二氢杨梅素的分子修饰及其抑制α-葡萄糖苷酶的作用研究

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中文摘要：当前糖尿病作为社会上主要的慢性疾病广泛且长期困扰着大家的生活，针对糖尿病的治疗理念不断的完善成熟，其中抑制α-葡萄糖苷酶活性是预防和治疗糖尿病的一种行之有效的方式。阿卡波糖、米格列醇和伏格列波糖等人工合成的α-葡萄糖苷酶抑制剂已被临床广泛应用，但这些人工合成的药物副作用严重，筛选或设计安全有效的新型α-葡萄糖苷酶抑制剂势在必行。二氢杨梅素作为一种具有诸多生物活性的天然类黄酮，已经被大量研究证实其具有一定的α-葡萄糖苷酶抑制活性，可以作为设计新型α-葡萄糖苷酶抑制剂的良好先导化合物。本研究在系统研究二氢杨梅素抑制α-葡萄糖苷酶分子机制的基础上，制备了二氢杨梅素聚合物和二氢杨梅素-甜菜果胶聚合物，对其结构进行了表征，考察其α-葡萄糖苷酶抑制作用。本研究的结果不仅可扩展植源性类黄酮在食品领域的应用，还可推动新型的α-葡萄糖苷酶抑制剂的绿色和高效制备。本论文主要研究内容和相关结论如下： 1.系统比较了15种常见食源性类黄酮的α-葡萄糖苷酶抑制活性，发现类黄酮苷元活性高于对应的类黄酮苷，且类黄酮苷元的酶抑制活性与其B环上的酚羟基数目呈正相关。杨梅素和二氢杨梅素虽然结构相似，但杨梅素的抑制活性显著高于二氢杨梅素。荧光分析表明杨梅素与α-葡萄糖苷酶的结合能力也高于二氢杨梅素。为阐明造成二者活性差异的分子机制，研究引入分子对接和独立梯度模型等分子模拟手段，考察了杨梅素和二氢杨梅素与酶的结合行为，发现它们在酶的活性中心具有不同的分子取向，二者通过的氢键和范德华力作用与酶结合，且杨梅素与酶的作用更强，这印证了热力学实验结果。 2.二氢杨梅素具有多种生物活性，但是二氢杨梅素在水中的溶解性有待提高，对α-葡萄糖苷酶的抑制效果相对于其他的类黄酮也有很大的提升空间，其限制了二氢杨梅素在功能性食品中的开发利用。运用漆酶对其进行氧化聚合有望破解该瓶颈，但相关研究尚无。有鉴于此，本研究系统考察了漆酶催化条件对二氢杨梅素衍生物的颜色、α-葡萄糖苷酶抑制及抗氧化活性的影响，并运用波谱手段对产物结构进行了表征。结果表明漆酶可用于二氢杨梅素的氧化聚合，漆酶浓度、pH、反应时间及温度对衍生物的颜色有规律性影响。氧化聚合后，二氢杨梅素的α-葡萄糖苷酶抑制活性得到显著提高，但DPPH和ABTS自由基清除能力下降。波谱分析表明漆酶通过催化二氢杨梅素酚羟基氧化，而使其以醚键结合成聚合物。 3.利用碱诱导法，甜菜果胶可与二氢杨梅素形成共价聚合物，该聚合物的分子量、总酚含量及抗氧化活性与制备过程中二氢杨梅素添加量呈正相关。该聚合物可通过竞争和反竞争相混合的方式抑制α-葡萄糖苷酶，其抑制活性取决于总酚含量，最高活性(IC50,8.92±0.28μg/mL)远高于二氢杨梅素(IC50,20.26±0.64μg/mL)，这可能归因于其对酶蛋白的强大结合能力。以甜菜果胶-二氢杨梅素共价聚合物为乳化剂构建的β-胡萝卜素纳米乳液的稳定性和β-胡萝卜素保护效果均与其总酚含量正相关，高于以甜菜果胶制备的β-胡萝卜素纳米乳液。

作者：

刘晓玲

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关键词：

二氢杨梅素漆酶甜菜果胶分子修饰 α-葡萄糖苷酶抗氧化活性

授予学位：

硕士

学科专业：

农产品加工及贮藏工程

导师：

孙俊良、何承云

学位年度：

2021

学位授予单位：

河南科技学院

语种：

中文

中图分类号：