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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。