CN116251111A - 一种抑制α-葡萄糖苷酶组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的一种抑制α‑葡萄糖苷酶组合物包括阿卡波糖和苏木素类化合物,阿卡波糖和苏木素类化合物组合使用后的抑制效果均优于单独使用的抑制效果,故对于预防及治疗糖尿病有显著性作用,本发明还披露抑制α‑葡萄糖苷酶组合在制备降低血糖保健食品的应用,所述抑制α‑葡萄糖苷酶组合物在保健食品中的添加比例为:0.44%。
Description
技术领域
本发明属于抑制α-葡萄糖苷酶技术领域。具体涉及抑制α-葡萄糖苷酶组合物及其应用。
背景技术
碳水化合物水解酶,通常为α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶。其中,α-葡萄糖苷酶在调节血糖浓度时起着至关重要的作用,常见的α-葡萄糖苷酶抑制剂有阿卡波糖,但经过研究以及使用后发现,人体在食用阿卡波糖后有明显的消化不良、腹泻等不良反应,降低上述不良反应的一种方法就是降低阿卡波糖的用量,用量的降低往往意味着抑糖效果的下降。
苏木苏类化合物,是碳水化合物水解酶抑制剂的重要来源。其中苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素最具代表性的化合物。苏木素是从洋苏木中提取到的,分子式为C16H14O6,含有两个苯环和5个羟基。氧化苏木素是从苏木素中氧化衍生得到的,分子式为C16H12O6,含有2个苯环、4个羟基以及一个羰基。巴西苏木素也是一种天然多酚化合物,从中药苏木中获得,其结构与特性和苏木素类似。分子式为C16H14O5,含有2个苯环和4个羟基。将所述苏木素类化合物与阿卡波糖混合使用,不仅可以降低α-葡萄糖苷酶抑制剂的剂量与毒性,还可以提高药效。
发明内容
本发明的所有术语,除非有另外说明,一般是本领域普通技术人员所理解的含义。
本发明所述苏木素(Hematoxylin),分子式为C16H14O6;分子量为302.279;CAS号为517-28-2,购自北京源叶。
本发明所述氧化苏木素(Hematein),分子式为C16H12O6;分子量为300.263;CAS号为475-25-2,购自北京源叶。
本发明所述巴西苏木素(Brazilin),分子式为C16H14O5;分子量为286.279;CAS号为474-07-7,购自北京源叶。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种抑制α-葡萄糖苷酶组合物,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物包括阿卡波糖,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物还包括:苏木素类化合物;
优选地,所述苏木素类化合物包括:苏木素或氧化苏木素或巴西苏木素的一种或多种;
优选地,所述苏木素类化合物由苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素组成;
优选地,所述苏木素类化合物组成中苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素的质量比为1:0.4:4;
优选地,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物中阿卡波糖和苏木素类混合物组成的质量比为413:18-1265:42;
优选地,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物由阿卡波糖和苏木素组成,所述阿卡波糖和苏木素的质量比为413:1-1265:4;
优选地,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物由阿卡波糖和氧化苏木素组成,所述阿卡波糖和氧化苏木素的质量比为41300:0.6-12650:4;
优选地,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物由阿卡波糖和巴西苏木素组成,所述阿卡波糖和巴西苏木素的质量比为413:16-1265:37;
本发明还提供了一种抑制α-葡萄糖苷酶组合物在制备降低血糖保健食品的应用,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物在保健食品中的添加比例为0.44%。
本发明的技术方案优点在于:本发明中的苏木素类化合物对α-葡萄糖苷酶均有抑制作用,特别是苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素对α-葡萄糖苷酶均有抑制作用比较显著。苏木素类化合物与阿卡波糖联用后其的抑制率明显优于单独使用时的抑制率,且提高了对葡萄糖的利用率。两类化合物的联合使用,不仅可以提高效果,而且可以减轻毒性。
附图说明
图1为阿卡波糖、苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素对α-葡萄糖苷酶的抑制曲线图。
图2为阿卡波糖与苏木素组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制曲线图。
图3为阿卡波糖与氧化苏木素组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制曲线图。
图4为阿卡波糖与巴西苏木素组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制曲线图。
图5为阿卡波糖与苏木素类组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制曲线图。
图6为阿卡波糖、苏木素、氧化苏木素、巴西苏木素和苏木素类组合物在小鼠体内降血糖的活性图。
图7为阿卡波糖-苏木素类组合物在小鼠体内降血糖的活性图。
