九翅豆蔻提取物在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂药物中的应用
技术领域
本发明涉及医药化学领域,特别涉及九翅豆蔻提取物在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂药物中的应用。
背景技术
α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)主要包括麦芽糖酶、蔗糖酶、异构麦芽糖酶、乳糖酶等酶类,广泛分布在机体小肠绒毛粘膜细胞刷状缘中,参与机体食物的消化、糖蛋白的生物合成、多糖及糖复合物的合成与分解代谢等多个生物过程,是一类能够从含有α-葡萄糖苷键底物的非还原端催化水解α-葡萄糖基的酶的总称。
α-葡萄糖苷酶影响细胞表面的复合糖质的形成,而糖尿病、肥胖症、高血脂、炎症、癌变、免疫反应和病毒感染等疾病又与细胞表面的复合糖质的形成存在密切关系,因此α-葡萄糖苷酶抑制剂不但对一些糖代谢紊乱性疾病如糖尿病、肥胖病等有临床应用价值口,而且也可作为抗艾滋病(AIDS)病毒、抗鼠白血病毒的潜在治疗试剂。
九翅豆蔻(Amomum maximum Roxb)为姜科豆蔻属植物,多年生草本,也称作九翅砂仁、贺姑、哥姑、郭姑等,主要分布于南亚至东南亚的热带地区。其果实和根具有药用价值,能开胃、消食、行气和止痛,常被用作治疗消化系统疾病,而花、果实、嫩茎等可作为野生蔬菜食用。但尚未有研究报道,九翅豆蔻提取物中的某些具体成分对α-葡萄糖苷酶的影响。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本发明提供了九翅豆蔻提取物在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂药物中的应用。
本发明的技术方案如下文所示:
本发明的一方面提供了式I所示化合物或其药学上可接受的盐在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂药物中的应用,
式I所示化合物属于半日花烷型二萜化合物,半日花烷(labdane)二萜为二环二萜,它的结构以十氢萘为母核,A/B环为顺式稠合。一些常见的半日花烷二萜化合物是民间常用药物的重要成分组成,常常具有治疗胃部疾病、抗炎、抗菌、止痛、灭虫等作用,而进一步的研究报导该类化合物中有些还具有抗肿瘤、细胞毒性、治疗白血球过多症、血小板活化因子抑制剂等等其它药理活性。由于取代基对该类化合物所具有的活性有着显著的影响,目前对取代基与化合物的药理作用的关系研究并不透彻,而本发明人经过大量科学研究发现了式I化合物的新用途,能够显著抑制α-葡萄糖苷酶。
根据本发明的一些实施方式,式I所示化合物是从九翅豆蔻中提取得到的。
本发明的式I化合物从九翅豆蔻根茎中提取、分离得到,九翅豆蔻的化学成分繁杂,包括黄酮类、二萜、双苯庚烷、三萜和苯丙素等物质,而本发明人则从九翅豆蔻大量的活性成分中分离出了具有显著抑制α-葡萄糖苷酶活性的式I化合物。
根据本发明的一些实施方式,式I所示化合物是从九翅豆蔻的醇提物中分离得到的。
根据本发明的一些实施方式,所述醇提物可以为甲醇提取物或乙醇提取物。
根据本发明的一些实施方式,式I所示化合物是从九翅豆蔻的乙醇提取物中分离得到的。
九翅豆蔻可以采用多种溶剂进行提取,如纯水、甲醇、乙醇、石油醚等,优选采用醇提的方法。在某一具体实施方式中,式I所示化合物是从九翅豆蔻的乙醇提取物中分离得到的。
根据本发明的一些实施方式,式I所示化合物的制备方法包括:将九翅豆蔻根茎粉碎后,乙醇回流提取得到提取液,提取液减压浓缩至无乙醇味,经乙酸乙酯萃取后,通过硅胶柱层析和葡聚糖凝胶柱进行分离纯化。
