CN101664463B - 滇丁香降血糖有效部位及有效成分以及制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滇丁香抑制α-葡萄糖苷酶的有效部位及其制备方法和应用,同时还涉及一种滇丁香抑制α-葡萄糖苷酶的有效成分及其制备方法及应用,还涉及滇丁香在降血糖方面的应用。该有效部位为滇丁香枝干经粉碎后,用工业乙醇冷浸得浓缩物,将浓缩物分散于水中,经萃取后得到的醋酸乙酯部分;醋酸乙酯部分经过硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的氯仿-丙酮(20:1)有效部位和氯仿-丙酮(8:2)有效部位。实验研究表明滇丁香提取物具有α-葡萄糖苷酶抑制活性,其提取物特别是脂溶性部位提取物及从中分离得到的化合物的活性强度与目前广泛使用的降血糖药物阿卡波糖更高。

Description

滇丁香降血糖有效部位及有效成分以及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种滇丁香抑制α-葡萄糖苷酶的有效部位及其制备方法和应用,同时还涉及一种滇丁香抑制α-葡萄糖苷酶的有效成分及其制备方法及应用,还涉及滇丁香在降血糖方面的应用。
背景技术
糖尿病是一种以高血糖为特征,代谢紊乱为表现,与胰岛素分泌密切相关的全身性疾病,是由于遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合症。因胰岛素分泌绝对或相对不足以及靶组织对胰岛素敏感性降低,引起糖、蛋白、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱。糖尿病主要分为两种类型:I型糖尿病(即胰岛素依赖型糖尿病)和II型糖尿病(即非胰岛素依赖型糖尿病),后者约占患者总数的99%—95%。糖尿病的临床表现为三多(多食、多饮、多尿)、一少(体重下降)及高血糖症状。糖尿病引起的并发症(如心血管、肾、视网膜和神经系统的慢性并发症、糖尿病酮症酸中毒、高渗性非酮症糖尿病昏迷等急性并发症)是导致患者死亡的主要原因。目前,我国糖尿病患者约1200万,全球约1.5亿,已成为威胁人类的第3号“健康杀手”,所以预防和治疗糖尿病已成为全球性的问题。近年来研究发现,餐后血糖也是糖尿病并发症发生的主要危险因子,餐后血糖是一天中血糖水平最高的阶段,其持续时间可达8小时之久或更长,长时间高水平的餐后血糖可加重糖尿病本身,使血糖进一步升高,如果在进餐时就能很好的控制高血糖,则可以避免其餐后血循环中的糖分堆积,因此,控制餐后血糖可以说是控制高血糖、防治糖尿病的重要举措。多年以来糖尿病的治疗主要以控制空腹血糖为目标,治疗药物长期以来主要集中于磺脲类与双胍类药物,做为现有的糖尿病治疗药物中,磺脲类药物通过刺激胰岛素的分泌而降低血糖;双胍类药物则通过增加外周组织对葡萄糖的利用而降低血糖,上述两类药物对降低II型糖尿病病人空腹血糖均有一定的疗效,但对降低餐后血糖的作用却非常有限。
食物中的绝大多数碳水化合物为淀粉与蔗糖等,淀粉先后经唾液及胰液中α-淀粉酶分解为寡糖,寡糖在小肠上皮细胞刷状缘处被α-葡萄糖苷酶分解为葡萄糖而被吸收后,导致餐后血糖达到高峰,因此,抑制α-葡萄糖苷酶的活性成为降低餐后血糖的一个有效途径。α-葡萄糖苷酶抑制剂是七十年代后期研究开发出的一类新型口服降血糖药物,其作用机理在于:竞争性的抑制α-葡萄糖苷酶,延缓和阻碍碳水化合物的消化,延迟来自双糖、低聚糖及多糖的葡萄糖的吸收,有效推迟并减轻餐后血糖升高的时间及程度,长期服用还可以降低空腹血糖水平,此类药物对I、II型糖尿病均适用。α-葡萄糖苷酶抑制剂不仅对糖尿病有确切的疗效,而且对于肥胖症、慢性乙肝、艾滋病及肿瘤都有一定的治疗作用。目前用于临床的此类药物有阿卡波糖、伏格列波糖以及米格列醇。现有的此类药物成本较高,并具有肠道副作用。传统中药及天然植物药具有相对安全和价格低廉的特点,开发中药及天然植物药作为α-葡萄糖酶抑制剂可以提供更广泛的糖尿病治疗药物来源。
