近年来，痛风和糖尿病的发生率正呈现逐年上升的趋势，以黄嘌呤氧化酶(XO)和α-葡萄糖苷酶作为高尿酸血症和高血糖症的主要的酶靶点，探索毒性低、副作用小的天然植物成分对XO和α-葡萄糖苷酶抑制作用及其抑制机理已逐渐成为研究的热点。本论文应用多种现代分析方法(如紫外光谱法、荧光光谱法、红外光谱法和圆二色谱法)并结合分子模拟技术，研究了天然植物活性成分木犀草素对XO和α-葡萄糖苷酶的抑制作用、抑制动力学、失活动力学、热力学性质以及木犀草素对酶构象的影响，探讨了木犀草素抑制XO、α-葡萄糖苷酶活性分子机制。该研究为从分子水平上理解木犀草素的降尿酸和降血糖的药理药效以及开发新型天然的XO、α-葡萄糖苷酶抑制剂提供了理论依据。本文的主要研究内容和结果概述如下：1.简要介绍了黄嘌呤氧化酶、α-葡萄糖苷酶的结构、功能和生理特性，并详细的阐明了木犀草素的结构和药理药效功能；论述了抑制剂对酶的抑制作用以及与酶的结合机制的研究情况和方法；并阐述分子模拟技术在酶抑制方法中的应用。2.以XO和α-葡萄糖苷酶为酶靶点，利用UV-2450紫外分光光度计的动力学/时间软件，在37℃下，磷酸盐缓冲体系中，研究木犀草素对XO和α-葡萄糖苷酶的抑制作用，并获取木犀草素对二者的半抑制浓度，抑制作用类型，抑制常数及失活速率常数。实验结果表明，木犀草素是一种可逆的竞争型XO抑制剂(半抑制浓度IC50为4.79±0.02×106mol L1，抑制常数Ki为2.38±0.05×106molL1)，失活动力学分析木犀草素能够快速抑制XO的活性。木犀草素是一种可逆的非竞争型α-葡萄糖苷酶抑制剂，其半抑制浓度(IC50)为(1.72±0.05)×104mol L1(n=3)，求得抑制常数Ki为(1.40±0.02)×104mol L1(n=3)，α-葡萄糖苷酶的失活动力学表明木犀草素对α-葡萄糖苷酶的抑制是自发进行的，符合一级动力学反应，且α-葡萄糖苷酶在失活过程中有也两个失活速率，这意味着α-葡萄糖苷酶的失活存在一个短暂的中间体的过程，之后处于稳定状态。3、本章采用荧光猝灭和分子模拟手段研究了木犀草素与XO和α-葡萄糖苷酶的结合性质。实验结果表明，木犀草素能够通过静态猝灭过程使XO的荧光降低，且与XO有单一的结合位点，求得的焓变和熵变值分别为31.48±0.05kJ mol1和178.42±0.16J mol1K1，这表明疏水作用力是木犀草素与XO结合的主要驱动力，且结合过程是自发进行的；分子对接结果显示木犀草素能够结合到XO的活性中心区域(Mo原子)，木犀草素的A和B环能够与氨基酸残基Phe914和Phe1009产生分子间π π效应，这是药物分子与XO分子对接中重要的配体识别，且与XO活性中心的残基Thr1010和Arg880形成氢键，B环上的3′,4′-二羟苯基插入到了XO的疏水区域，表明木犀草素会与底物竞争活性位点，使XO的催效率降低。另外木犀草素对α-葡萄糖苷酶具有很强的静态荧光猝灭能力，计算的焓变值(17.58±0.1kJmol1)和熵变值(39.23±0.04J mol1K1)意味着木犀草素与α-葡萄糖苷酶的结合驱动力主要是疏水作用力，且不同温度下的自由能为负值，这表明木犀草素与α-葡萄糖苷酶相互作用是一个自发的反应，重叠光谱估算的两者结合距离为4.56nm；分子对接结果显示，木犀草素并没有结合到α-葡萄糖苷酶的活性中心，而是结合到了Phe303, Ser304, His305, Val308, Gly309, Thr310, Ser311和Pro312的周围，并与Thr310形成了一个氢键；B环上的3′,4′-二羟苯基插入到了α-葡萄糖苷酶活性中心的疏水区域，这可能会诱导活性中心口袋的关闭，阻碍底物的催化，最终使α-葡萄糖苷酶的催化效率降低。4、本章利用同步荧光光谱、圆二色谱和红外光谱技术研究木犀草素对XO和α-葡萄糖苷酶构象的影响，获取木犀草素对XO和α-葡萄糖苷酶酪氨酸和色氨酸残基周围疏水性和极性的影响，明确木犀草素存在下，XO和α-葡萄糖苷酶二级结构含量的变化。实验结果表明，木犀草素能够使XO的酪氨酸残基周围的极性降低，疏水性增加，并且诱导了XO的二级结构含量变化，α螺旋含量增加，黄嘌呤氧化酶蛋白质结构紧密而活性中心的形成，进而使酶的催化活性降低。另外木犀草素能够使α-葡萄糖苷酶的酪氨酸和色氨酸残基周围的极性增加，疏水性降低；木犀草素也能够改变α-葡萄糖苷酶的构象，使其二级结构的含量发生变化，α螺旋含量降低，活性中心口袋关闭，而不利于底物的催化。