CN107674108A - 豆甾烷型甾体类化合物在制备糖尿病或肥胖症药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医药技术领域，涉及从中国波状网翼藻Dictyopteris undulata Holmes中提取分离得到的、具有降血糖功能的新天然药物，该药物为甾体类化合物网翼藻素J(dictyopterisin J)。体外PTP1B抑制试验表明，该化合物对蛋白络氨酸酯酶1B(PTP1B)具有显著抑制活性，因此可制成药物制剂作为PTP1B抑制剂，用于治疗糖尿病、肥胖症及其并发症，也可以制造有益于糖尿病患者或肥胖患者的保健食品。
Description
技术领域
本发明涉及医药技术领域，具体涉及从中国波状网翼藻Dictyopteris undulataHolmes中提取分离得到的、具有降血糖功能的新天然药物，该药物为新甾体类化合物网翼藻素J(Dictyopterisin J)。
背景技术
糖尿病(diabetes mellitus)是一组由遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合症。目前，一般将糖尿病分为两类，I-型糖尿病(胰岛素依赖型糖尿病，insulin-dependent diabetes mellitus，IDDM)与II-型糖尿病(非胰岛素依赖型糖尿病，non-insulin-dependent diabetes mellitus，NIDDM)。糖尿病中90％以上是II-型糖尿病。
II-型糖尿病的特点是胰岛素敏感组织如骨骼肌、肝、脂肪组织对胰岛素作用的抵抗。蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTPases)在平衡细胞内胰岛素作用通路中相关蛋白酪氨酸磷酸化水平中的作用越来越受到重视，成为治疗II-型糖尿病的新途径。PTPase包括一大族跨膜(受体型)和胞内(非受体型)酶，参与调控一系列重要生命过程。目前，对PTPase在胰岛素通路中受体或受体后环节影响正常胰岛素作用的研究，主要集中在LAR-PTPase、SHPTP-2、PTP1B。
PTP1B是第一个被鉴定的蛋白酪氨酸磷酸酯酶(protein tyrosinephosphatase),通过PTP1B剔除的老鼠实验表明,PTP1B通过对胰岛素受体的脱磷酰化，进而在调节胰岛素敏感性和脂肪代谢过程中起着非常重要的作用。因而，选择性的、高活性的PTP1B抑制剂在II-型糖尿病、肥胖症及其并发症的治疗中有重要的价值。
发明内容
本发明是从中国波状网翼藻(D.undulata)中提取分离得到的、具有降血糖作用的新甾体类化合物网翼藻素J(Dictyopterisin J)。经药理试验研究表明，该化合物对蛋白络氨酸磷酸酯酶1B(PTP1B)具有显著抑制活性。
本发明的目的之一是提供新的甾体类化合物网翼藻素J。
本发明的目的之二是提供所述网翼藻素J的制备方法。
本发明的目的之三是提供所述网翼藻素J的用途。具体地说，所述网翼藻素J在制备蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B(PTP1B)抑制剂的药物中的应用，进一步在制备治疗糖尿病、肥胖症及其并发症的药物或保健食品中的应用。
根据本发明的第一个目的，本发明首次从波状网翼藻中发现了网翼藻素J，其化学结构如下所示：
根据本发明的第二个目的，本发明提供所述网翼藻素J的制备方法，它是从波状网翼藻中分离得到的，具体步骤如下：
1)制备提取物浸膏
将冷冻的波状网翼藻(D.undulata)用乙醇按常规渗漉提取，得提取液，将提取液减压浓缩回收乙醇，得粗浸膏；
2)分离纯化
(1)将上述粗浸膏分散于水中成混悬液，将混悬液用乙醚萃取，所得萃取液浓缩得到乙醚提取浸膏；