热带药用植物滇丁香(Luculia pinciana Hook.)为茜草科(Rubiaceae)滇丁香属(Luculia)常绿灌木或乔木,具有较高的园林、药用价值。由于滇丁香株型优美,枝叶繁茂,翠绿光亮,花期长,花絮密集而繁茂,花色艳丽而芳香,目前主要作为观赏花木。但其在民间作为中药材也具有悠久的历史,早在大约16世纪60年代明代云南本草学家兰茂编著的《滇南本草》中就有记载:丁香叶,即家中盆内栽者是也。其味苦、辛,性微温;芳香入肺,止肺寒咳嗽、或咳血、或痰上带血。关于滇丁香属植物的药用价值,吴征镒主编的《新华本草纲要》有详细记载:根有活血调经、消炎止痛、降压功能。可用于月经不调、风湿疼痛、跌打损伤、偏头痛、心慌等,外用可治毒蛇咬伤;花果有止咳化痰功能,可用于百日咳、慢性支气管炎、肺结核;叶有消肿功能,可敷外伤肿痛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从植物滇丁香中提取制备降血糖的有效部位及有效成分,即具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的有效部位——醋酸乙酯部位。
另外,本发明的目的还在于提供一种该有效部位以及其有效成分的提取方法。
更进一步,本发明的目的还在于提供一种该有效部位和有效成分的应用。
为了实现上述目的,本发明的技术方案采用了一种滇丁香降血糖有效部位,该有效部位为滇丁香枝干经粉碎后,用工业乙醇冷浸得浓缩物,将浓缩物分散于水中,经萃取后得到的醋酸乙酯部分;醋酸乙酯部分经过硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的氯仿-丙酮(20:1)有效部位和氯仿-丙酮(8:2)有效部位。
本发明的技术方案还采用了一种滇丁香降血糖有效成分,该有效成分为由氯仿-丙酮(20:1)有效部位经硅胶H柱色谱,氯仿-丙酮(20:1)洗脱,以TLC检测合并,经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物4熊果酸(ursolic acid)及化合物5齐墩果酸(oleanolic acid);氯仿-丙酮(8:2)部分反复硅胶常压柱色谱,并经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到化合物1莨菪内酯(Scopletin)、化合物25-甲氧基-8-羟基香豆素(5-methoxy-8-hydroxycoumarin)及化合物3 1a,3β,24-三羟基熊果酸(1α,3β,24-trihydroxy-ursolic acid)。
其中,滇丁香降血糖有效部位的制备方法为:将滇丁香枝干,经粉碎后,用工业乙醇冷浸得浓缩物,将浓缩物分散于水中,经萃取后得到的醋酸乙酯部位;醋酸乙酯部位经过硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的氯仿-丙酮(20:1)有效部位和氯仿-丙酮(8:2)有效部位。
所述的制备方法具体为:将滇丁香枝干经粉碎后,用95%的工业乙醇冷浸2—4次,过滤,回收乙醇,将浓缩物分散于水中,依次用石油醚、醋酸乙酯、正丁醇各萃取2—4次,得相应提取物,其中包括醋酸乙酯部位,将得到的醋酸乙酯部位经过200—300目硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,其中氯仿与丙酮的体积比为95:5—7:3,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的氯仿-丙酮(20:1)有效部位和氯仿-丙酮(8:2)有效部位。