根据本发明的一些实施方式,所述乙醇为95%的乙醇。
根据本发明的一些实施方式,通过所述硅胶柱层析时采用石油醚-丙酮和二氯甲烷-甲醇梯度洗脱。
根据本发明的一些实施方式,通过所述葡聚糖凝胶柱时采用二氯甲烷-甲醇洗脱。
根据本发明的一些实施方式,所述α-葡萄糖苷酶抑制剂是治疗糖尿病的药物和/或保健品。
根据本发明的一些实施方式,所述α-葡萄糖苷酶抑制剂是治疗艾滋病的药物。
α-葡萄糖苷酶抑制剂(α-glucosidase inhibitor,AGI)能够可逆性竞争小肠绒毛粘膜细胞刷状缘的α-葡萄糖苷酶,抑制糖类化合物的分解,减少葡萄糖的生成和吸收,减缓餐后血糖升高,从而减少了血糖对胰腺的刺激,保护了胰腺功能,并能够有效的改善因高血糖引发并发症的发生和发展。此外,α-葡萄糖苷酶抑制剂对肝、肾功能无明显的毒副作用。目前,α-葡萄糖苷酶抑制剂已被广泛用来降低餐后高血糖,已被认为是II型糖尿病的主要治疗药物。因为α-葡萄糖苷酶还能够影响细胞表面的复合糖质的形成,而糖尿病、肥胖症、高血脂、炎症、癌变、免疫反应和病毒感染等疾病又与细胞表面的复合糖质的形成存在密切关系,因此α-葡萄糖苷酶抑制剂还可以用来治疗与细胞表面的复合糖质有关的疾病。
本发明另一方面还提供一种组合物在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂药物中的应用,其中,所述组合物包括如上所述的式I所示化合物或其药学上可接受的盐。
根据本发明的一些实施方式,所述组合物还包括药用辅料。所述药用辅料为本领域常规药用载体,可以为任意合适的生理学或药学上可接受的药物辅料;优选地,包括药学上可接受的崩解剂、稀释剂、润滑剂、粘合剂、湿润剂、矫味剂或防腐剂。所述崩解剂可以为玉米淀粉、马铃薯淀粉、交联聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基淀粉钠、低取代羟丙基纤维素、交联羧甲纤维素钠、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钙或藻酸。所述稀释剂可以为乳糖、蔗糖、甘露醇、玉米淀粉、马铃薯淀粉、磷酸钙、柠檬酸钙或结晶纤维素。所述润滑剂可以为微粉硅胶、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸、滑石粉或无水硅胶。所述粘合剂可以为阿拉伯胶、明胶、糊精、羟丙基纤维素、甲基纤维素或聚乙烯吡咯烷酮。所述湿润剂可以为十二烷基硫酸钠。所述矫味剂可以为阿斯巴甜、甜菊甙、蔗糖、麦芽糖醇或柠檬酸。所述防腐剂可以为对羟苯甲酸甲酯或对羟苯甲酸丙酯。
根据本发明的一些实施方式,所述组合物剂型为本领域常规的各种剂型,优选地为固体、半固体或液体的形式,可以为水溶液、非水溶液或混悬液,更优选地为片剂、胶囊剂、软胶囊剂、颗粒剂、丸剂或口服液。
根据本发明的一些实施方式,所述组合物的给药方式可以为口服给药。
本发明中使用的术语“可药用盐”意指在制药上可接受的并且具有母体化合物的所需药理学活性的本发明化合物的盐。这类盐包括:与无机酸或与有机酸形成的酸加成的盐,所述的无机酸诸如盐酸,氢溴酸,硫酸,硝酸,磷酸等;所述的有机酸诸如乙酸,丙酸,己酸,环戊丙酸,乙醇酸,丙酮酸,乳酸,丙二酸,琥珀酸,苹果酸,马来酸,富马酸,酒石酸,柠檬酸,苯甲酸,肉桂酸,扁桃酸,甲磺酸,乙磺酸,苯磺酸,萘磺酸,樟脑磺酸,葡庚糖酸,葡糖酸,谷氨酸,羟基萘甲酸,水杨酸,硬脂酸,粘康酸等;或在母体化合物上存在的酸性质子被金属离子,例如碱金属离子或碱土金属离子取代时形成的盐;或与有机碱形成的配位化合物,所述的有机碱诸如乙醇胺,二乙醇胺,三乙醇胺,N-甲基葡糖胺等。
本发明的有益效果是:
本发明式I化合物是从九翅豆蔻繁杂的化学成分中提取分离出来的,其能够显著的抑制α-葡萄糖苷酶活性。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步说明,但本发明并不限于这些具体实施方式。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1式I化合物的制备与鉴定
取干燥的九翅豆蔻根茎2千克粉碎,用5L 95%乙醇加热回流提取三次,合并三次的提取液并减压浓缩至无醇味,加纯水至总体积为1L,用等体积的乙酸乙酯萃取三次,合并乙酸乙酯萃取液,减压浓缩至干。
乙酸乙酯萃取物通过硅胶柱层析,石油醚-丙酮梯度洗脱。收集石油醚-丙酮95:5洗脱馏分,减压回收至干。再经过硅胶柱层析,二氯甲烷-甲醇梯度洗脱,收集99:1洗脱馏分,该馏分利用Sephadex LH-20凝胶柱层析,二氯甲烷-甲醇1:1洗脱,得到式I化合物。
实施例2式I化合物的制备与鉴定
取干燥的九翅豆蔻根茎2千克粉碎,用20L 95%乙醇渗漉提取,合并醇提取液,减压浓缩至2L左右,加入500克预处理好的大孔树脂(树脂型号可以为D101、AB-8、HPD-100和HP20等)。充分挥发去除乙醇后,装柱,乙醇-水梯度洗脱(0、30%、60%、80%和95%乙醇),80%乙醇洗脱馏分为目标馏分,减压浓缩至干。通过硅胶柱层析,石油醚-丙酮梯度洗脱。收集石油醚-丙酮95:5洗脱馏分,减压回收至干。再经过硅胶柱层析,二氯甲烷-甲醇梯度洗脱,收集99:1洗脱馏分,该馏分利用Sephadex LH-20凝胶柱层析,二氯甲烷-甲醇1:1洗脱,得到式I化合物。
实施例3式I化合物的制备与鉴定
取干燥的九翅豆蔻根茎2千克粉碎,用5L甲醇加热回流提取三次,合并三次的提取液合并醇提取液,减压浓缩至2L左右,加入500克预处理好的大孔树脂(树脂型号可以为D101、AB-8、HPD-100和HP20等)。充分挥发去除甲醇后,装柱,乙醇-水梯度洗脱(0、30%、60%、80%和95%乙醇),80%乙醇洗脱馏分为目标馏分,减压浓缩至干。通过硅胶柱层析,石油醚-丙酮梯度洗脱。收集石油醚-丙酮95:5洗脱馏分,减压回收至干。再经过硅胶柱层析,二氯甲烷-甲醇梯度洗脱,收集99:1洗脱馏分,该馏分利用Sephadex LH-20凝胶柱层析,三氯甲烷-甲醇1:1洗脱,得到式I化合物。
实施例4式I化合物的制备与鉴定
取干燥的九翅豆蔻根茎2千克粉碎,用5L甲醇超声提取,合并提取液并减压浓缩至无醇味,加纯水至总体积为1L,用等体积的乙酸乙酯萃取三次,合并乙酸乙酯萃取液,减压浓缩至干。
乙酸乙酯萃取物通过硅胶柱层析,石油醚-丙酮梯度洗脱。收集石油醚-丙酮95:5洗脱馏分,减压回收至干。再经过硅胶柱层析,二氯甲烷-甲醇梯度洗脱,收集99:1洗脱馏分,该馏分利用Sephadex LH-20凝胶柱层析,二氯甲烷-甲醇1:1洗脱,得到式I化合物。
实施例5式I化合物结构鉴定
经核磁共振波谱鉴定和质谱分析确定式I化合物结构。
其碳谱和氢谱数据如下:
1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ6.35(d,J=16.1Hz,1H),6.00(dd,J=16.1,9.9Hz,1H),4.88(d,J=3.1Hz,2H),4.77(s,1H),4.41(s,1H),2.44(dd,J=12.2,5.7Hz,2H),2.09(td,J=13.3,5.2Hz,1H),1.76–1.69(m,1H),1.56–1.47(m,2H),1.46–1.34(m,5H),1.27–1.15(m,2H),1.14–1.01(m,3H),0.90(s,3H),0.84(d,J=3.3Hz,6H).