(2)将乙醚浸膏进行硅胶柱层析，依次以石油醚/丙酮和二氯甲醇/甲醇梯度洗脱，根据TLC显色合并相似流份得到12个组分(A–L)；其中组分G即石油醚/丙酮体积比8:2洗脱部分经Sephadex LH-20凝胶柱层析，以二氯甲烷/甲醇体积比1:1洗脱；根据TLC显色合并相似流份得到4个组分(G1-G4)，组分G2(即二氯甲烷/甲醇体积比1:1洗脱体积为75～90mL洗脱部分)再经硅胶柱层析，以石油醚/丙酮体积比8:2洗脱，最后经半制备型HPLC，以甲醇/水90:10体积比洗脱，得到本发明化合物网翼藻素J。
在上述制备方法中，在制备提取物浸膏步骤中，所述提取采用的乙醇为95％乙醇。
在上述制备方法中，在分离步骤中，石油醚/丙酮梯度洗脱的浓度依次为体积比100:0、90:10、80:20、70:30、50:50和40:60。二氯甲醇/甲醇梯度洗脱的浓度依次为体积比70:30、60:40和50:50。
在上述制备方法中，在分离步骤中，所述半制备型HPLC的色谱柱的填料为RP-18。
根据本发明的第三个目的，本发明提供了所述网翼藻素J在制备PTP1B抑制剂、糖尿病药物、肥胖症药物的用途。以及制备用于糖尿病患者或肥胖患者保健食品的用途。
为了达到应用目的，可以制成片剂、胶囊、颗粒剂、口服液、缓释制剂、控释制剂、纳米制剂或注射剂等形式。
本发明对所得网翼藻素J进行了体外PTP1B抑制试验，结果表明该化合物对PTP1B有明显的抑制活性。因此，可用来制备PTP1B抑制剂，用于治疗糖尿病、肥胖症及其并发症。
附图说明
图1为PTP1B抑制活性测试原理图。
具体实施方式
在如下的实施例中所指的网翼藻素J的化学结构式(结构式中的阿拉伯数字是化学结构中碳原子的标位)：
实施例1：所述网翼藻素J的制备
1.制备波状网翼藻提取物浸膏
(1)制备提取液
将冷冻的中国波状网翼藻(D.undulata)(采自广东湛江沿海)1.8kg(湿重)分别用5L 95％乙醇渗漉提取三次，每次渗漉2天，合并提取液；
(2)制备提取物浸膏
将上述提取液在温度≤45℃减压浓缩回收乙醇，得粗浸膏174.5g；
2.分离纯化
1)将上述粗浸膏分散于2L水中成混悬液，将混悬液用乙醚(1.5L)萃取四次，所得萃取液减压浓缩得到乙醚提取浸膏(54.3g)；
2)将乙醚浸膏进行硅胶柱层析，依次以石油醚/丙酮和二氯甲醇/甲醇梯度洗脱；石油醚/丙酮梯度洗脱的浓度依次为体积比100:0、90:10、80:20、70:30、50:50和40:60，二氯甲醇/甲醇梯度洗脱的浓度依次为体积比70:30、60:40和50:50。根据TLC显色合并相似流份得到12个组分(A–L)；
3)组分G即石油醚/丙酮体积比8:2洗脱部分经Sephadex LH-20凝胶柱层析【层析柱规格：3.1(直径)×120(长度)cm；Sephadex LH-20凝胶干重：150g】，以二氯甲烷/甲醇体积比1:1洗脱，根据TLC显色合并相似流份得到4个组分(G1-G4)；
4)组份G2，即二氯甲烷/甲醇体积比1:1洗脱体积为75～90mL洗脱部分，再经硅胶柱层析，以石油醚/丙酮体积比8:2洗脱，最后经半制备型HPLC(色谱柱的填料为RP-18)，以甲醇/水体积比90:10洗脱，流速为3.5mL/min，保留时间为16.8min，得到本发明化合物网翼藻素J，经鉴定为新化合物。
3.结构鉴定
按常规经NMR、HRESIMS、UV及IR等多种现代光谱技术，确定了化合物网翼藻素J的化学结构，其理化性质如下：
白色粉末,分子式为C29H46O3；
比旋光度+4(c 0.17,CHCl3)；
紫外光谱UV(MeOH)λmax(logε):234(3.88)nm；
红外光谱IR(KBr)νmax:3550,1687,1598,1512,1345,1202,1030,988cm–1；
高分辨质谱HR-ESI-MS m/z 465.3346[M+Na]+(calcd for C29H46O3Na,465.3345)；
核磁共振氢谱1H NMR(600MHz)及核磁共振碳谱13C NMR(150MHz)数据见表1。
表1所述网翼藻素J的1H和13C NMR(ppm in CDCl3)
实施例2：PTP1B抑制活性的测试