滇丁香降血糖有效成分的制备方法为:将得到的氯仿-丙酮(20:1)有效部位经硅胶H柱色谱,氯仿-丙酮(20:1)洗脱,以TLC检测合并,经SephadexLH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物4熊果酸(ursolic acid)及化合物5齐墩果酸(oleanolic acid);氯仿-丙酮(8:2)部分反复硅胶常压柱色谱,并经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物1莨菪内酯(Scopletin)、化合物2 5-甲氧基-8-羟基香豆素(5-methoxy-8-hydroxycoumarin)及化合物31α,3β,24-三羟基熊果酸(1α,3β,24-trihydroxy-ursolic acid)。
所述的制备方法具体为:将氯仿-丙酮(20:1)有效部分经硅胶H柱色谱,氯仿-丙酮(20:1)洗脱,以TLC检测合并,经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物4熊果酸(ursolic acid)及化合物5齐墩果酸(oleanolic acid);氯仿-丙酮(8:2)部分反复硅胶常压柱色谱,并经SephadexLH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物1莨菪内酯(Scopletin)、化合物2 5-甲氧基-8-羟基香豆素(5-methoxy-8-hydroxycoumarin)及化合物31α,3β,24-三羟基熊果酸(1α,3β,24-trihydroxy-ursolic acid)。
更进一步,本发明的技术方案采用了一种滇丁香降在降低血糖方面的应用。尤其是滇丁香降血糖有效部位在制备降血糖药物方面的应用。特别在做为α-葡萄糖苷酶抑制剂的应用。
还采用了一种滇丁香降血糖有效成分在制备降血糖药物方面的应用。尤其在做为α-葡萄糖苷酶抑制剂的应用。
本发明所得到的有效部位具有良好的α-葡萄糖苷酶抑制活性,在相同条件下比临床常用的降糖药阿卡波糖的α-葡萄糖苷酶抑制活性要好的多。从该有效部位得到的化合物也具有很高的α-葡萄糖苷酶抑制活性,且化合物3具有竞争性抑制α-葡萄糖苷酶的活性,与阿卡波糖属于同一抑制α-葡萄糖苷酶类型,但其抑制活性远远高于阿卡波糖,能够做为餐后降血糖新药物。本发明扩大了降糖类药物的筛选范围,为开发植物类降糖药品提供了新的思路。本发明采用中药滇丁香为原料,其原料来源丰富,成本低,提取制备方法简单,具有很好的社会价值和经济价值。
实验研究表明滇丁香提取物具有α-葡萄糖苷酶抑制活性,其提取物特别是脂溶性部位提取物及从中分离得到的化合物的活性强度与目前广泛使用的降血糖药物阿卡波糖更高。
本发明的滇丁香有效成分经结构鉴定,其结构类型主要为五环三萜和香豆素类化合物。这些化合物在植物中分布普遍且易得,本发明所涉及的活性化合物来自任何含有此类化合物的原料药,优选来自中药滇丁香原料药中的醋酸乙酯部位。
附图说明
图1为从滇丁香中得到的有效成分化合物1即莨菪内酯(Scopletin)的抑制作用动力学曲线图;
图2为从滇丁香中得到的有效成分化合物2即5-甲氧基-8-羟基香豆素(5-methoxy-8-hydroxycoumarin)的抑制作用动力学曲线图;
图3为从滇丁香中得到的有效成分化合物3即1α,3β,24-三羟基熊果酸(1α,3β,24-trihydroxy-ursolic acid)的制作用动力学曲线图;
图4为从滇丁香中得到的有效成分化合物4即熊果酸(ursolic acid)的抑制作用动力学曲线图;
图5为从滇丁香中得到的有效成分化合物5即齐墩果酸(oleanolic acid)的抑制作用动力学曲线图。
具体实施方式
实施例1
本实施例为滇丁香各提取物的提取方法及初步活性筛选。
1.提取方法:滇丁香干燥枝干20kg,粉碎后,用95%的工业乙醇冷浸3次,过滤,回收乙醇,将浓缩物分散于水中,依次用石油醚、醋酸乙酯、正丁醇各萃取3次,得相应提取物即石油醚部分65g、醋酸乙酯部分300g、正丁醇部分450g。
2.活性测定:
方法:微孔板法
原理:α-D-葡萄糖苷酶催化水解4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNP-G),产生硝基苯酚(PNP,黄色物质,在400m左右有最大吸收),α-糖苷酶抑制剂可抑制α-葡萄糖苷酶与底物结合从而降低PNP的释放量。以一定时间内反应体系中PNP的含量变化来计算提取物的酶抑制活性。
