中药α-葡萄糖苷酶抑制剂降糖作用活性成分及其筛选模型的研究新进展

＊邹 毅

（赣南卫生健康职业学院 江西 341000）

糖尿病（DM）最先出现的症状是餐后血糖（PBG）升高，可诱发多种并发症。因此，降低餐后高血糖是治疗DM的一个重要环节。α-葡萄糖苷酶（以下简称酶）是食物中碳水化合物水解的关键酶，该酶抑制剂通过与糖分子在小肠刷状缘膜上皮细胞上可逆性竞争酶的结合位点而延迟单糖的生成，使PBG浓度平稳。伏格列波糖、米格列醇等化药为临床常用的酶抑制剂，存在消化道不良反应。本文对2010年至2020年以来中药α-葡萄糖苷酶抑制剂及其筛选模型进行综述。

1.中药抑制α-葡萄糖苷酶的活性成分

(1)黄酮类

Rayhana等从飞扬草中分离得到2个新的异戊烯基黄酮类化合物1～2，抑制率为43.4%，而相同浓度的阿卡波糖抑制率为29.9%。Wang XL等在葛根中分离出的1种黄酮水合物（1）、1种异黄酮（3）以及4种异黄酮类似物（4-7）均表现出比阿卡波糖更强的活性，其中化合物1、4作用十分明显，IC50分别为1.79μm和23.01μm，阿卡波糖的IC50为1998.79μm。Qin N等在水飞蓟中提取出水飞蓟素A对酶有较强的抑制作用，IC50为（8.16±1.83）μm。Kim JH等研究发现苦参根中的4个黄酮化合物（1-4）抑制酶的IC50在（11.0±0.3～50.6±1.3）μm之间。研究发现高良姜素与酶的催化活性位点结合，抑制酶的催化活性，IC50为（27.5±0.5）μm。李成慧从金露梅中分离得到1个黄酮类目标降糖化合物，抑制率达94.672%，IC50为0.259mmol/L。卫强等在研究木槿叶成分时发现，异牡荆素抑制酶的IC50为32.12±0.62mg/L，抑制率达97.15%。李珂珂等从人参属中分离得到5个黄酮类化合物，其中化合物3对酶有较强的抑制作用。王莲萍利用溶剂萃取法对侧柏叶醇提取液酶抑制活性进行测定,结果发现乙酸乙酯部位穗花杉双黄酮活性最高。陈丽华等研究发现地榆黄酮对酶有明显的抑制作用，且对热稳定。研究发现，从菲律宾楠的叶子中提取出的2种酰化黄酮醇单鼠李糖苷类物质的IC50分别为6.1μmol/L、1.0μmol/L，具有较强的酶抑制活性。研究发现，蒲桃枝叶中抑制酶活性主要为乙酸乙酯部位（IC50=6.96±0.82mg/L）和正丁醇部位（IC50=5.27±0.26mg/L），其中黄酮类化合物2～5作用较强。苹果属植物叶中多种提取物与其主要化合物（根皮素和槲皮素）在浓度为2mg/ml时对酶的抑制活性较好，抑制率均高于80%。

(2)酚类

张婷等从唐古特大黄中提取白藜芦醇苷，研究其对PBG的调节作用，结果表明其对酶的抑制作用明显强于阿卡波糖，IC50值为22.9±0.17μm。从诃子果实分离得到两个新的酚类化合物7和8，均能显著地抑制酶，IC50分别为2.9μmol/L和6.4μmol/L。Chu等从大花红景天根部分离得到3个新酚类化合物14、15和16，IC50分别为（0.31±0.01）μmol/L、（4.77±0.22）μmol/L和（0.71±0.01）μmol/L，具有良好的酶抑制活性。Lu Y等从石斛中提取出4种新多酚类化合物loddigesiinols G-J表现出强烈的酶体外抑制活性。作为民间草药的玉米须含有大量的酚类和黄酮类化合物，自古以来就被用来降糖。山腊梅叶50%乙醇洗脱液对酶有显著的抑制作用，对UF-LC-MS进一步研究发现其主要活性成分为山奈酚和槲皮素。

(3)生物碱类

刘率男等人研究桑枝总生物碱抗糖尿病的作用，发现其显著降低正常和高血糖小鼠蔗糖和淀粉负荷后的血糖峰值和血糖时间曲线下面积，抑制餐后血糖的升高。Kim从咖啡中分离出的1种吲哚生物碱（29）能显著抑制酶活性且呈浓度依赖性，是可逆非竞争性酶抑制剂。宋彤彤等从竹叶椒中提取的脂溶性及水溶性生物碱均对酶有较为显著的抑制作用，二者在0.25～5.0mg/ml浓度范围内呈现抑制强度的浓度依赖关系。李有贵分离提纯得到桑叶生物碱对α-蔗糖酶、α-麦芽糖酶具有较强的体外抑制作用，对α-蔗糖酶的IC50为5.67mg/ml。

(4)萜类

于淑娟等在墨旱莲中分离得到的四环三萜类化合物3β，25-dihydroxy-23E-lemmaphyll-8,23-diene表现出较强的抑制活性，IC50为（0.89±0.24）μm，是阿卡波糖的近千倍。双钩藤茎中分离得到的乌苏烷三萜类化合物17表现出良好的酶抑制活性，其IC50值为（49±3.7）μmol/L。李晨悦等从簕菜中分离出乙酸乙酯部位的二萜类化合物entkaur-15-en-17-al-19-oic acid具有很强的酶抑制活性。从南美蟛蜞菊中分离出二萜类化合物ent-16-kauren-19-oic acid，其酶抑制活性为阿卡波糖的4倍。

