文摘

当前研究的目的是评估myricetrin的交互作用和抑制dihydromyricetinα葡糖苷酶和胰脂肪酶在不同组合比率和浓度和照亮他们禁忌的潜在机制通过分子对接分析。结果表明,两种酚类化合物具有良好的抑制效应对两种酶剂量依赖性的方式。Myricetrin表现出更强的抑制α葡糖苷酶(集成电路₅₀,41.14±2.52,超过200人μ分别为g / mL),而dihydromyricetin更好的抑制胰脂肪酶(IC₅₀、244.96±4.24、373.26±21.36μ分别为g / mL)。不同的交互类型观察当myricetrin dihydromyricetin抑制α葡糖苷酶和胰脂肪酶相结合,结合比例和浓度密切相关。为α葡糖苷酶抑制,观察到的协同效应是相对低浓度组合myricetrin dihydromyricetin比时设置为1:2,而强大的协同效应存在相对高浓度胰脂肪酶抑制。在其他组合比率(1:1或2:1),添加剂和/或拮抗效果发生。分子对接分析表明,myricetrin 9个氢键形成的α葡糖苷酶,而只有三个dihydromyricetin之间形成的氢键α葡糖苷酶。然而,这两个酚类化合物与胰脂肪酶有相似的氢键和疏水相互作用。目前的研究表明,myricetrin和dihydromyricetin或食物材料丰富的这两个酚类化合物可以被利用α葡糖苷酶和/或胰脂肪酶抑制剂处理健康问题造成的过度的能量摄入,并结合率和浓度的两种酚类化合物产生新的功能食品时应考虑。

1。介绍

随着生活水平的提高和物质条件的丰富,高糖和高脂肪的饮食模式变得更加普遍,加上久坐不动的生活方式,缺少锻炼,导致严重的能量摄入过剩,从而导致许多慢性病的流行,如肥胖、糖尿病、脂肪肝、心血管疾病(1,2]。这些慢性疾病造成沉重的负担到世界各地的医疗系统。因此,如何有效地处理这些慢性疾病已经成为迫切需要解决的问题,也是一个热点在许多学科和困难的研究课题。饮食干预来减少这些慢性疾病的风险被认为是一种有效的方法(2- - - - - -4]。因此,许多食品和营养科学家把很多实质性的努力防止这些慢性疾病。

碳水化合物和脂肪在食品的主要贡献者是身体的能量摄入,因此减少摄入碳水化合物和/或脂肪抑制能量摄入(被认为是一个有效的方法5- - - - - -7]。在消化系统中,需要消化的碳水化合物和脂肪才能被吸收。至于碳水化合物,α葡糖苷酶是他们的主要酶消化,因此,抑制α葡糖苷酶不仅可以减少能量摄入来自碳水化合物,还有效控制餐后血糖的糖尿病患者(8,9]。和脂肪的食物,胰脂肪酶是主要的消化酶,因此,抑制胰脂肪酶被认为是一种有效的方法来减少脂肪吸收(10,11]。临床上,阿卡波糖和奥利司他是抑制剂α葡糖苷酶和胰脂肪酶。虽然这些临床药物是有效的,他们都有严重的副作用。大量的先前的研究已经发现许多次生代谢产物的可食用的植物,特别是酚类化合物,具有良好的抑制性影响的方向α葡糖苷酶和/或胰脂肪酶(6,7,10,12,13]。

酚类化合物在植物通常是多酚类物质,含有多个苯环上羟基。一定可食植物通常含有多种酚类物质,而这些酚醛树脂经常相互作用时产生他们的生物活性,如协同或拮抗作用[6,10]。我们先前的研究不同的酚类提取物棕榈水果抑制胰脂肪酶和α葡糖苷酶发现的主要酚醛树脂儿茶酸和咖啡酸显示复杂的交互从拮抗效应协同效应(6]。此外,一项研究还发现,myricetrin藤茶和dihydromyricetin是最主要的组成部分(14,据报道,藤茶对胰脂肪酶或有很好的抑制作用α葡糖苷酶(15,16]。然而,还不清楚这两个主要植物化学的化合物相互作用在抑制胰脂肪酶和/或α葡糖苷酶。此外,调查潜在的机制对其酶抑制也是稀缺的。因此,在目前的工作中,myricetrin的交互影响,抑制胰脂肪酶和dihydromyricetinα葡糖苷酶进行评估和潜在机制被分子对接分析。

