淀粉酶抑制剂-来自baidu百科

能抑制α-淀粉酶的抑制剂

如链霉菌YM-25菌株产生的hairm；链霉菌S. corchoruchii菌株产生的paim以及链霉菌S. dimorph ogenes菌株产生的萃他丁(trestatin)等都是α-淀粉酶抑制剂，它们对不同来源的α-淀粉酶均显示出强的抑制作用，但不抑制β-淀粉酶和β-糖苷酶。

以萃他丁为例：它含有A,B,C三个组分的α-淀粉酶抑制剂属于低聚糖同系物。它是无色粉末，紫外光谱呈末端吸收，对蒽酮、酚-硫酸呈阳性反应，对坂口、红四唑呈阴性反应。Trestatin对猪胰α-淀粉酶、曲霉α-淀粉酶、枯草杆菌α-淀粉酶都有抑制作用，但不抑制β-淀粉酶和β-葡萄糖苷酶。

国外α-淀粉酶抑制剂研究起步较早，早在上世纪四十年代就有小麦种子中α-淀粉酶抑制剂的报道[5~7]。它是一种电迁移率为0.2，分子量为21000的蛋白质。但在随后的25年间很少有这方面的报道[8]。之后Shainkin和Birk[9]提出小麦粉中存在两种α-淀粉酶抑制剂，并阐述了它们的分离和性质。它们的电迁移率不同，对不同来源的α-淀粉酶专一性不同。从后来的研究[10~14]知道：它们在小麦种子中是多分子形式的蛋白质，能不同程度的抑制昆虫和哺乳动物的淀粉酶。

1945又在普通大豆上有过报道[15~16]，1972年α-淀粉酶抑制剂曾经在微生物上有过报道，因其在医药上的价值而被广泛研究。α-淀粉酶抑制剂在20世纪70年代被深入研究，在20世纪80年代和90年代，由于发现其在医学上的重要性，尤其在抑制糖尿病和高血糖以及对昆虫选择性控制等方面具有重要作用而加速研究[17]。

70年代以来，已研究发现100多种来自植物和微生物的抑制α-淀粉酶的活性物质，有的已经进入临床实验[18]。微生物来源的糖苷水解酶抑制剂的筛选研究在近些年来已成为比较活跃的领域之一，尤其在联邦德国和日本。现已报道的这类酶抑制剂20~30种。Namiki等报道从一株链霉菌发酵液中分理出一种新的寡糖类α-糖苷水解酶抑制剂Adiposin。体内实验Trestatins对胰腺或唾液的α-淀粉酶有很强的抑制作用，并能降低血糖和血脂的浓度，是一种新的α-淀粉酶抑制剂[19]。

国内酶抑制剂方面的研究始于70年代末，福建省微生物所从土壤中筛选到产生的淀粉酶抑制剂的产生菌S-2-35菌株，并对其代谢产物的分离及其理化性质进行深入研究，研究成果显著[20]，上海医药工业研究所在80年代初就开始与日本东京微生物化学研究所，日本麒麟啤酒和美国辉瑞公司等合作从土壤中寻找新的有为生物产生的生理物质的研究，建立淀粉酶抑制剂等的筛选模型。国内研究突出得是河北科学院生物研究所从链霉菌中获得产生α-淀粉酶抑制剂的菌种S-19-1，是国内首次从淡紫灰类群中筛选出该抑制剂菌株，建立适合S-19-1菌株的发酵工艺，并对其化学性质进行研究。发酵滤液中的α-淀粉酶抑制剂活性超过70％。经BALB小鼠试

验，无任何毒副作用。该研究已获得中国科技成果奖。江西省中医药研究所从小麦中提取一种α-淀粉酶抑制剂，并对其理化性质及结构组成作了进一步研究[21]。

目前，建立在分子生物学基础上的植物基因工程技术，研究得较多的抗虫基因是α-淀粉酶抑制剂基因，α-淀粉酶抑制剂在禾谷类和豆科作物的种子中含量较为丰富。它的杀虫机理就在于其能抑制昆虫消化道内淀粉酶的活性，使食入的淀粉不能消化水解，阻断了主要能量来源，同时，α-AI 和淀粉消化酶结合形成EI复合物，也会刺激昆虫的消化腺过量分泌消化酶，使昆虫产生厌食反应，导致发育不良或死亡。在小麦或大麦中已克隆出多个淀粉酶抑制剂基因。转化烟草地实验证实，该基因在体内可正确表达，中科院从事菜豆淀粉酶抑制剂基因地研究正处于实验阶段。