(5)多糖类

沈兵等在青钱柳中发现具有多糖特性的化合物对酶有很强的抑制作用，其IC50为3.13μg/ml，抑制作用类型属于混合非竞争性抑制。研究表明，桑叶多糖浓度范围在0.25～2.00mg/ml时对酶表现出一定的抑制作用，且随浓度增高而增强，呈现出量效依赖关系，IC50为0.96mg/ml。Zhu Z等人对蛹虫草分离提纯得到的蛹虫草多糖对酶的抑制作用随浓度的增加而增强，当达到2mg/ml时进入平台期，抑制率为70%。蒲秀瑛等在对中药提取物酶抑制活性因子的筛选中发现，党参多糖和桑白皮黄酮对酶抑制效果较好，接近阿卡波糖。

(6)其他

马家麟等在诃子中分离得到的诃黎勒酸（IC50=39.2±0.7mg/L）、诃子酸（IC50=35.8±0.4mg/L）、鞣花酸对酶都具有很好的抑制作用。黄小龙等测定石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取物的酶抑制活性来初步筛选臭牡丹降糖有效部位，结果确定为乙酸乙酯部位。彭财英等在凤尾草中筛选并鉴定出3个蕨素类化合物均表现出酶抑制活性。Zhou X在玉竹中分离出5种肉桂酰胺，化合物2与4的IC50值分别为2.3μm、2.7μm，表现出很强的酶抑制活性。宋小地等在桑白皮和桑叶中发现香豆素类、二苯乙烯类、甾类等8个小分子化合物与酶的结合活性较高。易醒等应用体外微量筛选模型研究泽泻正丁醇萃取部分（AOB）在体外对小鼠α-葡萄糖苷酶的抑制活性，结果显示抑制活性较强，IC50为126μg/mL。张华婷等用PNPG为底物酶抑制剂筛选模型，通过考察较强抑制活性的化合物对链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病模型小鼠糖耐量的影响，确定了咖啡酰奎宁酸类是牛蒡子中主要的酶抑制剂。肖凤艳等采用水提醇沉法，阳离子交换树脂法及系统有机溶剂萃取法对重楼进行提取分离，并通过活性抑制追踪法进行筛选，结果发现重楼中抑制酶活性最强的有效部分是正丁醇萃取物。

2.α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选模型

(1)体内筛选

通过建立原发性糖尿病和四氧嘧啶、链脲菌素等药物破坏动物胰岛B细胞所致糖尿病的动物模型，观察动物给药后血糖变化，从而对药物作出药理评价。研究发现，五味子可降低肾上腺素引起的高血糖，显著降低正常及四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖，提高正常小鼠的糖耐量。该模型的假阳性率低，结果准确，但是实验周期长、耗资大、不能阐明有效成分的作用机制，在α-葡萄糖苷酶筛选中的应用受到限制。

(2)体外筛选

(3)虚拟筛选

计算机虚拟配体技术与体外筛选互补已逐渐用于抑制剂的筛选工作中。徐俊等将CADD应用于穿心莲内酯衍生物来源的酶抑制剂的研发，并在此基础上构建、预测该类化合物的跨膜转运系统。Garlapati等模拟筛选22500种小分子化合物，获得了10种具有潜在抑制活性的化合物，经生物化学活性检测，有3种化合物酶抑制剂的IC50小于20μmol/L。宋小地等应用分子模拟软件Sybyl-x 2.0中Surflex-Dock模块，将桑白皮和桑叶活性成分中的小分子化合物作为配体与酶对接，以结合力评分Total score值为7作为阈值，判断桑白皮和桑叶中潜在的抑制酶的活性成分。其筛选过程无需消耗样品和其他实验材料，既省时又经济。但筛选结果准确性较低，还需经过其他方法验证。

(4)其他

传统的酶抑制剂筛选方法多在活性追踪的指导下对天然药物进行筛选分离、活性成分的鉴定，步骤较为繁琐。近年来，新型筛选方法逐渐兴起，如薄层色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳、液-质联用技术、核磁共振技术及相关联用技术、荧光技术等，显著提高了天然酶抑制剂的筛选速度和准确性。Chen等将初步建立酶反应、纸色谱和比色法相结合的方法筛选出知母中水提物以及多糖、皂苷、黄酮组分均为酶抑制剂。有学者通过超滤HPLC技术从玉竹中分离得到N-反式-对-香豆酰基去甲辛弗林和N-反式-对-香豆酰基酪胺对酶有抑制作用，IC50分别为2.3μm和2.7μm。Guo等运用基于电泳介导微量分析的毛细管电泳法对21种传统中药进行酶抑制剂活性筛选，发现五倍子抑制率可达100%。郭力菲等采用离心超滤和液相色谱-质谱联用法,从苦瓜提取物中筛选出5种化学成分具有潜在酶抑制活性，包括苦瓜皂苷K、苦瓜素I、苦瓜皂苷G等。

3.展望

综上所述，利用体外酶活性筛选模型或新型筛选方法从中药筛选抑制剂及分离活性单体已取得了一定的成果。但多数研究停留在粗提取物层面，且提取率低，活性成分及作用机理尚不十分明确，不易大规模生产。未来我们应充分研究单体的构效关系，并在此基础上对活性基团结构进行分子修饰，综合探讨抑制机制，结合临床研究，以期获得开发更安全、更有效的α-葡萄糖苷酶抑制剂。