2。材料和方法

2.1。材料和化学试剂

猪胰脂肪酶(EC: 3.1.1.3 127 U /毫克),α葡糖苷酶的酿酒酵母(EC: 3.2.1.20;≥10单位/毫克蛋白I型,冻干粉),p-nitrophenyl月桂酸盐,p-nitrophenyl -α-D-glucopyranoside (pNPG,纯度≥99.0%)来自σ(Sigma-Aldrich、上海、中国)。myricetrin的标准和dihydromyricetin(纯度≥98.0%)从成都必须购买生物技术有限公司有限公司(成都,四川,中国)。其他试剂均为分析纯。

2.2。α葡糖苷酶抑制试验

myricetrin和dihydromyricetin的抑制效应α根据出版法测定葡糖苷酶(13,17与一些细微的修改。的浓度α葡糖苷酶解和p核计划组(底物)在本研究2.0 U /毫升和5.0毫米,分别。Myricetrin和dihydromyricetin溶解在二甲亚砜(DMSO)储备溶液,然后用反应缓冲溶液稀释(PBS, pH值6.8)到适当的最终DMSO浓度(< 0.5%)。SpectraMax M5标(分子装置,桑尼维尔,美国)是用来测量每个样品的吸光度在405 nm,计算每个样本的抑制率由以下公式:抑制率(%)= (1−OD样本/ OD控制)×100%。

2.3。胰脂肪酶抑制试验

的抑制效应这两种酚醛标准根据法测定对胰脂肪酶(早些时候报道13,17)做了一些调整。猪胰脂肪酶溶液的浓度在当前研究5毫克/毫升。在DMSO溶液溶解样品,然后稀释反应缓冲区(Tris-HCl缓冲区,pH值8.0,最后DMSO < 0.5%)。吸光度(OD值)在400 nm使用SpectraMax M5标仪测量。胰脂肪酶活性的抑制率是决定如下:抑制率(%)= (1−OD样本/ OD控制)×100%。

2.4。交互Myricetrin和Dihydromyricetinα葡糖苷酶和胰脂肪酶抑制

CalcuSyn软件(Biosoft,弗格森,密苏里州,美国)应用于分析的交互类型myricetrin dihydromyricetinα葡糖苷酶和胰脂肪酶抑制。myricetrin之间的剂量率和dihydromyricetin被设置为1:1,1:2和2:1,分别。抑制活性的检测方法是完全符合上述相应的方法。

2.5。分子对接

为了阐明这两种酚类化合物抑制脂肪酶的潜在机制α葡糖苷酶、分子对接分析myricetrin和dihydromyricetin脂肪酶和糖苷酶,分别进行了利用SYBYL-X 2.1.1软件(荣誉学位,Inc .,圣路易斯,密苏里州,美国),和Surflex-Dock几何学应用对接模式。的3 d结构myricetrin和dihydromyricetin从NCBI数据库(下载http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pccompound)和脂酶的三维结构(PDB代码:1乙)得到的RCSB蛋白质数据库(http://www.rcsb.org/pdb/home.do)。的晶体结构α葡糖苷酶来源于酿酒酵母是没有可用的序列isomaltase来源于酿酒酵母很相似吗α葡糖苷酶从同一来源,isomaltase (PDB代码:3 a4a)是用于分子对接分析在目前的工作,这是符合前面的出版物(18]。高精度模式(SFXC)是用于对接试验。在对接之前,1 eth和3 a4a优化除去水分子,金属离子和配体,然后蛋白质是氢化和起诉。C分数和T分数被用作指标确定最优分析结果。

