• 《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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    江香薷乙酸乙酯成分及其抑制α-葡萄糖苷酶活性分析

    2021-10-12 15:45:00 來源: 食品安全導刊

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    鄒 毅,潘建萍,周 敏

    (贛南衛生健康職業學院,江西贛州 341000)

    摘 要:研究江香薷中抑制α-葡萄糖苷酶活性成分,采用硅膠柱層析、葡聚糖凝膠柱色譜、重結晶等方法從江香薷乙酸乙酯部位分離純化出單體化合物,根據化合物理化性質及波譜數據鑒定化學結構,采用4-硝基酚-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG)法進行α-葡萄糖苷酶抑制活性評價。結果表明,從江香薷乙酸乙酯部位分離得到7個化合物,分別為南燭樹脂酚(1)、(-)-5-甲氧基異落葉松樹脂素((-)-5-methoxyisolariciresinol)(2)、松脂醇(Pinoresinol)(3)、isoeucommin A(4)、丁香樹脂醇-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(Episyringaresinol-4-O-β-D-glucopyranoside)(5)、槲皮素(6)、山奈酚(7),化合物1~5為首次從該植物中分離得到。體外α-葡萄糖苷酶抑制活性實驗結果顯示,化合物1、7對α-葡萄糖苷酶的抑制率達到86%以上,50分別為(47.15±0.41)mg/L、(42.34±0.62)mg/L,化合物6的抑制率為94.11%,50是(39.28±0.30)mg/L,活性與陽性對照組Acarbose相當?;衔?為競爭性抑制,化合物6、7為非競爭抑制。

    關鍵詞:江香薷;化學成分;α-葡萄糖苷酶抑制活性

    江香薷(Mosla chinensis)為唇形科石薺苧屬植物,以干燥地上部分入藥,屬藥食同源品種,為江西省的大宗藥材之一,主產于新余市分宜縣和渝水區等地。江香薷味辛,微溫,具有發汗解表,化濕和中的功效,可用于治療暑濕感冒、惡寒發熱、頭痛無汗、腹痛吐瀉、水腫、小便不利等病癥[1]。國內外關于該植物的形態、資源、化學成分及生物活性研究報道較多,且發現該植物包含揮發油、生物堿、苷類、多糖、黃酮等多種化學成分,具有抗菌、調血脂、降糖、抗氧化、提高免疫力等藥理活性[2-3]。然而,目前研究多集中于具有抗炎、抗病毒等活性的揮發油成分的研究,對于其他成分的藥理活性研究報道甚少。α-葡萄糖苷酶抑制劑(AGI)是治療Ⅱ型糖尿病(DM)常用的口服藥物,目前已上市的有阿卡波糖、伏格列波糖等,但其胃腸道方面副作用明顯,從天然產物中篩選新的AGI的研究越來越受到廣泛關注。本課題組從江香薷中分離了7個化合物,并從中篩選出具有較強抑制α-葡萄糖苷酶活性的化合物。

    1 材料及儀器

    江香薷全草于2020年采自新余市分宜縣,全草性狀符合相關文獻描述[2],經贛南醫學院副教授胡海波鑒定為江香薷(Mosla chinensis)。

    Inova 500型核磁共振儀,TMS內標;Shimadzu LC-6AD液相色譜儀,制備柱YMC-Pack ODS-A;HP-20大孔吸附樹脂;LH-20型葡聚糖凝膠,Amersham Pharmacia Biotech公司;反相硅膠柱,日本YMC公司;柱色譜硅膠G;硅膠GF254;試劑為色譜純或分析純級別;MK3酶標儀(Thermo Lab systems公司);96孔板(上海一研生物科技有限公司);PNPG、阿卡波糖(純度≥98%),上海研生實業有限公司。

    2 提取分離

    將6 kg干燥的江香薷地上部分切碎,用95%乙醇回流提取3次,合并提取液,減壓濃縮至無醇味后得乙醇總浸膏。將總浸膏加水混懸,分別用石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇萃取。乙酸乙酯部位(38 g)經硅膠柱色譜(氯仿∶甲醇,1∶0→1∶1)梯度洗脫得到8個組分(A-H)。B組分(3.3 g)經硅膠柱色譜(石油醚∶乙酸乙酯,3∶1)、Sephadex LH-20柱色譜(甲醇)和制備液相色譜得化合物1(8.5 mg)、化合物2(5.2 mg)和化合物3(7.5 mg)。C組分(8.3 g)經硅膠柱色譜和制備液相色譜分別得化合物6(2.8 mg)和化合物

    7(3.7 mg)。E組分(6.6 g)經Sephadex LH-20柱色譜(甲醇)、硅膠柱色譜(氯仿-甲醇-水,10∶1∶0.1)得到化合物4(3.8 mg)和化合物5(5.6 mg)。

