从节节木中分离化合物的 “多面潜能”:抗糖尿病、抗酪氨酸酶及抗氧化的新希望

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Applied Food Research 4.5

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  为探究节节木(Anabasis Articulata)中化合物的药用价值,研究人员分离鉴定了 4 种化合物(1 - 4),测试其抗氧化、抗糖尿病及抗酪氨酸酶活性。结果显示,化合物 1(槲皮素)表现突出,或可用于治疗糖尿病等疾病。该研究为新药研发提供参考。

  在漫长的人类历史长河中,植物来源的天然产物一直是传统医学的宝库。从柳树皮中提取的水杨酸衍生出了阿司匹林,罂粟中分离出的吗啡成为重要药物,这些经典案例让人们看到了植物天然产物的巨大潜力。然而,还有众多天然生物活性化合物等待挖掘。
在植物界中,节节木属(Anabasis L.)植物广泛分布于亚洲和地中海地区。其中,节节木(Anabasis Articulata)备受关注,它不仅具有独特的外观,还在民间被用于缓解多种疾病,如瘙痒、湿疹、发热、糖尿病等,同时也能改善肾脏功能。近年来,节节木提取物被报道具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗肿瘤等多种生物活性,其体内含有的三萜皂苷糖苷、酚类化合物、儿茶素单宁、皂苷和甾醇等成分,为这些活性提供了物质基础。但此前对其提取物的研究较多,对其中具体化合物的深入研究较少。

与此同时,在健康医学领域,糖尿病、皮肤色素沉着问题以及氧化应激相关疾病严重影响人们的生活质量。糖尿病患者需要更好的治疗药物来控制血糖水平,皮肤色素沉着困扰着众多爱美人士,氧化应激更是与癌症、心血管疾病等多种慢性疾病紧密相关。寻找安全有效的治疗方法和药物迫在眉睫。在这样的背景下,来自国外研究机构的研究人员将目光聚焦在节节木上,希望从其分离的化合物中找到解决这些健康问题的新途径。他们开展了从节节木中分离化合物,并对其进行抗氧化、抗糖尿病和抗酪氨酸酶(一种与皮肤色素沉着密切相关的酶)活性评估的研究。研究成果发表在《Applied Food Research》上,为相关疾病的治疗提供了新的思路和潜在药物选择。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先是植物材料的采集与处理,从巴基斯坦的特定区域采集节节木的叶和茎,经专家鉴定后制成粉末。然后通过提取与分离技术,利用甲醇进行提取,再通过多种溶剂进行分馏,结合柱色谱和 HPLC 等方法,成功分离出 4 种化合物(1 - 4)。接着,运用 UPLC - ESI - Q - TOF/MS 技术对提取物进行分析,鉴定其中的化合物成分。在活性测试方面,采用 DPPH 和 ABTS 自由基清除试验评估抗氧化活性,通过 α - 葡萄糖苷酶和 α - 淀粉酶抑制试验检测抗糖尿病活性,利用蘑菇酪氨酸酶进行抗酪氨酸酶活性评估。最后,运用分子对接和 ADMET 分析对化合物的潜在作用机制和药代动力学特性进行深入研究 。

化合物的分离与鉴定


研究人员从节节木的甲醇提取物中成功分离出 4 种主要化合物(1 - 4),并通过色谱和光谱方法对其结构进行了精确鉴定。其中化合物 1(槲皮素)为黄色,通过 NMR 数据确定其为多羟基黄酮类化合物,其结构中的芳香质子和碳信号特征明显,ESI - MS 进一步确认了其质量。

抗氧化潜力研究


研究人员采用 DPPH 和 ABTS 自由基清除试验评估化合物 1 - 4 的抗氧化活性。结果显示,化合物 1 表现最为突出,在 1000μg/mL 时,DPPH 清除率达 87.75%,IC50值为 62μg/mL;ABTS 清除率达 85.75%,IC50值为 35μg/mL,表明其具有优异的自由基清除能力。化合物 3 也表现出显著的抗氧化活性,IC50值与化合物 1 相近。而化合物 2 和 4 的抗氧化活性相对较弱。

体外抗糖尿病潜力研究


通过检测化合物对 α - 葡萄糖苷酶和 α - 淀粉酶的抑制作用来评估其抗糖尿病潜力。实验结果表明,化合物 1 对这两种酶的抑制活性最强。在抑制 α - 葡萄糖苷酶方面,其 IC50值为 32μg/mL,在 1000μg/mL 时抑制率高达 89.92%;抑制 α - 淀粉酶时,IC50值为 30μg/mL,1000μg/mL 时抑制率为 85.98% ,与标准抑制剂阿卡波糖相当。其他化合物也有一定的抑制作用,但效果不如化合物 1。

酪氨酸酶抑制研究


研究发现化合物 1 - 4 对酪氨酸酶的抑制作用呈剂量依赖性,IC50范围为 4.14 - 75.99μM。其中化合物 1 的抑制作用最强,IC50值为 4.14μM。通过 Lineweaver - Burk 双倒数图和 Dixon 图分析,表明化合物 1 对酪氨酸酶的抑制属于竞争性抑制。

计算机模拟(in silico)分析


分子对接结果显示,化合物 1 与 α - 葡萄糖苷酶、α - 淀粉酶和酪氨酸酶都能形成稳定的相互作用。与 α - 葡萄糖苷酶的对接分数为 - 7.02 kcal/mol,形成 5 种相互作用;与 α - 淀粉酶对接分数为 - 5.82 kcal/mol,形成 4 种相互作用;与酪氨酸酶对接分数为 - 5.37 kcal/mol,形成 4 种相互作用。这些结果表明化合物 1 可能通过与酶的活性位点结合来抑制酶的功能。

ADMET 分析表明,化合物 1 符合 Lipinski 规则,具有良好的药物相似性。其拓扑极性表面积(TPSA)值在最佳范围内,胃肠道吸收高,但不能穿过血脑屏障。化合物 1 的水溶性(Log S)为 - 3.16,生物利用度分数为 0.55,显示出良好的口服吸收和系统循环渗透能力。在毒性方面,化合物 1 对多种毒性(如肝毒性、心脏毒性、神经毒性等)呈阴性,但预计具有呼吸毒性和肾毒性 。

综合上述研究,化合物 1(槲皮素)在抗氧化、抗糖尿病和抗酪氨酸酶方面表现卓越。它能有效清除自由基,抑制 α - 葡萄糖苷酶和 α - 淀粉酶,从而减缓碳水化合物的分解和葡萄糖的吸收,有望成为治疗糖尿病的潜在药物。同时,它对酪氨酸酶的竞争性抑制作用,为治疗皮肤色素沉着疾病提供了新的可能。分子对接和 ADMET 分析进一步验证了其作用机制和药物特性,虽然存在一定的潜在毒性,但总体表现出良好的开发前景。这项研究为开发新型抗氧化、抗糖尿病和治疗色素沉着疾病的药物提供了重要依据,也为从天然植物中挖掘更多药用价值指明了方向。未来,还需要进一步开展体内研究,以全面评估化合物 1 的安全性和有效性,推动其从实验室走向临床应用的进程。

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