2.6。统计分析

数据在当前工作提出了平均值(n= 3)±标准差(SD),分析了单向方差分析。图基的过程被应用于确定的意义差异( )。所有分析都是由使用起源8.5软件(OriginLab,北安普顿,妈,美国)。

3所示。结果与讨论

3.1。α葡糖苷酶抑制Myricetrin Dihydromyricetin

在胃肠道,α葡糖苷酶是其中一个最重要的碳水化合物消化酶。抑制α葡糖苷酶活性被认为是一个有效的方法来控制餐后血糖在糖尿病患者9),这也是临床药物阿卡波糖的作用机理。在这项研究中,α葡糖苷酶抑制myricetrin和dihydromyricetin图的结果1。向myricetrin和dihydromyricetin显示良好的抑制效果α葡糖苷酶浓度的剂量依赖性的方式从25μ克/毫升到125μ克/毫升。与dihydromyricetin相比,myricetrin具有更强的抑制的方向α葡糖苷酶测试浓度( )。在最低检测浓度(25μg / mL),抑制率的myricetrin dihydromyricetin的9倍。当测试到125μg / mL,抑制myricetrin的比例大约是90%,而dihydromyricetin的抑制率不超过30%。的集成电路₅₀myricetrin和dihydromyricetin的值分别为41.14±2.52μg / mL和超过200人μ分别g / mL。这两个的区别对酚类化合物的抑制能力α葡糖苷酶可能主要是由于结构上的差异。先前的研究也报道,类黄酮与不同的结构显示巨大的差异α葡糖苷酶抑制(19]。此外,饮食酚类化合物能与阿卡波糖抑制α葡糖苷酶活性(20.]。在当前的研究中,集成电路₅₀阿卡波糖的价值为0.56±0.08μ克/毫升。

3.2。胰脂肪酶抑制Myricetrin Dihydromyricetin

在肠道中,胰脂肪酶的关键酶之一负责脂肪消化和抑制这种酶可以有效地减少脂肪的吸收,从而防止肥胖和相关的健康问题(10,13]。如图2myricetrin和dihydromyricetin显示良好的剂量依赖性抑制作用对胰脂肪酶反应。与观察到的现象α葡糖苷酶抑制,dihydromyricetin显示更好的抑制效应对胰脂肪酶比myricetrin测试浓度范围从100年μ克/毫升到500μ克/毫升( )。在目前的工作,集成电路₅₀myricetrin和dihydromyricetin的值分别为373.26±21.36μg / mL和244.96±4.24μ分别g / mL。当浓度为100μg / mL,抑制率分别约31%和38%的myricetrin dihydromyricetin,分别和抑制率增加到84%和92%,分别,当浓度为500μ克/毫升。中提到的α葡糖苷酶抑制,酚类化合物的抑制能力对一个特定的酶可能密切依赖于它们的化学结构。一项研究对脂肪酶的抑制作用不同的茶多酚还发现,多酚的抑制能力不同的结构,以及进一步的结构活性关系分析3 d-qsar模型(21]。

3.3。交互Myricetrin和Dihydromyricetin抑制α葡糖苷酶和胰脂肪酶

一些先前的报道证实,酚类化合物可能当抑制脂肪酶或相互作用α糖苷酶,如拮抗效果,累加效应,或协同效应6,10]。此外,交互的类型通常取决于酚醛物质的浓度和比例(6]。在这项研究中,myricetrin和dihydromyricetin抑制胰脂肪酶的交互α葡糖苷酶测定CalcuSyn软件与三种不同组合比率(1:1,1:2,2:1),和结果总结在表1和2,分别。

