmental Engineering College,Dalian Fisheries University;2Food Engineering College,Dalian Fisheries University;3Key Laboratory of NearshoreM arine Environm ental Research,Dalian 116023,China

The inhibition activity ofα-glucosidase on 10 halophytes had been studied preliminarily.Among 70%ethanol extracts,potent inhibitory activitywas showed inLimoium gm elinii(W illd.)Kuntz.The IC50value was 1.77mg/mL.A-mong the H2O extracts,potent inhibitory activities were showed inReaum uria soongonica(Pa lL)Maxim.,Tamarix ram osissim aLbd.andKarelinia caspia(Pall.)Less..The IC50valuesof them were 2.53,1.21,1.52mg/mL respectively.A part of 10 halophytes exhibited certain potent inhibitory activity ofα-glucosidase.

halophyte;α-glucosidase;inhibition activity;hypoglycemic effect

1001-6880(2010)02-0307-04

2009-07-14 接受日期:2009-09-25

＊通訊作者 Tel:0411-84763520;E-mail:tanchyu@sina.com

R965

A