    3 化合物鑒定

    從江香薷乙酸乙酯部位分離得到的化合物依據實驗測試結果,鑒定結果如下,化合物結構如圖1所示。

    (1)化合物1。白色粉末,ESI-MS:435[M+H]+。1H-NMR(MeOH-4,500 MHz):6.60(1H,s,H-2′),

    6.40(1H,s,H-2,6),4.32(1H,d,=5.5 Hz,H-7),2.71,2.59(each1H,m,H-7′),1.98(1H,m,H-8),1.64(1H,m,H-8′),3.60(2H,m,H-9),3.51(2H,m,H-9′),3.87(3H,s,3′-OMe),3.75(6H,s,3,5-OMe),3.39(3H,s,5′-OMe),4.84,4.40(2H,t,-CH2OH)。13C-NMR(MeOH-4,125 MHz)δ:139.3(C-1),106.9(C-2,6),149.0(C-3,5),134.5(C-4),42.3(C-7),49.8(C-8),64.2(C-9),130.2(C-1′),107.8(C-2′),148.7(C-3′),138.3(C-4′),147.7(C-5′),126.2(C-6′),33.6(C-7′),40.9(C-8′),66.8(C-9′),56.8(3,5-OMe),60.1(3′-OMe),56.6(5′-OMe)。以上數據與文獻[3]報道一致,鑒定該化合物(+)lyoniresinol(南燭樹脂酚)。

    (2)化合物2。白色粉末,ESI-MS:383[M+Na]+,359[M-H]-。1H-NMR(DMSO-6,500 MHz):6.62(1H,d,=1.5 Hz,H-2),6.67(1H,d,=8 Hz,H-5),6.47(1H,dd,=8,1.5 Hz,H-6),3.73(1H,d,=9.5 Hz,H-7),1.83(1H,m,H-8),6.59(1H,s,H-2′),6.07(1H,s,H-5′),2.71~2.61(2H,m,H-7′),1.60(1H,m,H-8′),3.43(2H,m,H-9),3.14(1H,m,H-9′),3.56(1H,m,H-9′),3.68(3H,s,OMe-3),3.69(3H,s,OMe-3′),8.42,8.73(2H,s,Ar-OH),4.84,4.40(2H,t,-CH2OH);13C-NMR(DMSO-6,125 MHz):127.1(C-1),111.8(C-2),145.5(C-3),144.1(C-4),116.2(C-5),132.5(C-6),32.3(C-7),38.0(C-8),63.5(C-9),136.2(C-1′),106.6(C-2′),147.8(C-3′),133.7(C-4′),147.6(C-5′),106.6(C-6′),46.5(C-7′),45.7(C-8′),59.7(C-9′),55.5(OMe-3),56.0(OMe-3′,5′)。以上數據與文獻[4]報道一致,鑒定該化合物為(-)-5-甲氧基異落葉松樹脂素((-)-5-methoxyisolariciresinol)。

    (3)化合物3。無色油狀,ESI-MS:381[M+Na]+,1H-NMR(500 Mz,CDCl3):6.80~6.89(6H,Ar-H),4.78(2H,d,=4.0 Hz,H-7,7′),4.28(2H,dd,=9.0,7.0 Hz,H-9a,9a′),3.91(2H,dd,=9.0,7.0 Hz,H-9b,9b′),3.96(6H,s,3,3′-OCH3),3.15(2H,m,H-8,8′)。13C-NMR(150 Mz,CDCl3):133.1(C-1,1′),108.7(C-2,2′),146.8(C-3,3′),145.4(C-4,4′),114.4(C-5,5′),119.1(C-6,6′),86.0(C-7,7′),54.3(C-8,8′),71.8(C-9,9′),56.1(3,3′-OCH3)。以上數據與文獻[5]報道一致,鑒定該化合物為pinoresinol(松脂醇)。

    (4)化合物4。白色粉末,1H-NMR(500 Mz,MeOH-4):7.02(1H,brs,H-2),7.14(1H,d,=8.0 Hz,H-5),6.91(1H,d,=8.0,1.5 Hz,H-6),6.65(2H,s,H-2′,6′),4.75(1H,brs,H-7),4.71(1H,brs,H-7′),4.25,3.88(each 1H,m,H-9),3.68,3.40(each 1H,m,H-9′),3.12(2H,brs,H-8,8′),3.86(3H,s,3-OCH3),3.84(6H,s,3′,5′-OCH3),4.87(1H,d,=7.0 Hz,Glc-1)。13C-NMR(125 Mz,MeOH-4):136.2(C-1),111.6(C-2),151.0(C-3),147.5(C-4),118.0(C-5),119.8(C-6),87.0(C-7),55.5(C-8),72.8(C-9),133.1(C-1′),104.5(C-2′,6′),149.3(C-3′,5′),137.5(C-4′),87.6(C-7′),55.5(C-8′),72.7(C-9′),56.8(3-OCH3),56.8(3′,5′-OCH3),102.8(Glc-1),74.9(Glc-2),77.8(Glc-3),71.3(Glc-4),78.2(Glc-5),62.5(Glc-6)。以上數據與文獻[6]報道一致,鑒定該化合物為isoeucommin A。