表1介绍了交互类型的myricetrin dihydromyricetinα葡糖苷酶抑制在三个不同的比率。比设置在1时:1、抑制能力从12.80±1.53%增加到76.68±0.62%和CI值逐渐减少的浓度从1.313到0.958 myricetrin从12.5增长到62.5μg / mL,表明之间的交互类型myricetrin dihydromyricetin改变从敌对(低浓度)累加效应(高浓度)。myricetrin dihydromyricetin比时设置为1:2,抑制率为16.80±2.19% myricetrin浓度为8.3μg / mL然后增长超过3 myricetrin的浓度为41.6的时候μ克/毫升。CI值从0.821增加到0.929,表明从协同效应的交互类型添加剂效果。然而,当myricetrin和dihydromyricetin总和的比例2:1,CI值从0.577增加到1.130,表明这两种酚类化合物的相互作用是在低浓度协同效应,但改变了高浓度的拮抗作用。值得注意的是,myricetrin和dihydromyricetin的比2:1向显示更强的抑制效应α葡糖苷酶相比,比例的组合1:1或1:2,特别是在一个相对低浓度。这种现象可能是由于更强αmyricetrin葡糖苷酶抑制作用。也观察到类似的现象一些先前的研究6,10]。例如,一项研究还发现,不同的黄酮类化合物分离辣木属鉴定叶显示协同抑制作用α葡糖苷酶活性(22]。

myricetrin和dihydromyricetin胰脂肪酶的互动结果展示在表2。当myricetrin dihydromyricetin总和的比例1:1,CI值与增加浓度降低。在敌对的效果观察到50 - 100的浓度μg / mL,累加效应是150年和200年的观察到浓度μ克/毫升,而协同效应是250年观察到浓度μ克/毫升。myricetrin dihydromyricetin比时设置为1:2、交互类型在myricetrin添加剂浓度为33.3μ克/毫升,而交互类型总是协同其他测试浓度根据CI值。然而,当混合比率设定为2:1,CI值总是超过1.10测试浓度,表明拮抗效应总是存在这种组合比例。在这三个剂量组合,myricetrin比dihydromyricetin 1: 2对胰脂肪酶具有最强的抑制作用,这是符合dihydromyricetin抑制能力越强。目前的结果是类似于前面的发现(10]。蔡等人也发现二进制咖啡酸、阿魏酸、和p香豆酸也表现出协同效应在抑制胰脂肪酶,只有在相对较高的浓度10]。此外,一项研究发现,酚类化合物山柰酚可能表现出协同效应和抑制脂肪酶的奥利司他(11]。

3.4。分子对接的结果α葡糖苷酶和胰脂肪酶

myricetrin和dihydromyricetin酶抑制机制α葡糖苷酶和胰脂肪酶被计算的分子对接方法建模软件SYBYL-X 2.1.1,和疏水相互作用分析Ligplot +软件。对接的相关参数分数,这些标准氢键参数和疏水性的影响α葡糖苷酶和胰脂肪酶在表中进行了总结3和4,分别。参数表3和4显示receptor-ligand交互的详细信息,包括可靠性、电荷,范德华力、氢键、亲脂性的,等等。在这些参数中,C分数和T分数是最重要的参数,它反映了对接结果的可靠性和绑定受体和配体之间的亲和能力,分别。

对接结果myricetrin和dihydromyricetinα葡糖苷酶在表中做了总结3和图3。Cmyricetrin和dihydromyricetin四分数值,表明这两种酚类化合物的对接结果α葡糖苷酶是可信的。T得分值myricetrin和dihydromyricetin分别为4.1619和4.6978,分别,这表明dihydromyricetin可能更加紧密的结合α比myricetrin葡糖苷酶。myricetrin,九个氢键形成7个氨基酸残基,最长的和最短的氢键(形成Asp352) 2.542和1.666(与Tyr158形成),分别。然而,dihydromyricetin只是三个氢键形成三个氨基酸残基,最长的和最短的氢键(形成Gln353) 2.144和1.908(与Asp215形成),分别。一项研究指出,氢键的数量和距离为抑制剂抑制酶活性(扮演了重要的角色7]。在目前的工作,虽然氢键的平均距离这两个酚类化合物相似,myricetrin远比dihydromyricetin氢键形成,这或许可以解释为什么myricetrin显示更强α葡糖苷酶抑制比dihydromyricetin(图1)。两种酚类化合物与Gln353形成氢键,这表明Gln353可能是一个氨基酸残基的影响α葡糖苷酶发挥其催化反应。一项研究报道,根皮素可以抑制α葡糖苷酶与五个氨基酸残基形成氢键α葡糖苷酶,即Asp69、Asp215、Arg442 Gln353, Asn350 [23]。此外,它是发现,儿茶素没食子酸盐可以形成氢键Arg315施加的抑制作用α葡糖苷酶(24]。在目前的工作,myricetrin还发现与Asp69形成氢键,Arg315, Gln353,观察和dihydromyricetin Asp215形成氢键,Asn350, Gln353。除了氢键,同时被发现的还有两个酚类化合物形成疏水相互作用与几个氨基酸残差α葡糖苷酶(表3,数据3 (d)和3 (h))。许多以前的研究已经指出,疏水作用可能发挥重要作用在一些抑制剂的酶抑制25,26]。