具体实施方式
实施例1
阿卡波糖,苏木素,氧化苏木素,巴西苏木素与α-葡萄糖苷酶的体外抑制实验,步骤如下:
将实验对象(阿卡波糖,苏木素,氧化苏木素,巴西苏木素)溶于甲醇中,配置成浓度为5mM的母液,用PBS继续稀释(其中甲醇的含量小于5%),设置不同的浓度梯度。阿卡波糖的浓度梯度为0-700μM,苏木素的浓度梯度为0-87.5μM,氧化苏木素的浓度梯度为0-7μM,巴西苏木素的浓度梯度为0-175μM。在不同浓度的抑制剂中加入200μL的α-葡萄糖苷酶(0.1μM),310K下孵育1h,然后加入100μL的pNPG,用紫外可见分光光度计在405nm处测定其吸光度值(OD)。用以下公式计算抑制率:抑制率=(1-OD样品/OD空白)×100%。依据公式,计算不同浓度梯度下抑制剂(阿卡波糖,苏木素,氧化苏木素,巴西苏木素)的半抑制浓度(IC50)。IC50用软件SPSS25计算。具体地,各组分别表示为,样品组:待测样品+酶溶液+pNPG+PBS,空白组:待测样品+PBS。
各实验对象的具体浓度设置如下:
阿卡波糖:100,200,300,400,500,600和700μM;
苏木素:12.5,25,37.5,50,62.5,75和87.5μM;
氧化苏木素:1,2,3,4,5,6和7μM;
巴西苏木素:25,50,75,100,125,150和175μM;
苏木素类混合物:151,181.5,212和242.5μM。
实验结果如图1所示。
由图1可知,阿卡波糖的IC50值为370±0.01μM,苏木素的IC50值为45.74±0.06μM,巴西苏木素的IC50值为77.25±4.25μM,氧化苏木素的IC50值为1.94±0.01μM。抑制效果依次为氧化苏木素>苏木素>巴西苏木素>阿卡波糖。上述结果表明,苏木素类作为抑制剂,其抑制效果优于阳性对照阿卡波糖。
实施例2
以阿卡波糖和苏木素的组合物为实验对象,采用实施例1中的方法检测组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性,以IC50值表示。
各实验对象的具体浓度设置如下:第一组:阿卡波糖(400,500,600,700μM),苏木素(0μM);第二组:阿卡波糖(0μM),苏木素(30,40,50,60μM);第三组:阿卡波糖和苏木素(400:30)μM,阿卡波糖和苏木素(500:40)μM,阿卡波糖和苏木素(600:50)μM,阿卡波糖和苏木素(700:60)μM。
浓度梯度设置原则:本发明的浓度以IC50值为依据,分别使用2IC50,IC50,1/2IC50,1/4IC50作为浓度梯度。其他组合物亦遵循此原则。
联合指数模型(CI):当CI值<0.9时,属于协同作用;当0.9<CI值<1.1时,属于相加作用;当CI值>1.1时,属于拮抗作用。
实验结果如图2所示。当苏木素与阿卡波糖联合使用,所有的浓度比(400:30,500:40,600:50,700:60)都表现出比单独抑制剂更有抑制效果。而且当阿卡波糖和苏木素的浓度比为400:30时,CI值为0.56,当阿卡波糖和苏木素的浓度比为500:40时,CI值为0.53,当阿卡波糖和苏木素的浓度比为600:50时,CI值为0.50,当阿卡波糖和苏木素的浓度比为700:60时,CI值为0.47。
实施例3
以阿卡波糖和氧化苏木素的组合物为研究对象,方法同实施例1和2。
与实施例2不同,阿卡波糖浓度设置不变,氧化苏木素的具体浓度设置如下:第二组:阿卡波糖(0μM),氧化苏木素(1,1.5,2,2.5μM);第三组:阿卡波糖和氧化苏木素(400:1)μM,阿卡波糖和氧化苏木素(500:1.5)μM,阿卡波糖和氧化苏木素(600:2)μM,阿卡波糖和氧化苏木素(700:2.5)μM。
实验结果见图3。氧化苏木素与阿卡波糖的组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制能力明显优于氧化苏木素或阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶的抑制能力。当阿卡波糖和氧化苏木素的浓度比为400:1时,CI值为0.57,当阿卡波糖和氧化苏木素的浓度比为500:1.5时,CI值为0.50,当阿卡波糖和氧化苏木素的浓度比为600:2时,CI值为0.49,当阿卡波糖和氧化苏木素的浓度比为700:2.5时,CI值为0.48。可见氧化苏木素与阿卡波糖具有协同作用。
实施例4
以阿卡波糖和巴西苏木素的组合物为研究对象,方法同实施例1和2。
阿卡波糖的浓度依然与实施例1和实施例2相同。巴西苏木素的浓度设置为120,140,160,180μM。阿卡波糖与巴西苏木素的浓度比依次是,400:120,500:140,600:160,700:180。
实验结果如图4。巴西苏木素与阿卡波糖的组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制能力优于单独抑制剂对α-葡萄糖苷酶的抑制能力。当阿卡波糖和巴西苏木素的浓度比为400:120时,CI值为0.82,当阿卡波糖和巴西苏木素的浓度比为500:140时,CI值为0.83,当阿卡波糖和巴西苏木素的浓度比为600:160时,CI值为0.80,当阿卡波糖和巴西苏木素的浓度比为700:180时,CI值为0.81。
实施例5
以阿卡波糖和苏木素类组合物的混合物为研究对象,方法同实施例1和2。阿卡波糖的浓度依然与实施例2相同。此时的苏木素类组合物的浓度设置为实施例2-4中苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素的浓度之和(苏木素/氧化苏木素/巴西苏木=30:1:120,苏木素/氧化苏木素/巴西苏木素=40:1.5:140,苏木素/氧化苏木素/巴西苏木素=50:2:160,苏木素/氧化苏木素/巴西苏木素=60:2.5:180)。阿卡波糖与苏木素类组合物的浓度比依次是400:151,500:181.5,600:212,700:242.5。