测试原理：见图1。利用分子生物学手段在大肠杆菌系统表达人源蛋白络氨酸磷酸酯酶1B(hPTP1B)催化结构域，经纯化后的hPTP1B重组蛋白能水解底物对硝基苯磷酸(p-Nitrophenyl phosphate，pNPP)的磷脂键，得到黄色可溶产物对硝基苯酚(p-Nitrophenol)，该产物在410nm处有很强的光吸收，因此可以直接检测410nm处光吸收的变化及观察酶的活性变化以及化合物对酶活性的抑制情况。
标准的测活体系：10mM Tris.Cl三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐)，pH 7.6，10mMpNPP，2％DMSO，100nM hPTP1B。
观察指标：动态测定波长为410nm处的光吸收，时间为3分钟，其动力学曲线一级反应的斜率作为酶的活性指标。
试验方法：用于筛选的蛋白酪氨酸磷酸酯酶PTP1B是从大肠杆菌中表达并纯化的GST融合蛋白。采用紫外适用底物对硝基苯磷酸(pNPP)，观察不同浓度对重组酶的活性的抑制作用，以初步评价化合物的药用效果。临用前将样品溶于DMSO配成适当浓度，3倍稀释，7个稀释度，设置三复孔，取2μL样品溶液加入96孔板，然后加入88μL assay mix(assaybuffer，pNPP，H2O)，再加入10μL PTP1B。将96孔板置于VERSAmax上动态检测波长为410nm处检测光吸收值，时间为3分钟。
实验结果的评判与解释：
筛选结果是化合物浓度为20μg/ml时对酶活性的百分抑制率，抑制率高于50％时，按常规筛选(将抑制率高于50％的被检测化合物稀释成不同的浓度，依上述测试方法进行反应，所有试验均设置复孔)得出IC50，阳性对照齐墩果酸的IC50为2.74±0.20μM。
实验结果：本发明化合物网翼藻素J对PTP1B酶抑制活性的IC50为16.03±2.36μM。
实验结论：通过分子生物学试验，可以看出化合物网翼藻素J对蛋白络氨酸酯酶1B(PTP1B)显著的抑制活性。因此，本发明的网翼藻素J可用于制备糖尿病、肥胖症及其并发症的药物中。
Claims (5)
1.一种具有降血糖作用的甾体类化合物网翼藻素J，其特征在于：具有如下化学结构：
2.根据权利要求1所述的网翼藻素J，其特征在于：所述的化合物是从网地藻科褐藻波状网翼藻中分离得到，波状网翼藻学名是Dictyopteris undulata Holmes。
3.根据权利要求1所述的网翼藻素J，其特征在于：制备方法包括步骤如下：
1)制备提取物浸膏
将冷冻的波状网翼藻(D.undulata)用乙醇按常规渗漉提取，得提取液，将提取液减压浓缩回收乙醇，得粗浸膏；
2)分离纯化
(1)将上述粗浸膏分散于水中成混悬液，将混悬液用乙醚萃取，所得萃取液浓缩得到乙醚提取浸膏；
(2)将乙醚浸膏进行硅胶柱层析，依次以石油醚/丙酮和二氯甲醇/甲醇梯度洗脱，根据TLC显色合并相似流份得到12个组分(A–L)；其中组分G即石油醚/丙酮体积比8:2洗脱部分经Sephadex LH-20凝胶柱层析，以二氯甲烷/甲醇体积比1:1洗脱；根据TLC显色合并相似流份得到4个组分(G1-G4)，组分G2(即二氯甲烷/甲醇体积比1:1洗脱体积为75～90mL洗脱部分)再经硅胶柱层析，以石油醚/丙酮体积比8:2洗脱，最后经半制备型HPLC，以甲醇/水90:10体积比洗脱，得到本发明化合物网翼藻素J；
在上述制备方法中，在制备提取物浸膏步骤中，所述提取采用的乙醇为95％乙醇；
在上述制备方法中，在分离步骤中，石油醚/丙酮梯度洗脱的浓度依次为体积比100:0、90:10、80:20、70:30、50:50和40:60；二氯甲醇/甲醇梯度洗脱的浓度依次为体积比70:30、60:40和50:50；
在上述制备方法中，在分离步骤中，所述半制备型HPLC的色谱柱的填料为RP-18。
4.根据权利要求1所述的网翼藻素J，其特征在于：作为治疗糖尿病、肥胖症及其并发症药物的活性成分，可制成片剂、胶囊、颗粒剂、口服液、缓释制剂、控释制剂、纳米制剂或注射剂。
5.根据权利要求1所述的网翼藻素J，其特征在于：作为保健品的活性成分，用于制备糖尿病患者或肥胖患者保健食品。
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