    (5)化合物5。白色粉末,1H-NMR(500 Mz,DMSO-6)

    :6.67(2H,brs,H-2,6),6.61(2H,s,H-2′,6′),4.71(1H,brs,H-7),4.63(1H,brs,H-7′),4.19,3.80(each 2H,m,H-9,9′),3.06(2H,brs,H-8,8′),3.77(6H,s,3,5-OCH3),3.76(6H,s,3′,5′-OCH3),4.90(1H,d,=7.0 Hz,Glc-1)。13C-NMR(125 Mz,DMSO-6):137.3(C-1),103.7(C-2,6),152.7(C-3,5),133.8(C-4),85.1(C-7),53.7(C-8),71.3(C-9),131.3(C-1′),102.7(C-2′,6′),148.0(C-3′,5′),135.0(C-4′),85.4(C-7′),53.7(C-8′),71.2(C-9′),56.5(3,5-OCH3),56.1(3′,5′-OCH3),104.2(Glc-1),74.2(Glc-2),76.6(Glc-3),71.2(Glc-4),77.3(Glc-5),61.0(Glc-6)。以上數據與文獻[7]報道一致,鑒定該化合物為丁香樹脂醇-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(episyringaresinol-4-O-β-D-glucopyranoside)。

    (6)化合物6。黃色粉末,1HNMR(400 MHz,DMSO):7.67(1H,d,=2.0 Hz,H-2′),7.55(1H,dd,J=8.4,2.0 Hz,H-6′),6.89(1H,d,J=8.4 Hz,H-5′),6.39(1H,brs,H-8),6.18(1H,brs,H-6),以上數據與文獻[8]報道一致,鑒定該化合物為槲皮素(quercertin)。

    (7)化合物7。黃色粉末,1HNMR(400 MHz,DMSO):8.04(1H,d,=8.0 Hz,H-2′,6′),6.91(1H,d,=8.0 Hz,H-3′,5′),6.40(1H,brs,H-8),6.16(1H,brs,H-6),以上數據與文獻報道一致,鑒定該化合物為山奈酚(kaempferol)。

    4 抑制α-葡萄糖苷酶活性的篩選

    參考文獻[9]方法,以PNPG為底物,在96微孔板上測定α-葡萄糖苷酶活性,并用阿卡波糖作為陽性對照。取102 μL磷酸鉀緩沖液(pH6.8),加入6 μLDMSO,15 μLα-葡萄糖苷酶(0.1 U/mL),恒溫(37 ℃)反應10 min,加入15 μLPNPG(1.2 mmol/L),恒溫(37 ℃)反應10 min,加60 μLNa2CO3,在405 nm 波長處測吸光度值。計算酶活性抑制率=[1-(樣品組-樣品空白組)/(陰性組-空白組)]×100%,用Origin6.0求對應的50。酶活性抑制作用結果見表1,由表可知,化合物1、6、7對α-葡萄糖苷酶活性抑制作用較強,其抑制率分別為88.57%、94.11%、90.18%。50分別為(47.15±0.41)mg/L、(39.28±0.30)mg/L、(42.34±0.62)mg/L。

    5 酶抑制類型的確定

    分別取化合物1、6、7兩個不同濃度,PNPG取4個不同濃度,根據Lineweave-Burk作圖法,分別繪制3個化合物的抑制作用動力學曲線,見圖2、圖3和圖4。

    由上圖可知,化合物1對α-葡萄糖苷酶抑制作用為競爭性抑制,化合物濃度增大而反應速度max不變,根據競爭性抑制動力學方程計算其Ki為37.6 mg/L?;衔?、7則屬于非競爭性抑制劑,max隨濃度的增大而減小,根據非競爭性抑制動力學方程求出2個化合物的Ki分別為

    156.2 mg/L、3.09 mg/L。

    6 結論

    目前對于江香薷多集中于具有抗炎、抗病毒等活性的揮發油成分的研究,而本課題首次利用體外篩選模型對江香薷乙酸乙酯萃取物抑制α-葡萄糖苷酶活性成分進行了研究,從中分離鑒定出7個化合物。其中,化合物1~5為首次從該植物中分離得到。利用96微孔板PNPG法評價化合物對α-葡萄糖苷酶的抑制活性,篩選出較強抑制酶活性的化合物1、6、7,其中化合物1屬于競爭性抑制,化合物6、7屬于非競爭性抑制。本研究有助于加快江香薷資源的現代化開發,并為深入研究天然AGI藥物提供方向。

    參考文獻

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    [9]李婷,張小東,宋聿文,等.一種用微孔板篩選alpha-葡萄糖苷酶抑制劑的方法(英文)[J].中國臨床藥理學與治療學,2005(10):1128-1134.

    作者簡介:鄒毅(1983—),男,江西瑞金人,碩士,講師。研究方向:天然藥物活性物質產業化開發。

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