至于胰脂肪酶的分子对接分析(表4和图4),C分数的myricetrin和dihydromyricetin 5和4分别表明对接结果可靠。和T分数myricetrin和dihydromyricetin分别为3.7803和3.8534,分别,这表明这两个酚类化合物也有类似的亲和力与胰脂肪酶。如图4 (c),myricetrin可以形成三个氢键和三个氨基酸残基,即Gly77 Phe216, Asp80,和氢键的最长和最短的距离是2.360(由Asp80)和2.179(由Gly77),分别平均2.259的距离。Dihydromyricetin还三个氢键形成三个氨基酸残基,即Gly77 Tyr115, Asp80,和氢键的最长和最短的距离是2.396(由Asp80)和2.380(由Gly77),分别平均2.3867的距离。此外,这两种酚类化合物还十个十个氨基酸残基的疏水相互作用形成胰脂肪酶,和八个十个氨基酸残基的都是相同的。根据对接结果,它是合理的推测,胰脂肪酶的抑制活性的差异myricetrin和dihydromyricetin之间可能是由于不同的相互作用的氨基酸残基的氢键和疏水相互作用。

4所示。结论

在最近的研究中,结果表明,myricetrin和dihydromyricetin向表现出良好的抑制效果α葡糖苷酶和胰脂肪酶剂量依赖性的方式。Myricetrin显示更强α比dihydromyricetin葡糖苷酶抑制作用。然而,dihydromyricetin比myricetrin更好的抑制对胰脂肪酶活性。不同的交互类型存在当myricetrin dihydromyricetin抑制α葡糖苷酶和胰脂肪酶相结合,紧密地依赖于组合比例和浓度的两种酚类化合物。为α葡糖苷酶抑制,观察到的协同效应是相对低浓度组合myricetrin dihydromyricetin比时设置为1:2。然而,对于抑制胰脂肪酶,强大的协同效应被发现在相对高浓度myricetrin dihydromyricetin比组合时设置为1:2。在其他组合比率(1:1或2:1),添加剂和/或对立的效果发生。分子对接结果表明,形成更多myricetrin和之间的氢键α葡糖苷酶可能myricetrin有更强的原因α比dihydromyricetin葡糖苷酶抑制活性。这两个酚类化合物与胰脂肪酶有相似的氢键和疏水相互作用只与氨基酸残基相互作用的细微差别。目前的研究表明,myricetrin和dihydromyricetin或食物材料富含这两种酚类化合物可以被开发α葡糖苷酶和/或胰脂肪酶抑制剂处理健康问题造成的过度的能量摄入,并结合率和浓度的两种酚类化合物时应考虑产生新的功能食品。

数据可用性

可以按照客户要求所有的数据都包含在本研究通过联系相应的作者。

的利益冲突

没有关于这篇文章的出版的利益冲突。

作者的贡献

思远Mi和刘贾了同样的工作。

确认

本研究在经济上支持云南省应用基础研究项目(批准号2019 fd051),云南省教育部门的科学研究基金会(批准号2019 j0047),和北京重点实验室创新发展的功能性纤维和营养干预对慢性疾病。