草果叶降血糖木脂素的发现：基于α-葡萄糖苷酶抑制机制的计算与实验整合研究

本研究针对2型糖尿病(T2DM)治疗药物存在的副作用和耐药性问题，从传统中药草果(Amomum tsao-ko)叶片中分离鉴定出12种木脂素化合物。研究发现erythro-5-methoxy-dadahol A(2)和threo-5-methoxy-dadahol A(3)对α-葡萄糖苷酶的抑制活性显著优于临床用药阿卡波糖(IC50分别为33.3 μM和22.1 μM)，通过动力学和分子对接阐明其混合型抑制机制，并在小鼠淀粉耐受试验中证实oryzativol A(1)具有剂量依赖性降血糖效果，为新型降血糖药物开发提供了天然先导化合物。

　　

糖尿病已成为全球重大公共卫生问题，据统计全球有超过5.37亿成人患者，其中90%以上为2型糖尿病(T2DM)。这种以持续性高血糖为特征的代谢性疾病，不仅会导致心血管疾病、肾病等严重并发症，现有治疗药物还普遍存在胃肠道副作用、低血糖风险和耐药性等问题。在寻找新型降糖药物的探索中，天然产物因其结构多样性和低毒性备受关注。传统中药草果(Amomum tsao-ko)作为药食两用资源，其果实已被证实含有多种活性成分，但占植株生物量大部分的叶片却鲜有研究。

中国科学院昆明植物研究所的科研团队在《Phyton-International Journal of Experimental Botany》发表的研究，首次系统研究了草果叶中的降血糖活性成分。研究人员采用70%乙醇提取结合硅胶柱层析等技术从10公斤草果叶中分离得到12种木脂素类化合物，通过核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRESIMS)鉴定了它们的结构。运用酶抑制实验筛选活性化合物后，进一步通过酶动力学分析和分子对接阐明作用机制，并选用昆明小鼠开展体内淀粉耐受实验验证降糖效果。

3.1. 结构鉴定

研究团队从草果叶中分离鉴定了12个木脂素类化合物，包括oryzativol A(1)、erythro-5-methoxy-dadahol A(2)、threo-5-methoxy-dadahol A(3)等。这些化合物通过比对核磁数据与文献报道得以确认，为后续活性研究奠定了基础。

3.2. α-葡萄糖苷酶抑制活性

酶活性测试显示，化合物2和3在200 μM浓度下对α-葡萄糖苷酶的抑制率分别达到90.0%和87.7%，其IC₅₀值(33.3 μM和22.1 μM)显著优于阳性对照阿卡波糖(344.0 μM)。此外，化合物1和10也显示出中等抑制活性，IC₅₀分别为102.0 μM和179.0 μM。

3.3. 动力学研究

通过Lineweaver-Burk双倒数作图分析发现，化合物3对α-葡萄糖苷酶的抑制表现为混合型机制。随着化合物浓度增加，米氏常数(K_m)和最大反应速度(V_max)均降低，抑制常数分析显示其对酶-底物复合物的结合力(K_ii=25.9 μM)强于对游离酶的结合力(K_is=73.8 μM)，表明其同时通过非竞争性和反竞争性方式发挥作用。

3.4. 分子对接

分子模拟显示化合物3能有效结合α-葡萄糖苷酶的催化口袋，结合能为-2.9 kcal/mol。关键相互作用包括与Trp402、Lys400和Gly361形成氢键，以及与Ile437等残基产生π-π堆积作用，这些发现从结构层面解释了其高效抑制活性的分子基础。

3.5. 体内降糖实验

在小鼠淀粉耐受实验中，化合物1表现出剂量依赖性降糖效果。与对照组相比，20 mg/kg和40 mg/kg剂量组分别使血糖曲线下面积(AUC)降低21.1%和24.9%，虽然效果略逊于阿卡波糖(降低38.9%)，但显著延缓并降低了餐后血糖峰值。

这项研究首次系统报道了草果叶中木脂素类成分的降血糖活性，特别是化合物2和3展现出显著的α-葡萄糖苷酶抑制能力，其活性远超临床常用药阿卡波糖。通过整合计算模拟与实验验证，研究不仅阐明了活性化合物的作用机制，还通过动物实验证实了其体内降糖效果。这些发现为开发新型天然来源的降糖药物提供了重要先导化合物，同时也为传统药用植物的综合利用开辟了新途径。由于木脂素类化合物具有结构可塑性强、毒性低等特点，这项研究为后续结构优化和药物开发奠定了坚实基础，对推动天然产物在代谢性疾病治疗中的应用具有重要意义。