基于光谱法结合分子模拟技术研究黄酮化合物对胰脂肪酶的抑制作用机制

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hlpaccp
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着社会不断发展、人们生活水平的不断提高以及体力劳动的日益减少,全球范围内肥胖患者越来越多。肥胖已被WHO列为与艾滋病、吸烟齐名的三大人体健康杀手。胰脂肪酶是胰腺合成和分泌的主要脂解酶,在甘油三酯的高效消化过程中起着关键的作用。胰脂肪酶负责膳食脂肪总量50–70%的水解,将饮食中的脂肪分解成甘油单酯和脂肪酸后,被人体重新吸收合成自身所需脂肪。过多的脂肪堆积容易造成肥胖并引起冠心病、高血糖、心脏病、退化性关节炎、痛风、高血脂、睡眠呼吸终止症、高血压、结肠癌等多种疾病。采用临床抑制剂对胰脂肪酶进行抑制是目前治疗肥胖及其并发症最有效的方法之一。然而,这些临床抑制剂如奥利司他对人体都会产生不同程度的副作用,使得它们的临床应用受到限制。因此,开发新型、低毒、低副作用的胰脂肪酶抑制剂,包括从食品与中草药中提取胰脂肪酶抑制剂,已成为近年来的研究热点之一。黄酮化合物广泛存在于可食用植物中,因其具有多种药理作用,且毒副作用小,活性高,已成为研究和开发抗肥胖及其并发症的食品功能因子和药物的重要资源。本文选取了三种黄酮化合物(白杨素、芹菜素、山奈酚)为研究对象,研究了这三种黄酮化合物对胰脂肪酶的抑制动力学,并探讨了其与奥利司他的联合抑制作用。又通过分析三种黄酮化合物对胰脂肪酶结构的影响并结合分子对接,探讨了它们抑制胰脂肪酶活性的分子机制。此外,还研究了可溶性糖类(D-果糖、蔗糖、水苏糖)对三种黄酮化合物抑制胰脂肪酶抑制活性的影响。主要结果如下:1、白杨素、芹菜素、山奈酚对胰脂肪酶都有一定的抑制作用,IC50值分别为(8.21±0.02)×10-4mol L-1、(4.53±0.03)×10-4mol L-1、(2.29±0.05)×10-4mol L-1,抑制胰脂肪酶能力大小为:山奈酚>芹菜素>白杨素。白杨素、芹菜素、山奈酚都是以竞争型方式可逆地抑制胰脂肪酶活性,其抑制常数Ki值分别为(3.32±0.51)×10-4mol L-1、(2.87±0.57)×10-4mol L-1、(1.61±0.07)×10-4mol L-1。白杨素、芹菜素、山奈酚与奥利司他联合抑制胰脂肪酶活性时,在较小浓度内均表现出了协同作用,当黄酮化合物和奥利司他联用浓度较大时,则表现出拮抗作用。2、白杨素、芹菜素、山奈酚都可以有效猝灭胰脂肪酶的内源性荧光,与胰脂肪酶结合的过程也都是自发进行的放热过程。疏水作用力和氢键是驱动白杨素(或山奈酚)与胰脂肪酶结合的主要作用力,而芹菜素与胰脂肪酶结合的主要驱动力是范德华力和氢键。不同温度下,白杨素、芹菜素、山奈酚的n值均约为1,表明白杨素、芹菜素、山奈酚在胰脂肪酶上只有一个或一类结合位点。白杨素、芹菜素、山奈酚与胰脂肪酶的结合距离r分别为4.41 nm、5.33 nm、4.01 nm,小于8 nm,且在0.5R0<r<1.5R0内,暗示该三种黄酮与胰脂肪酶发生了非辐射能量转移。利用化学计量学多元曲线分辨–交替最小二乘法(MCR–ALS)对芹菜素和胰脂肪酶相互作用的荧光光谱进行解析,获得了胰脂肪酶、芹菜素和芹菜素-胰脂肪酶复合物的纯光谱及其浓度变化曲线,证实了芹菜素-胰脂肪酶复合物的形成并能监测芹菜素与胰脂肪酶的反应进程。