近日，中國(guó)熱科院香飲所加工與工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在果膠與黃酮類(lèi)化合物協(xié)同抑制α-淀粉酶機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。該研究從抑制類(lèi)型、淬滅類(lèi)型、熒光殘基疏水性、酶構(gòu)象、結(jié)合力和結(jié)合位點(diǎn)等方面分析了果膠對(duì)蘆丁和槲皮素混合物抑制α-淀粉酶的活性的影響機(jī)制。
餐后血糖水平與II型糖尿病的發(fā)生密切相關(guān)。然而，大多數(shù)用于降糖的臨床藥物都可能會(huì)誘發(fā)腹脹、腹瀉和肝功能異常等副作用。尋找天然且有效的商業(yè)降糖藥物的替代品是十分必要的。α-淀粉酶是一種關(guān)鍵水解酶，在碳水化合物水解過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，它能夠?qū)⒌矸鬯鉃辂溠刻?、低聚糖和少量葡萄糖，通過(guò)抑制α-淀粉酶的活性能延緩餐后血糖水平。黃酮類(lèi)可有效抑制α-淀粉酶的活性，除黃酮類(lèi)外，食物中還有多糖、蛋白質(zhì)等多種活性物質(zhì)，了解食品組分間的相互作用一直是學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。目前，大多數(shù)研究都側(cè)重于調(diào)查多糖對(duì)多酚單體與蛋白質(zhì)或酶結(jié)合的影響。然而，關(guān)于多糖的存在是否會(huì)影響黃酮類(lèi)混合物抑制α-淀粉酶活性的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。
因此，本研究采用聯(lián)合抑制評(píng)價(jià)、抑制動(dòng)力學(xué)、熒光淬滅、同步熒光光譜、三維熒光光譜和等溫滴定量熱等方法探討了果膠對(duì)黃酮類(lèi)混合物抑制α-淀粉酶的影響及機(jī)制。結(jié)果表明，果膠增強(qiáng)了蘆丁-槲皮素混合物對(duì)α-淀粉酶的抑制和淬滅親和力。果膠使蘆丁-槲皮素混合物-α-淀粉酶的斯特恩-沃爾默淬滅常數(shù)從（6.08 ± 0.453）×103 mL/mg增加到（9.80 ± 0.285）×103 mL/mg。果膠增強(qiáng)蘆丁-槲皮素混合物抑制α-淀粉酶的能力主要有兩個(gè)原因：一方面由于果膠與蘆丁結(jié)合，增加了槲皮素與α-淀粉酶活性中心結(jié)合的機(jī)會(huì)，從而增強(qiáng)了蘆丁-槲皮素混合物對(duì)α-淀粉酶的抑制作用。另一方面果膠和槲皮素通過(guò)非共價(jià)作用同時(shí)與α-淀粉酶的不同位點(diǎn)結(jié)合，形成果膠-α-淀粉酶-槲皮素的三元復(fù)合物，三元復(fù)合物改變了α-淀粉酶的構(gòu)象和氨基酸殘基的疏水性，從而增強(qiáng)了反應(yīng)體系中的氫鍵作用。此外，果膠與α-淀粉酶之間的氫鍵結(jié)合也協(xié)同調(diào)控了酶的活性。本研究為α-淀粉酶抑制劑的篩選提供了新的視角，也為蘆丁、槲皮素和果膠在功能性食品中的高血糖管理應(yīng)用方面奠定了理論基礎(chǔ)。
相關(guān)研究成果以“Pectin enhances the inhibition of α-amylase via the mixture of rutin and quercetin”為題發(fā)表于《International Journal of Biological Macromolecules》。中國(guó)熱科院香飲所培養(yǎng)的在讀博士覃亞娟為該論文第一作者，中國(guó)熱科院香飲所張雨桐助理研究員和張彥軍研究員為論文共同通訊作者。研究成果依托海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質(zhì)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，得到海南省科技人才創(chuàng)新項(xiàng)目、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系CARS-11專(zhuān)項(xiàng)資金等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.138251