实验结果如图5。苏木素类化合物与阿卡波糖的组合物对α-葡萄糖苷酶的抑制能力优于单独抑制剂对α-葡萄糖苷酶的抑制能力。当阿卡波糖和苏木素类组合物的浓度比为400:151时,CI值为0.32,当阿卡波糖和苏木素类组合物的浓度比为500:181.5时,CI值为0.38,当阿卡波糖和苏木素类组合物的浓度比为600:242.5时,CI值为0.40,当阿卡波糖和苏木素类组合物的浓度比为700:180时,CI值为0.41。
实施例6
实验方法:取2型糖尿病小鼠共60只,雌雄各半,平均体重25-35g。生长环境均设置为:温度(20-22℃)、湿度(65%-70%)、光照时间(12h)、标准食物和充足的水。小鼠适应1周后,在隔夜禁食前进行实验(每个实验组10只小鼠)。将阿卡波糖(8g)、苏木素(2g)、氧化苏木素(0.8g)、巴西苏木素(8g)和苏木素类组合物(0.4g)分别与淀粉(80g)、木糖醇(6g)、麦芽糊精(5g)溶于1升的蒸馏水中,然后将组合物在100℃下煮30min,并不断搅拌。蒸煮后,组合物在30min内冷却到50℃,并在5min内喂给小鼠。通过喂食上述抑制剂和通过灌胃给药,测量餐后血糖反应。在灌胃后0、15、30、45、60、75、90和120min从尾部侧静脉采集血样,用葡萄糖分析仪(Accu-ChekActive,德国罗氏)测量血糖水平。以高血糖小鼠作为阳性对照。
实验结果:高血糖小鼠在喂食糊化玉米淀粉后,其餐后血糖水平迅速升高,并在15min达到峰值,并随着时间的推移呈下降趋势。而在喂食阿卡波糖、苏木素、氧化苏木素、巴西苏木素和苏木素类组合物的2型糖尿病小鼠的血糖水平在15min后也呈现下降的趋势,并且苏木素类组合物的降低效果相对于单一抑制剂来说最好。说明苏木素类组合物在降血糖方面存在着巨大的潜力。
实施例7
以阿卡波糖和苏木素类组合物为研究对象。将阿卡波糖(8g)、苏木素类组合物(0.4g)以及阿卡波糖-苏木素类组合物(8.4g)分别和淀粉(80g)、木糖醇(6g)、麦芽糊精(5g)溶于1升的蒸馏水中,然后将组合物在100℃下煮30min,并不断搅拌。餐后血糖的检测同实施例6。
实验结果:高血糖小鼠在喂食糊化玉米淀粉后,其餐后血糖水平迅速升高,并在15min达到峰值,并随着时间的推移呈下降趋势。而在喂食阿卡波糖和苏木素类组合物的组合物的2型糖尿病小鼠的血糖水平在15min后呈现下降的趋势,并且苏木素类组合物的降低效果相对于阿卡波糖、苏木素、氧化苏木素、巴西苏木素和苏木素类组合物来说是最好。说明阿卡波糖-苏木素类组合物在降血糖药物的研发中具有极大的优势。
以上所述实施例为本发明的较佳实施例,并非是对本发明作其他形式的限制,任何熟悉本专业人士皆可用上述的技术内容加以变更或改型为同等级的实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作出的任何简单修改、等同变化与改型,仍然属于本发明技术方法的保护范围。
Claims (9)
1.一种抑制α-葡萄糖苷酶组合物,所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物包括阿卡波糖,其特征在于所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物还包括:苏木素类化合物。
2.依据权利要求1所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物,其特征在于所述苏木素类化合物包括:苏木素或氧化苏木素或巴西苏木素的一种或多种。
3.依据权利要求2所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物,其特征在于所述苏木素类化合由苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素组成。
4.依据权利要求3所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物,其特征在于所述苏木素类化合物组成中苏木素、氧化苏木素和巴西苏木素的质量比为1:0.4:4。
5.依据权利要求4所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物,其特征在于所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物阿卡波糖和苏木素类化合物组成的质量比为413:18-1265:42。
6.依据权利要求2所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物,其特征在于所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物由阿卡波糖和苏木素组成,所述阿卡波糖和苏木素的质量比为413:1-1265:4。
7.依据权利要求2所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物,其特征在于所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物由阿卡波糖和氧化苏木素组成,所述阿卡波糖和氧化苏木素的质量比为41300:0.6-12650:4。
8.依据权利要求2所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物,其特征在于所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物由阿卡波糖和巴西苏木素组成,所述阿卡波糖和巴西苏木素的质量比为413:16-1265:37。
9.权利要求1~8任意一项权利要求所述的抑制α-葡萄糖苷酶组合物在制备降低血糖食品的应用,其特征在于所述抑制α-葡萄糖苷酶组合物在保健食品中的添加比例为:0.44%。
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