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为探究茶中 L - 茶氨酸(THE)与表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是否协同抑制 α- 葡萄糖苷酶(α-GLU),研究人员通过光谱分析和计算模拟展开研究。发现 1.6 mM THE 与 0.11 mM EGCG 组合显著增强抑制效果,二者通过非共价作用影响酶结构与催化效率,为功能食品开发提供思路。
糖尿病作为全球高发的慢性疾病,其核心挑战之一是餐后血糖的有效控制。α- 葡萄糖苷酶(α-GLU)是人体内负责将复杂碳水化合物水解为单糖的关键消化酶,其活性直接影响餐后血糖水平。因此,抑制 α-GLU 活性成为控制餐后高血糖、干预糖尿病的重要策略。然而,目前临床常用的 α-GLU 抑制剂如阿卡波糖、米格列醇等,虽能有效降低血糖,但常伴随消化不良、腹胀、腹泻等副作用,寻找安全高效的天然替代物迫在眉睫。植物来源的活性成分因其多靶点、低毒性的特点备受关注,茶叶中的 L - 茶氨酸(THE)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)分别被证实对 α-GLU 有抑制作用,但其协同效应及机制尚不明确。
为填补这一研究空白,安徽农业大学等机构的研究人员开展了 “茶氨酸与表没食子儿茶素没食子酸酯协同抑制 α- 葡萄糖苷酶活性的光谱分析及计算模拟研究”,相关成果发表在《Food Chemistry》。该研究通过多维度实验与计算模拟,系统揭示了二者协同抑制 α-GLU 的分子机制,为天然活性成分在功能食品中的应用提供了科学依据。
研究主要采用的关键技术方法包括:光谱分析(荧光光谱、表面疏水性分析、同步荧光、三维荧光、圆二色光谱、傅里叶变换红外光谱),用于检测酶与化合物相互作用时的构象变化;差示扫描量热法(DSC)分析酶的热稳定性;分子对接和分子动力学模拟预测结合位点及相互作用模式。
抑制效果分析
通过不同浓度梯度实验发现,0.2–2 mM 的 THE 可显著降低 α-GLU 相对活性(p < 0.05),当浓度超过 1.6 mM 时抑制效果趋于稳定,提示 THE 通过结合酶活性位点并诱导构象变化发挥作用,高浓度时活性位点可能饱和。在此基础上,筛选出 1.6 mM THE 与 0.11 mM EGCG 的组合,其对 α-GLU 的抑制效果显著优于单一成分,证实二者存在协同效应。
相互作用机制探究
荧光猝灭实验表明,EGCG 未改变 THE 对 α-GLU 的静态猝灭模式,但显著促进酶构象变化,说明二者可能通过不同机制共同作用于酶分子。多光谱分析进一步显示,THE 和 EGCG 通过非共价相互作用(如氢键、疏水作用等)与 α-GLU 的关键氨基酸残基(如 ASP-242、PHE-303、PRO-312 等)结合,破坏酶活性中心结构,降低其催化效率。分子动力学模拟结果与光谱分析一致,验证了复合物的结合稳定性及对酶构象的调控作用。
结论与意义
本研究首次系统阐明了茶叶中 THE 与 EGCG 协同抑制 α-GLU 的分子机制:二者通过非共价作用靶向酶活性位点及关键构象位点,协同诱导酶结构重塑,进而降低催化效率。这一发现不仅揭示了茶叶活性成分的协同效应机制,也为开发低剂量、高疗效的天然 α-GLU 抑制剂提供了新方向,在糖尿病预防与功能食品领域具有重要应用潜力。研究结果为天然产物的多组分协同作用研究提供了方法学参考,推动了从单一成分向复杂体系调控的研究范式转变,有助于深化对药食同源物质作用机制的理解。