仪器:Multiskan MK3酶标仪(热电上海仪器有限公司),96微孔板,各种规格移液器,LRH-150生化培养箱(上海一恒科技有限公司)。
试剂:α-葡萄糖苷酶(Sigma公司,EC3.2.1.20,from baker’s yeast,批号:105K1313),对-硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG,Sigma公司,批号:026K1516),磷酸盐缓冲液(PH6.8),阿卡波糖(拜糖平,Sigma公司,批号:16869),其他试剂均为分析纯。
检测方法:
112L磷酸钾缓冲液(pH6.8),加入20μL(浓度为0.2U/mL)α-葡萄糖苷酶,8μL样品溶液,37℃恒温15min,加入20μL2.5mmol/L PNPG,37℃恒温反应15min。再加入80μL(浓度为0.2mol/L)的终止剂Na2CO3溶液,于405nm波长下测OD值。实验共设4个组,每组三孔,分别为:a.阴性对照组;b.空白组;c.样品测定组;d.样品对照组。按下面方法计算抑制率,并用Origin软件求出相应IC50值。
Figure G2008101412874D00081
实验结果如表1所示:滇丁香醋酸乙酯和正丁醇提取物都比临床常用的降糖药阿卡波糖的α-葡萄糖苷酶抑制活性要好的多,且半数抑制率IC50更确切显示醋酸乙酯提取物可作为滇丁香抑制α-葡萄糖苷酶的有效部位。
表1滇丁香不同提取物的α-葡萄糖苷酶抑制活性
Figure G2008101412874D00082
注:ND为未测定
实施例2
本实施例为在活性指导下,从滇丁香醋酸乙酯有效部位制备活性化合物的方法。
醋酸乙酯部分300g经过200~300目硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱(95:5~7:3),分别得到氯仿-丙酮(20:1)和(8:2)部分具有抑制α-葡萄糖苷酶活性。氯仿-丙酮(20:1)部分经硅胶H柱色谱,氯仿-丙酮(20:1)洗脱,以TLC检测合并,经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到化合物4(5.2g),化合物5(108mg);氯仿-丙酮(8:2)部分反复硅胶常压柱色谱,并经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到化合物1(121mg),化合物2(58mg),化合物3(234mg)。
实施例3
本实施例为滇丁香中化合物抑制α-葡萄糖苷酶的活性测定。
测定方法:同实施例1。
测定结果:实验结果见表2。5个化合物IC50值(半数抑制率)均低于100μg·mL-1,远小于临床常用的降糖药阿卡波糖的IC50值(1081.27μg·mL-1),其中化合物4和5抑制活性最高。这5个化合物可作为滇丁香抑制α-葡萄糖苷酶的有效成分进行开发。
表2滇丁香中化合物的α-葡萄糖苷酶抑制活性
Figure G2008101412874D00091
注:Acarbose的初筛终浓度为1.5mg·mL-1
实施例4
本实施例为受试化合物α-葡萄糖苷酶抑制类型的确定。
5种化合物分别取合适的两个不同浓度(见图1—图5),反应底物PNPG取5个不同浓度(分别为10mmoL·L-1),在400nm下分别测定酶活性,保证反应总体积和酶用量不变,且每个浓度下都以不加酶的相同混合液作为对照。由系列不同底物浓度条件下的酶活力,按Lineweave-Burk作图法,以1/[S]为横坐标,1/V为纵坐标,分别绘制5个化合物的抑制作用动力学曲线(见图1—图5)。
