葡萄糖苷酶抑制剂
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葡萄糖氧化法
• 以淀粉、蔗糖、麦芽糖等α-葡萄糖苷酶直接水解物为底物的筛选模型的具
体筛选过程与以PNPG为底物的筛选模型基本相同,只是所用底物不同。
• 具有以下优点: (1)具有PNPG底物筛选模型的经济、快捷,可在体外进行筛
选等优点; (2)筛选得到的α-GI靶向作用具体,作用机制确切。α-淀粉酶 、蔗糖酶、麦芽糖酶等α-葡萄糖苷酶是体内碳水化合物消化吸收的关键酶 wk.baidu.com其作用底物分别为淀粉、蔗糖、麦芽糖等。如果一种物质抑制α-淀粉酶 水解淀粉、或抑制蔗糖酶水解蔗糖、或抑制麦芽糖酶水解麦芽糖,则该物质 就具有相应酶抑制活性;如果同时具有2种或2种以上的酶抑制作用,则该物 质就具有2种或2种以上相应酶的抑制活性; (3)与PNPG底物筛选模型相比, 假阳性率较低。另外,这种筛选模型还具有定向筛选的特点。
• Ⅱ型糖尿病(NIDDM）治疗的长期目标是长期稳定血糖使其 处于正常水平，防止各种并发症。理想的血糖水平是3.35.6mmol/L，餐后血糖水平不超过10mmol/L[6]。目前常用 食疗，口服降糖药或胰岛索治疗，见表1。
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表1：Ⅱ型糖尿病的治疗途径
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2.α-葡萄糖苷酶抑制剂
2.1 α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机理
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• 持续的高血糖引起并发症是糖尿病患者致残、致死的主要 原因，因此保持正常水平的血糖并预防糖尿病并发症十分 重要。目前，治疗糖尿病的药物主要有胰岛素(INS)及其 类似物，胰岛素分泌促进剂，INS增敏剂等[5]，虽都能达 到短期内降糖的目的，但久用此类药物会加速胰岛组织的 老，损害身体各种器官，诱发并发症。α-葡萄糖苷酶抑 制剂是治疗糖尿病的新途径。20世纪九十年代以来，已有 阿卡波糖，米格列醇，伏格列波糖三个α-葡萄糖苷酶抑 制剂应用于临床。
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3. 不同来源的α-葡萄糖苷酶抑制剂
阿卡波糖 米格列醇 伏格列波糖
陆生动植物 海洋生物
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• 基于上述优点,第二代酶-抑制剂筛选模型是一种行之有效的筛选方法。虽
然早已有从人胰腺和唾液中成功分离纯化出α-淀粉酶的报道,但由于其材 料来源有限,无法形成规模化生产,价格极其昂贵。因此,近年来的以淀粉、 蔗糖、麦芽糖为底物的酶-抑制剂筛选模型所使用的α-淀粉酶大多为猪胰 型酶,蔗糖酶、麦芽糖酶等,其他α-葡萄糖苷酶大多来源于酵母。猪、酵母 的遗传型存在的差异造成它们所表达的酶也必然有差异。这一事实使该筛 选模型无法做到与糖尿病患者体内情况完全一致,也无法直接评价α-GI的 体内药效,最终还需要高血糖动物做药理试验研究。
• 这一筛选方法的建立为α-GI的体外筛选奠定了基础,被公认对α-GI 的研究具有里程碑式意义。筛选过程经济、快捷,并可进行体外直接筛 选,因此,这一筛选模型特别适用于α-GI的初步筛选。
• 由于该模型只能筛选到对麦芽糖酶有强活性的抑制类药物,无法筛选 到同时对α-淀粉酶、蔗糖酶、麦芽糖酶等α-糖苷酶具有抑制作用的 α-GI,更是无法直接评价筛选得到的降糖物质在体内的药效作用。因此 。该方法筛选得到的α-GI假阳性率高、体内外活性差异较大或体内活 性低、临床效果不理想。
