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综述:双效α-淀粉酶与α-葡萄糖苷酶抑制剂:来自天然与合成资源的最新进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月20日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5
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这篇综述系统梳理了糖尿病(DM)治疗领域靶向α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶(α-amylase/α-glucosidase)的双效抑制剂研究进展,涵盖天然产物与合成化合物的结构特征、构效关系(SAR)、分子对接及机制研究,为开发新型降糖药物提供重要参考。
糖尿病(DM)作为一种以高血糖为特征的慢性代谢疾病,全球患者已突破8.3亿。研究聚焦通过双重抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶——这两个负责分解多糖的关键酶,可有效控制餐后高血糖(PPH)。现有药物如阿卡波糖(acarbose)虽有效但副作用显著,而天然与合成来源的新型双效抑制剂尚未进入临床阶段。
糖尿病被世界卫生组织列为"21世纪流行病",预计2045年患者将达7.83亿。其病理机制涉及胰岛素分泌不足(T1DM)或胰岛素抵抗(T2DM),长期可引发视网膜病变、肾病等严重并发症。值得注意的是,餐后血糖波动与心血管风险显著相关,这使α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶成为关键靶点。
当血糖值在口服葡萄糖耐量试验中达140-199 mg/dL时即判定为PPH。这种"血糖尖峰"现象会加速血管内皮损伤,与75%的糖尿病死亡病例相关。临床数据显示,控制PPH可使心血管事件风险降低18%。
α-淀粉酶作为含钙离子的金属酶,能水解淀粉中的α-1,4糖苷键;而α-葡萄糖苷酶则作用于寡糖末端。两者协同完成碳水化合物消化,其抑制可延缓葡萄糖吸收。有趣的是,人体唾液α-淀粉酶活性比啮齿类动物高50倍,这提示种属差异对药物研发的影响。
从药用植物中分离的黄酮类(如槲皮素IC50=1.2 μM)、生物碱(1-脱氧野尻霉素衍生物)展现显著双效抑制。特别值得注意的是,桑叶提取物中某些成分对α-葡萄糖苷酶的抑制效率是阿卡波糖的6倍,且肠道耐受性更佳。
基于结构优化设计的吲哚-2-羧酰胺类化合物表现出纳摩尔级活性,其苯环4位氟取代使α-淀粉酶抑制率提升300%。计算机模拟揭示,这些分子通过氢键网络与酶活性中心的Asp197、Glu233形成稳定结合。
当前瓶颈在于人类α-葡萄糖苷酶晶体结构缺失,导致约60%的候选分子因种属差异失效。最新策略采用冷冻电镜解析酶-抑制剂复合物结构,结合人工智能虚拟筛选,有望突破研发困境。
双重抑制策略较单靶点药物更具代谢调控优势。来自印度楝树的新型三萜类化合物显示出剂量依赖的降糖效应,其独特的内酯环结构为后续优化提供了重要模板。未来需加强人类酶靶标研究,推动候选分子向临床转化。
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