由图1—图5可知,化合物1、化合物2、化合和4和化合物5对α-葡萄糖苷酶抑制作用属于非竞争性抑制类型,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。而化合物3则属于竞争性抑制剂,与阿卡波糖属于同一抑制α-葡萄糖苷酶类型,但其抑制活性远远高于阿卡波糖,表明该化合物具有一定的应用价值。可进一步详细探讨活性组分的降糖活性与化学结构的关系,对发现高效、安全的降低餐后血糖新药物具有中药作用。
实施例5
本实施例为滇丁香中具有α-葡萄糖苷酶抑制作用的活性成分的结构鉴定。
化合物1浅黄色晶体(氯仿),mp231~232℃。EIMSm/z(%):192[M]+(100),177(31),164(16),149(24),121(10)。1H NMR(400MHz,CD3COCD3)和13C NMR(100MHz,CD3COCD3)数据与文献报道一致,确定化合物1为莨菪内酯(Scopletin)。
化合物2黄色针状晶体(丙酮),mp226~227℃。EIMSm/z(%):192[M]+(100),177(72),164(34),149(77),121(34),79(44),69(75)。1H NMR(400MHz,CDCl3)和13C NMR(100MHz,CDCl3)数据与文献报道一致,确定化合物2为5-甲氧基-8-羟基香豆素(5-methoxy-8-hydroxycoumarin)。
化合物3白色粉末,mp260~262℃,EI-MS m/z(%):488[M]+(2),470(5),442(5),288(9),248(100),222(27),203(48)。1H NMR(400MHz,C5D5N)δ:5.05(1H,br s,H-1),4.30(1H,dd,J=4.3,11.6Hz,H-3),5.57(1H,br s,H-12),2.66(1H,d,J=11.2Hz,H-18),1.71(3H,s,H-23),4.40,4.03(2H,dd,J=10.6,10.3Hz,H-24),1.66(3H,s,H-25),1.63(3H,s,H-26),1.19(3H,s,H-27),1.01(3H,d,J=6.6Hz,H-29),0.93(3H,d,J=5.5Hz,H-30)。13C NMR(100MHz,C5D5N)δ:67.5(C-1),28.1(C-2),73.3(C-3),46.5(C-4),49.1(C-5),18.6(C-6),33.3(C-7),41.3(C-8),48.2(C-9),37.5(C-10),23.8(C-11),126.1(C-12),138.7(C-13),43.1(C-14),28.8(C-15),25.0(C-16),48.6(C-17),53.7(C-18),41.4(C-19),39.4(C-20),31.1(C-21),36.9(C-22),14.8(C-23),67.1(C-24),17.7(C-25),18.9(C-26),24.1(C-27),180.0(C-28),17.5(C-29),21.4(C-30)。以上数据与文献报道一致,确定化合物3为1α,3β,24-三羟基熊果酸(1α,3β,24-trihydroxy-ursolic acid)。
化合物4白色粉末,mp305~308℃。EIMS m/z(%):456[M]+(20),410(8),248(100),233(30),213(75),175(33),131(30),119(40),105(45),91(35)。1H NMR(400MHz,C5D5N)和13C NMR(100MHz,C5D5N)数据与文献报道一致,确定化合物4为熊果酸(ursolic acid)。
化合物5无色针状结晶(丙酮);mp202~204℃。EIMS m/z(%):456[M]+(20),410(8),248(100),233(30),213(75),175(33),131(30),119(40),105(45),91(35)。1H NMR(400MHz,C5D5N)和13C NMR(100MHz,C5D5N)数据与文献报道一致,确定化合物5为齐墩果酸(oleanolic acid)。

Claims (7)

