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荔枝壳多酚抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的作用及其机制研究

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1. 前言

1.1.荔枝的研究概况

1.2.降糖活性药物研究现状

1.3.酚类化合物抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的构效关系

1.4.酚类物质与酶相互作用的研究方法

1.5.本课题研究意义，目的和研究内容

2. 材料与方法

2.1.材料与仪器

2.2.实验设计及操作方法

3. 结果与分析

3.1.荔枝壳多酚提取物总酚、总黄酮和原花青素含量

3.2.荔枝壳多酚对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制作用

3.3.荔枝壳多酚对α-葡萄糖苷酶活性抑制的动力学分析

3.5. 荔枝壳多酚对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶二级结构的影响

3.6.荔枝壳多酚的结构鉴定

4. 结论与讨论

4.1.讨论

4.2.结论

4.3.创新点

4.4.展望

致谢

参考文献

附录 作者攻读硕士学位期间发表的论文和专利情况

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摘要

近年来，随着生活水平的提高，糖尿病的发病率也持续上升。在糖尿病人中，绝大多数属于II型糖尿病，这类病人的血糖可以不通过胰岛素来调节。其中α-葡萄糖α-淀粉酶抑制剂是调节餐后血糖水平的首选药物，因此，具有抑制酶活力的植物提取物受到食品领域研究者的广泛关注。
　　我国荔枝产量位居世界首位，在加工过程中会产生大量的荔枝壳等副产物。研究表明，荔枝壳多酚类物质含量丰富，现有的研究主要集中在抗氧化、改善动脉粥样硬化等方面，对其降糖的研究鲜有报道。本论文以荔枝壳为研究对象，分离提取游离酚和结合酚，研究其对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制作用和抑制类型，并对相关机理进行了探究，为荔枝加工副产品的开发和利用提供科学指导和理论依据。主要研究结果和概论如下：
　　（1）荔枝壳游离酚和结合酚对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶有明显的抑制效果，抑制类型均为混合型抑制。游离酚和结合酚对α-葡萄糖苷酶的半数抑制浓度IC50值分别为11μg/mL和112μg/mL，对α-淀粉酶的IC50值分别为0.5 mg/mL和1.34 mg/mL。
　　（2）荔枝壳游离酚和结合酚能降低α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的内源荧光强度，且成剂量-效应关系。游离酚和结合酚与α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶相互作用后，分别造成α-葡萄糖苷酶的荧光光谱最大发射波长发生红移（5±1 nm）和蓝移（4±1 nm），α-淀粉酶的荧光光谱最大发射波长也发生红移和蓝移（5±1 nm）。游离酚对α-葡萄糖苷酶的猝灭类型为静态猝灭；而结合酚对α-葡萄糖苷酶的猝灭类型为动-静态联合猝灭，并且以静态猝灭为主，动态猝灭为辅。游离酚和结合酚不与α-葡萄糖苷酶产生距离作用，其结合位点数为1。游离酚和结合酚对α-淀粉酶的猝灭类型均为静态猝灭为主，动态猝灭为辅的动-静态联合猝灭，且均与α-淀粉酶产生距离作用，其结合位点数为2。
　　（3）圆二色谱研究结果表明，随着游离酚浓度的增加，α-葡萄糖苷酶的α-螺旋和β-折叠增加，而β-转角和无规则卷曲则减少，α-淀粉酶的α-螺旋增加，而β-折叠、β-转角和无规则卷曲则减少；而随着结合酚浓度的增加，α-葡萄糖苷酶的α-螺旋和β-转角逐渐较少，β-折叠和无规则卷曲逐渐增加；α-淀粉酶的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲随着结合酚浓度的增加而增加，而β-转角则逐渐减少。以上结果表明，荔枝壳游离酚和结合酚能改变α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的二级结构，酶的活性部位，从而抑制其活性。
　　（4）利用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）法对荔枝壳游离酚和结合酚的结构进行鉴定，结果表明，游离酚主要成分包括儿茶素，原花青素A2，山奈酚-3-O-葡糖苷，槲皮素，山奈酚-3-O-芸香糖苷，芦丁，水杨酸，其中原花青素A2含量最高。结合酚中含有荭草苷，没食子酸，香草酸，龙胆酸，水杨酸，槲皮素，山奈酚-3-O-芸香糖苷，其中龙胆酸含量最高。这些酚类化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用明显高于对α-淀粉酶的抑制作用，其中原花青素A2对α-葡萄糖苷酶的抑制作用最强，槲皮素对α-淀粉酶的抑制作用最强。

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