虎杖和大黄中α—葡葡萄糖苷酶抑制剂的超滤质谱研究

杨冬等

摘要：通过体外酶活性实验结合离心超滤LCESIMSn技术从富含蒽醌类成分的中药虎杖和大黄提取物中筛选α葡萄糖苷酶抑制剂。首先，以4硝基苯αD吡喃葡萄糖苷（PNPG）为底物，对虎杖和大黄提取物的体外酶抑制活性进行了初步评价，结果表明，虎杖和大黄提取物对α葡葡萄糖苷酶的半抑制浓度分别为0.027 和0.050 g/L。其次，利用离心超滤技术对虎杖和大黄提取物种的潜在的α葡葡萄糖苷酶抑制剂进行了筛选，并通过LCESIMSn对筛选得到的潜在抑制剂结构进行了鉴定，结果显示，虎杖和大黄中各鉴定得到12和7种，共计16种活性小分子成分。其中大黄素等7种化合物属于蒽醌类；虎杖苷等5种化合物属于多元酚类；莲花掌甘等4种化合物都具有没食子酰基取代基。结果表明，蒽醌类化合物具有较好的α葡萄糖苷酶抑制活性，可以为开发新的安全有效的富含蒽醌类成分的中药降糖药物奠定基础。

关键词：α葡葡萄糖苷酶； 超滤质谱； 虎杖； 大黄； 抑制剂

1引言

糖尿病是一种持续高血糖，胰岛素相对或绝对不足，外周组织对葡萄糖利用减少的一种综合病症[1-3]。糖尿病可分为I型糖尿病、II型糖尿病、特异性糖尿病和妊娠糖尿病，其中II型糖尿病占90%以上。α葡萄糖苷酶抑制剂是临床上治疗II型糖尿病的主要药物之一，可减缓葡萄糖的生成和吸收，降低血糖水平[4，5]。

中药中α葡葡萄糖苷酶抑制剂的种类繁多、结构复杂，按照其基本的化学结构，目前研究结果可以分为四大类：黄酮类、生物碱类、皂苷类、多糖类[6-7]，而富含醌类成分的中药材则少有研究。一些研究结果表明，富含醌类成分的中药材中具有很强的α葡葡萄糖苷酶抑制活性[8，9]，但缺乏进一步的实验筛选、分析、鉴定其潜在的活性小分子成分。因此，从富含醌类的中药材中筛选α葡葡萄糖苷酶抑制剂，并对其进行分析和结构鉴定，可以为进一步临床药物开发提供一定的理论依据和研究基础。

超滤技术[10]主要是利用亲和原理，将具有潜在活性的小分子化合物与受体混合，得到受体配体复合物和未结合的小分子，通过超滤薄膜将未结合的小分子滤除后，复合物可以用有机溶剂处理，将小分子配体释放出来，从而实现活性化合物与非活性化合物的分离，并通过LCESIMSn对收集得到的活性小分子化合物进行结构鉴定。该方法具有灵敏度高、分析快速和高通量的特点，特别适用于中药等复杂体系中活性成分的筛选。

本研究以α葡葡萄糖苷酶为药物靶点，选取了2种富含蒽醌类成分的中药材（虎杖、大黄），对其α葡葡萄糖苷酶抑制作用进行了测定， 并首次采用超滤技术从中药材虎杖和大黄提取物中筛选出与α葡葡萄糖苷酶相结合的活性小分子化合物， 并通过LCMSn对其进行了分离和结构鉴定[11，12]。共筛选得到16种α葡葡萄糖苷酶抑制剂。

3.2虎杖提取物化学成分的超滤筛选和质谱鉴定

当中药提取物与蛋白靶分子相互混合作用时，具有亲和性的小分子配体与蛋白形成复合物，而无亲和性的化合物仍呈现游离状态。当混合溶液通过超滤薄膜时，大分子蛋白和小分子蛋白复合物被膜挡在一侧，处于游离状态的小分子化合物则能够透过超滤膜，待活性化合物与非活性化合物分离后，破坏小分子蛋白复合物，收集释放的活性小分子配体，利用LCESIMSn对其进行分离和结构的鉴定[10]。当提取物中的活性成分与α葡萄糖苷酶发生特异性结合后，α葡萄糖苷酶捕获的小分子配体所对应的峰强度和峰面积均大于其空白对照。

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