13C-NMR(150MHz,CDCl3)δ171.51(C),149.31(C,C-8),135.76(C),135.21(=CH-),128.01(C),120.77(-CH=),108.28(=CH2,C-17),68.15(-CH2-),61.89(CH,C-9),54.58(CH,C-5),42.15(-CH2-,C-3),40.91(-CH2-,C-1),39.34(C,C-10),36.63(-CH2-,C-7),33.56(C,C-4),33.53(-CH3,C-18),23.26(-CH2-,C-6),21.93(-CH3,C-19),19.04(-CH2-,C-2),15.08(-CH3,C-20).
实施例6式I化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用
100μl样品溶液(式I化合物先用DMSO溶解,再用100mM,pH6.8的磷酸盐缓冲液稀释成100、50、25、12.5和6.25μg/ml,控制DMSO的含量低于5%)和300μl的α-葡萄糖苷酶溶液(0.1U/ml,溶解于磷酸盐缓冲液)混匀后,37℃水浴中孵育20min;加入900μl底物p-NPG溶液(5mM,溶解于磷酸盐缓冲液),混匀后继续在37℃水浴中孵育15min;加入3000μl碳酸钠溶液(1M)终止反应;使用紫外-可见分光光度仪检测反应体系在405nm波长下的吸光度值(As);同时,用等体积的磷酸盐缓冲液代替α-葡萄糖苷酶溶液作为样品对照组(As0),用等体积的磷酸盐缓冲液代替样品溶液作为空白对照组(A0),按照下述公式计算样品对α-葡萄糖苷酶的抑制率,所有实验重复三次。使用SPSS软件计算样品对α-葡萄糖苷酶的半数抑制浓度(IC50值)。
为了更直观的体现式I化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,以阿卡波糖为阳性对照,按照上述步骤进行试验,并计算其对α-葡萄糖苷酶的半数抑制浓度(IC50值)。
在研究中,发明人还发现半日花烷型二萜化合物的取代基对该类化合物所具有的活性有着显著的影响,对其它半日花烷型二萜化合物(式II:amoxanthin A和式III:coronarin D)按照如上所述步骤进行试验,并计算其对α-葡萄糖苷酶的半数抑制浓度(IC50值)。
结果如表1所示,可以看出,式I化合物对α-葡萄糖苷酶有显著的抑制作用,其作用强度与阳性对照药物阿卡波糖的相当(P>0.05)。而其他它半日花烷型二萜化合物(amoxanthin A和coronarin D)则对α-葡萄糖苷酶无抑制作用。
表1不同化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用
注:#表示与阳性对照阿卡波糖组比较P>0.05。
本领域技术人员应该理解的是,本发明的使用不受限于上述特定应用。就本文描述或描绘的特定元素和/或特征而言,本发明也不局限于其优选实施方案。应当理解的是,本发明不限于所公开的实施方案例或各个实施方案,且在不脱离由以下权利要求所阐述和限定的本发明的范围的情况下能够进行许多重新布置、修改和替换。