基于UPLC-ESI/MS-MS分析的埃及产Cordia myxa叶与果实代谢组学比较:抗氧化活性与酶抑制特性的新发现

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究通过UPLC-ESI/MS-MS技术首次系统解析埃及产Cordia myxa叶与果实的代谢谱,发现叶提取物富含黄酮类化合物(如槲皮素、山奈酚苷),其抗氧化能力(DPPH/ABTS/CUPRAC/FRAP)显著优于果实;而果实提取物对乙酰胆碱酯酶(AChE)和酪氨酸酶的抑制活性更突出。分子对接证实槲皮素等成分与靶酶(如4BDS BChE)高亲和结合,为开发天然抗氧化剂和抗糖尿病/神经退行性疾病药物提供新依据。

  

在传统医学和现代药物研发的交汇处,植物天然产物始终是宝藏般的存在。Cordia myxa(亚述李)作为Boraginaceae家族的落叶植物,其果实和叶片在亚洲、非洲等地被广泛用于治疗伤口愈合、咳嗽、糖尿病等疾病。然而,这种植物的药理活性成分与作用机制长期缺乏系统性研究,尤其是其抗氧化和关键代谢酶抑制特性的物质基础尚未明确。随着全球糖尿病、阿尔茨海默病等慢性疾病负担加剧,寻找高效低毒的天然酶抑制剂成为迫切需求。

针对这一科学问题,埃及艾因夏姆斯大学药学院的研究团队开展了一项开创性工作。他们采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-ESI/MS-MS)技术首次对埃及生长的Cordia myxa叶和果实进行代谢组学分析,鉴定出24种叶成分和19种果实成分,涵盖酚酸、黄酮苷、木脂素等类别。研究发现叶片提取物总酚含量(71.73 mg GAE/g)显著高于果实,其抗氧化能力在DPPH(100.80 mg TE/g)、ABTS(134.43 mg TE/g)等测试中表现突出;而果实提取物则展现出更强的AChE抑制(2.59 mg GALAE/g)和酪氨酸酶抑制(65.04 mg KAE/g)活性。通过分子对接,槲皮素、山奈酚和咖啡酸被证实与靶酶(如BChE 4BDS、AChE 4EY7)具有高亲和力。这项发表于《Scientific Reports》的研究不仅揭示了该植物的化学多样性,更为开发新型抗糖尿病和神经保护剂提供了分子基础。

关键技术方法包括:1)采用UPLC-ESI/MS-MS进行代谢物鉴定;2)通过DPPH、ABTS、CUPRAC等6种体外实验评估抗氧化活性;3)测定对AChE、BChE、酪氨酸酶等5种酶的抑制率;4)利用Discovery Studio进行分子对接验证活性成分与靶酶相互作用。

研究结果:

  1. 代谢组学分析:叶提取物中黄酮苷(如槲皮素-O-己糖苷)和甲基迷迭香酸酯为特有成分,而果实中羟基苯甲酸苷和香豆酸苷更丰富。质谱数据揭示山奈酚苷通过RDA裂解产生m/z 285特征碎片。

  2. 抗氧化特性:叶提取物在铜离子还原(CUPRAC: 290.87 mg TE/g)和铁还原(FRAP: 205.78 mg TE/g)测试中表现最优,而果实仅在金属螯合(20.59 mg EDTAE/g)方面占优,可能与多糖含量相关。

  3. 酶抑制活性:叶片对BChE(1.68 mg GALAE/g)和α-葡萄糖苷酶(1.71 mmol ACAE/g)抑制更强,而果实对酪氨酸酶的抑制力是叶片的2.5倍,提示二者适用不同疾病场景。

  4. 分子对接:槲皮素与BChE活性中心的GLY116、HIS438形成氢键和π-阳离子相互作用(-CDOCKER=52.72),咖啡酸则通过盐桥与TYR337结合,解释了其抑制α-淀粉酶(34.63分)的分子机制。

这项研究首次建立了Cordia myxa化学成分与多靶点活性的关联图谱,证实叶片是优质抗氧化剂来源,而果实更适合开发神经保护剂。其意义在于:1)为传统药用价值提供科学依据;2)发现槲皮素等先导化合物可优化为特异性酶抑制剂;3)提出"部位特异性开发"策略,避免资源浪费。未来需进一步分离活性单体并开展体内验证,推动该植物从民间验方向现代药物的转化。

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