1.一种滇丁香降血糖有效部位,其特征在于:该有效部位为滇丁香枝干经粉碎后,用工业乙醇冷浸得浓缩物, 将浓缩物分散于水中, 经萃取后得到的醋酸乙酯部分;醋酸乙酯部分经过硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性体积比为20:1的氯仿-丙酮有效部位和体积比为8:2的氯仿-丙酮有效部位。
2.一种滇丁香降血糖有效成分,其特征在于:该有效成分为由体积比为20:1的氯仿-丙酮有效部位经硅胶H柱色谱,体积比为20:1的氯仿-丙酮洗脱,以TLC检测合并,经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物4熊果酸(ursolic acid)及化合物5齐墩果酸(oleanolic acid); 体积比为8:2氯仿-丙酮有效部位反复硅胶常压柱色谱,并经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物1莨菪内酯(Scopletin)、化合物2  5-甲氧基-8-羟基香豆素(5-methoxy-8-hydroxycoumarin)及化合物1α,3β,24-三羟基熊果酸(1α,3β,24-trihydroxy-ursolic acid);其中所述体积比为20:1的氯仿-丙酮有效部位和所述体积比为8:2的氯仿-丙酮有效部位为滇丁香枝干经粉碎后,用工业乙醇冷浸得浓缩物, 将浓缩物分散于水中, 经萃取后得到的醋酸乙酯部分;醋酸乙酯部分经过硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性体积比为20:1的氯仿-丙酮有效部位和体积比为8:2的氯仿-丙酮有效部位。
3.一种如权利要求1所述的滇丁香降血糖有效部位的制备方法,其特征在于:有效部位的提取方法为,将滇丁香枝干,经粉碎后,用工业乙醇冷浸得浓缩物, 将浓缩物分散于水中, 经萃取后得到的醋酸乙酯部分;醋酸乙酯部分经过硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的体积比为20:1的氯仿-丙酮有效部位和体积比为8:2的氯仿-丙酮有效部位。
4.根据权利要求3所述的滇丁香降血糖有效部位的制备方法,其特征在于:所述的制备方法具体为,将滇丁香枝干经粉碎后, 用95%的工业乙醇冷浸2—4次, 过滤,回收乙醇,将浓缩物分散于水中,依次用石油醚、醋酸乙酯、正丁醇各萃取2—4次,得相应提取物,其中包括醋酸乙酯部分,将得到的醋酸乙酯部分经过200—300目硅胶柱色谱,氯仿-丙酮梯度洗脱,其中氯仿与丙酮的体积比为95:5—7:3,分别得到具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的体积比为20:1的氯仿-丙酮有效部位和体积比为8:2的氯仿-丙酮有效部位。
5.一种如权利要求2所述的滇丁香降血糖有效成分的制备方法,其特征在于:将体积比为20:1氯仿-丙酮有效部位经硅胶H柱色谱,体积比为20:1的氯仿-丙酮洗脱,以TLC检测合并,经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物4熊果酸(ursolic acid)及化合物5齐墩果酸(oleanolic acid); 体积比为8:2的氯仿-丙酮有效部位反复硅胶常压柱色谱,并经Sephadex LH-20柱色谱,丙酮洗脱,得到有效成分——化合物1莨菪内酯(Scopletin)、化合物2  5-甲氧基-8-羟基香豆素(5-methoxy-8-hydroxycoumarin)及化合物1α,3β,24-三羟基熊果酸(1α,3β,24-trihydroxy-ursolic acid)。
6.一种如权利要求1所述的滇丁香有效部位在制备降血糖药物方面的应用。
7.一种如权利要求2所述的滇丁香降血糖有效成分在作为α-葡萄糖苷酶抑制剂的应用。
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