大多数α-淀粉酶抑制剂已从微生物源（主要集中在链酶菌属）、植物原（植物界中普遍存在，尤其实禾谷作物和豆类作物的种子中）获得，少数从哺乳动物中获得，而且也在合成物质中发现过。天然存在的α-淀粉酶抑制剂有三种类型[17]分别为：（1）微生物产带一个寡生物胺单位的含氮碳水化合物；（2）微生物产多肽，如：paim（来自微生物的猪胰腺α-淀粉酶抑制剂）和Haim（微生物起源人α-淀粉酶抑制剂）；（3）在谷类、豆类以及其它较高等植物中发现的大分子蛋白质抑制剂。

通常的α-淀粉酶抑制剂都是些有机化合物，在化学结构上，它们可以是蛋白质、多肽和碳水化合物[22]。它们的化学物理性质因来源的不同而不同。

由多种不同的链霉菌属种产生的淀粉酶抑制剂具有低的分子量，大约在500~2000Da（道尔）之间，而且是α-淀粉酶中非常有效的抑制剂，它们有三种类型（1）oligostatins寡糖制菌素：（2）amylosatins制淀粉酶素：（3）tresatins。它们共用有拟双糖单元工寡生物胺或脱氢寡生物胺，不同数目α-D-葡萄糖基团以α-1，4糖苷键连接，而在tresatins中与一个α-1，1-糖苷键葡萄糖连接。这个含N个碳水化合物对几个葡萄苷酶包括α-淀粉酶有抑制作用[23~25]

Tajiri等[26]报道从链霉菌属中产生α-淀粉酶抑制剂具有14种肽，一些是如上所述的含N个碳水化合物，另一些是分子量为3936-8500Da之间的聚合肽，它们是由单个多肽链组成，且不含碳水化合物，具有质序列同源性，特别重要的是位于18~20的WRY序列和位于59~70的氨基酸，它们被认为和α-淀粉酶的结合有关。X射线衍射晶体分析法显示的三级结构，表明WRY序列在分子表面显著呈现，而位于59~70氨基酸残基邻近DEF序列。

具有α-淀粉酶抑制活性的蛋白质从小麦、大麦、小米、高粱、谷物、花生、大豆、芋头根和一些其它植物中分离。抑制剂分子量范围为9KD~63KD。

另外复合抑制剂因其抑制的特异性不同一般可能为同工酶，已有一些复合抑制剂从小麦、大麦及小米中被分离[17] 。

据报道ragi中具有二个双功能（double-headed）抑制剂（即枯草杆菌蛋白酶/α-淀粉酶抑制剂）和一个枯草杆菌蛋白酶抑制剂已分离并测定它们的特性。双功能抑制剂同时结合一个分子蛋白酶（枯草杆菌蛋白酶和胰蛋白酶）与一个分子α-淀粉酶。胰蛋白酶和α-淀粉酶抑制剂的一级、二级、三级结构已仔细地研究，其分子量为13800Da，含有122个氨基酸和以相同方式排列在WAI-0.28和WAI-0.53(小麦中α-淀粉酶同效抑制剂)5个二硫键[27]。

据Leiner等报道菜豆中的α-淀粉酶抑制剂与其它豆类相比具有较高效价[8]，因其含有几种特殊类型的抑制剂（耐热和不耐热）[28]而倍受国外内许多研究工作者关注。Lajolo等[9]报道黑菜豆中含有两种同效抑制剂；白菜豆中一些抑制剂为一种糖蛋白（Yamaguchi，1993），带有一个相同的肽（Pick，1978）或不同的多肽 [8]，能抑制哺乳动物和昆虫淀粉酶的活性，但不抑制植物中α-淀粉酶的活性[27]，因此在植物抗虫基因工程研究领域中具有潜在作用。

严哲[4]等探索了α-淀粉酶抑制剂在淀粉含量不同的植物果实中的分布规律，比较了不同植物的α-淀粉酶抑制剂与淀粉含量之间的关系，结果得出α-淀粉酶抑制剂含量植物中淀粉含量具有强烈的相关性，即淀粉含量越高的植物果实中，其所含有的α-淀粉酶抑制剂也越高。