3、白杨素、芹菜素、山奈酚能够不同程度的猝灭酪氨酸、色氨酸的荧光,其猝灭能力为:山奈酚>芹菜素>白杨素,但对其峰位置的影响并不明显,表明三种黄酮仅能微弱的改变酪氨酸和色氨酸周围的微环境。白杨素、芹菜素、山奈酚会引起胰脂肪酶的α-螺旋和β-转角含量增加,以及β-折叠和无规卷曲则含量的减少,表明三种黄酮均能导致胰脂肪酶的结构变得更加紧密,使得底物难以进入活性中心,从而降低胰脂肪酶的催化效率。分子对接表明,白杨素、芹菜素、山奈酚均是结合在胰脂肪酶的site1位点,它们与胰脂肪酶结合的相互作用能大小为:白杨素>芹菜素>山奈酚,这也有可能是山奈酚抑制胰脂肪酶活性能力最强、芹菜素次之、白杨素最弱的原因之一。此外,从分子对接的角度,揭示了奥利司他对胰脂肪酶的抑制作用强于白杨素、芹菜素以及山奈酚的原因。而与底物相比,三种黄酮化合物更容易与其竞争胰脂肪酶的结合位点,从而使底物无法与胰脂肪酶发生相互作用,最终使得胰脂肪酶的催化活性降低或无法发挥作用。以芹菜素为例,通过分子动力学模拟发现芹菜素与胰脂肪酶结合的复合物的诱导了部分区域氨基酸残基的波动,诱导了酶结构的变化,使得酶的催化能力降低。4、在黄酮化合物-胰脂肪酶体系中分别加入D-果糖、蔗糖和水苏糖能够增加黄酮化合物抑制胰脂肪酶的能力。不同浓度的D-果糖(或蔗糖或水苏糖)对白杨素、芹菜素、山奈酚抑制胰脂肪酶活性的影响是基本相当,这说明可溶性糖类的浓度不是影响白杨素、芹菜素、山奈酚抑制胰脂肪酶活性的主要因素,而在相同温度下,可溶性糖的种类则是影响三种黄酮抑制酶活性的主要因素,其增强黄酮化合物抑制胰脂肪酶活性的能力大小为:水苏糖>蔗糖>D-果糖。荧光光谱法发现,加入D-果糖、蔗糖及水苏糖不会改变胰脂肪酶的荧光强度。以芹菜素为例,与芹菜素-胰脂肪酶体系相比,加入D-果糖、蔗糖和水苏糖增强了芹菜素对酶荧光的猝灭能力,相同温度下,三种糖增强芹菜素猝灭胰脂肪酶荧光能力的顺序为水苏糖>蔗糖>D-果糖。可溶性糖类存在下,芹菜素对胰脂肪酶的荧光猝灭仍然为静态猝灭,它们的相互作用仍是自发进行的,其主要驱动力仍是范德华力和氢键。
其他文献
钢铁、原油、有色金属等主要原材料价格今年以来大幅上涨且持续高位运行,对宁波市工业经济造成不小的影响。本文分析了原材料上涨对我市工业行业、工业企业造成的影响,列举了工业企业的应对举措,建议从加强行业监管、拓宽应对渠道、加大企业帮扶等方面着手,来应对原材料上涨带来的风险挑战。
镀锌钢板是一种具有良好耐腐蚀性和韧性的钢种,被广泛应用于汽车制造、建筑行业。但镀锌钢板一直存在飞溅、裂纹、焊接质量差等问题,为了解决镀锌钢板焊接性差的问题,本文采用超声辅助熔化极惰性气体保护焊的焊接方法,利用石墨烯纳米颗粒作为增强材料,用来改善焊接工艺,提高焊接质量。本文利用浸渍涂覆的方法在镀锌薄钢板上面形成了不同含量石墨烯的均匀致密涂层,通过超声辅助熔化极氩弧焊(U-MIG)的复合焊接工艺将石墨
TA2工业纯钛有着高比强度,耐蚀性,优越的生物相容性以及良好的加工性能,经常应用于一些要求成形性能较好的零件中,比如飞机的隔热内蒙皮、船舶的换热器、螺旋桨等,但是纯钛的低硬度和低耐磨性限制了其进一步的应用与发展。据此本实验以TA2作为基体,先在TA2钛基板上制备Ni-WC复合镀层,之后对预镀层进行电子束或激光熔覆处理,获得具有优异力学性能的熔覆层,为拓展钛合金领域应用提供技术及理论支持。试验主要研