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高血糖动物筛选模型
• 思路:首先构建高血糖动物模型,然后将待筛样品注射或灌胃该动物模 型,通过观察动物血糖浓度的变化评价该样品的药效作用大小,最后进 行作用机制和作用靶位的研究。其主要包括四氧嘧啶、肾上腺素、氨 基葡萄糖等所致的动物高血糖模型和原发性糖尿病小鼠(NOD小鼠)模 型。
• 采用该筛选模型筛选药物的突出困难是:实验周期长,耗资大[15]、化 合物用量大、难度大,无法做到同时进行上百种中草药或其成分筛选, 更不能阐明其作用的有效成分及作用特定靶点。但具有检测方法比较 深入细致、结果相对可靠等优点。因此基于高血糖动物模型的方法不 太适合大量筛选的要求,但可用于进一步的生物活性验证。
主要成分是淀粉，麦芽糖和蔗糖。 淀粉和蔗糖(双糖）均不能直接被肠 壁细胞吸收。
小肠上皮绒毛膜刷状缘上的α-葡 萄糖苷酶的作用
• 2.2 α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选方法 2.2.1 PNPG法[17] 2.2.2 葡萄糖氧化法[18，19] 2.2.3 高血糖动物筛选模型
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PNPG法
• 以PNPG为底物测定中草药提取物或降糖活性成分对α-葡萄糖苷酶抑 制活性大小,从中草药中筛选强活性降糖活性因子是目前最常用、最经 典的筛选方法。
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• 临床观察统计证实，糖尿病并发症高发是造成死亡的主要 原因，其死亡率也上升到继心脑血管病，肿瘤之后的第三 位。糖尿病因其病因的复杂，并发症多，治愈率低，成为 国内国际一大医学难题，被世界卫生组织(WHO）称为不死 的癌症。世界卫生组织发布的统计数字表明，2000年全球 共有1．5亿糖尿病患者(2型糖尿病患者占90%以上，其中 我国现有糖尿病患者2000多万人，仅次于美国，居全球第 二），预计到2025年将突破3亿[3，4]由于糖尿病患者的大 量增加，糖尿病的治疗已经成为全球性的卫生保健问题。
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1.糖尿病及其治疗
1.1 糖尿病的分类 • 胰岛素依赖型糖尿病(I型)
约占糖尿病患者的10% • 非胰岛素依赖型糖尿病(Ⅱ型)
约占90%
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1.2 糖尿病的治疗 • I型糖尿病是由于胰岛受损或先天缺陷引起的，对这类患
者只能通过补充胰岛素（如肌肉注射或口服）的方式加以 治疗，但久用此类药物会加速胰岛组织的老化，损害身体 各种器官，诱发并发症。
α-葡萄糖苷酶抑制剂
陆彩鹏 11101054
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内容
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引言
• 糖尿病(DM，Diabetes Mellitus）是一种多病因的代谢疾 病，其特点是餐后高血糖，餐后高血糖是由于胰腺的β细胞分泌的胰岛素减少或胰岛素敏感性的降低所引起的， 高血糖能进一步抑制胰腺分泌胰岛素，减少胰岛素调节外 周组织葡萄糖吸收的能力，伴随因胰岛素(Insulin）分泌 及作用缺陷引起的糖，脂肪和蛋白质代谢紊乱[1]。随着患 糖尿病时间的延长，导致眼、肾、神经、血管和心脏等组 织器官的慢性并发症，以致最终发生失明、尿毒症、脑中 风、心肌梗塞等，最后危及生命[2]。
葡萄糖氧化法
• 以淀粉、蔗糖、麦芽糖等α-葡萄糖苷酶直接水解物为底物的筛选模型的具
体筛选过程与以PNPG为底物的筛选模型基本相同,只是所用底物不同。