淀粉与脂质的相互作用已被广泛研究,其对淀粉功能特性和营养价值有重要影响。淀粉与脂质的相互作用包括:对脂肪酸或脂肪酸酯的络合作用表现为淀粉-脂质复合物的形成;以及对甘油三酯的吸附作用表现为淀粉的吸油性。而这两种作用是否相互影响尚无人研究。因此本文研究目的在于探究淀粉-油体系中淀粉-脂质复合物的形成及其对淀粉吸油性的影响,分为两方面:甘油三酯对淀粉-脂肪酸复合物形成的影响,以及淀粉-脂肪酸/脂肪酸酯复
以往的研究表明,在不同体系的金属材料超声点焊过程中,剧烈的物理化学变化会导致漩涡状或者网状反应相的形成。然而,这种特殊的漩涡结构的成型机制及其对超声波焊接接头性能的影响方面的研究依然不够系统。特别是在Cu/Sn的超声波焊接研究中,很少发现或讨论过类似漩涡的结构。本文选用电子封装领域最基础的Cu/Sn体系金属材料进行超声波点焊实验。首先采用Cu/Sn箔/Cu三明治结构进行超声波焊接,确定了最佳焊接工
咸蛋和皮蛋是中国传统的蛋制品,在腌制过程中食盐、强碱等能破坏蛋黄中的脂蛋白,释放脂质且能使蛋黄在不加热的情况下形成凝胶。本论文以咸蛋和皮蛋为研究对象,通过研究高盐、高盐-热协同、强碱等加工过程中蛋黄脂质特性的变化及蛋黄中水分、脂质的迁移,探索其对咸蛋、皮蛋蛋黄凝胶的影响。1.研究了鸭蛋在高盐、高盐-热协同和强碱加工条件下蛋黄脂质特性的变化。结果表明,随着腌制时间的延长,高盐处理和高盐-热协同处理使
三叶苷(Trilobatin,TLB)主要来源于壳斗科柯属木姜叶柯(Lithocarpus litseifolius(Hance)Chun),是含有C6-C3-C6骨架的二氢查尔酮,具有降血糖、抗炎、神经保护和抗HIV-1多种药理活性,但其水溶性较低,应用范围受到限制。目前黄酮类化合物的传统增溶方法涉及的工艺复杂且载体材料存在潜在毒性。甜菊糖苷(Steviol glycosides,STE)是一种
随着汽车轻量化的发展,汽车制造业对钢材的要求日渐提高。第三代先进高强钢QP980兼具高强度、高塑韧性以及良好的经济效益等优点,能够满足汽车构件的用钢需求。目前,冷金属过渡焊(CMT)以其优异的焊接特点(热输入小、无飞溅)早已经普及运用于车身制造中,然而国内外对QP980的CMT焊接工艺和数值模拟的研究信息较为匮乏,一定程度上限制了该钢材在汽车车身制造的推广和运用。因此,本文以GHS-90高强钢焊丝
作为多年生常绿乔木,苦槠每年的产籽量很高,苦槠籽可作为一种高产的野生淀粉新资源。目前苦槠籽的挥发性物质组成还未见报道,市场上的苦槠产品主要是苦槠淀粉经糊化凝胶后制成的产品,产品模式单一,附加值不高,尚未见到其他类型的苦槠产品,如即冲苦槠淀粉,苦槠资源未能被充分利用。水热处理是绿色环保的淀粉物理改性手段,因其反应条件温和、操作简便等特点,适合在苦槠产区的推广。本课题的采用不同的水热处理方法(韧化和湿
随着可生物降解金属材料的发展,镁基合金和铁基合金均因为降解速率及降解时的并发症等问题陷入技术瓶颈。Zn基合金则是在前两者的基础上开发出的新型可生物降解材料。它具有更优异的降解性能和生物相容性,但纯Zn的力学性能较差。因此,本文通过添加不同含量Zr、Ag以及对各成分铸态合金进行轧制,研究合金元素Zr、Ag和热轧对Zn-1.5Cu-yAg-xZr合金微观组织、力学性能和降解性能的影响。其结果如下:合金