• 具有以下优点: (1)具有PNPG底物筛选模型的经济、快捷,可在体外进行筛
选等优点; (2)筛选得到的α-GI靶向作用具体,作用机制确切。α-淀粉酶 、蔗糖酶、麦芽糖酶等α-葡萄糖苷酶是体内碳水化合物消化吸收的关键酶 wk.baidu.com其作用底物分别为淀粉、蔗糖、麦芽糖等。如果一种物质抑制α-淀粉酶 水解淀粉、或抑制蔗糖酶水解蔗糖、或抑制麦芽糖酶水解麦芽糖,则该物质 就具有相应酶抑制活性;如果同时具有2种或2种以上的酶抑制作用,则该物 质就具有2种或2种以上相应酶的抑制活性; (3)与PNPG底物筛选模型相比, 假阳性率较低。另外,这种筛选模型还具有定向筛选的特点。
• Ⅱ型糖尿病(NIDDM）治疗的长期目标是长期稳定血糖使其 处于正常水平，防止各种并发症。理想的血糖水平是3.35.6mmol/L，餐后血糖水平不超过10mmol/L[6]。目前常用 食疗，口服降糖药或胰岛索治疗，见表1。
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表1：Ⅱ型糖尿病的治疗途径
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2.α-葡萄糖苷酶抑制剂
2.1 α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机理
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• 持续的高血糖引起并发症是糖尿病患者致残、致死的主要 原因，因此保持正常水平的血糖并预防糖尿病并发症十分 重要。目前，治疗糖尿病的药物主要有胰岛素(INS)及其 类似物，胰岛素分泌促进剂，INS增敏剂等[5]，虽都能达 到短期内降糖的目的，但久用此类药物会加速胰岛组织的 老，损害身体各种器官，诱发并发症。α-葡萄糖苷酶抑 制剂是治疗糖尿病的新途径。20世纪九十年代以来，已有 阿卡波糖，米格列醇，伏格列波糖三个α-葡萄糖苷酶抑 制剂应用于临床。
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3. 不同来源的α-葡萄糖苷酶抑制剂
阿卡波糖 米格列醇 伏格列波糖
陆生动植物 海洋生物
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• 基于上述优点,第二代酶-抑制剂筛选模型是一种行之有效的筛选方法。虽
然早已有从人胰腺和唾液中成功分离纯化出α-淀粉酶的报道,但由于其材 料来源有限,无法形成规模化生产,价格极其昂贵。因此,近年来的以淀粉、 蔗糖、麦芽糖为底物的酶-抑制剂筛选模型所使用的α-淀粉酶大多为猪胰 型酶,蔗糖酶、麦芽糖酶等,其他α-葡萄糖苷酶大多来源于酵母。猪、酵母 的遗传型存在的差异造成它们所表达的酶也必然有差异。这一事实使该筛 选模型无法做到与糖尿病患者体内情况完全一致,也无法直接评价α-GI的 体内药效,最终还需要高血糖动物做药理试验研究。
• 这一筛选方法的建立为α-GI的体外筛选奠定了基础,被公认对α-GI 的研究具有里程碑式意义。筛选过程经济、快捷,并可进行体外直接筛 选,因此,这一筛选模型特别适用于α-GI的初步筛选。
• 由于该模型只能筛选到对麦芽糖酶有强活性的抑制类药物,无法筛选 到同时对α-淀粉酶、蔗糖酶、麦芽糖酶等α-糖苷酶具有抑制作用的 α-GI,更是无法直接评价筛选得到的降糖物质在体内的药效作用。因此 。该方法筛选得到的α-GI假阳性率高、体内外活性差异较大或体内活 性低、临床效果不理想。
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高血糖动物筛选模型
• 思路:首先构建高血糖动物模型,然后将待筛样品注射或灌胃该动物模 型,通过观察动物血糖浓度的变化评价该样品的药效作用大小,最后进 行作用机制和作用靶位的研究。其主要包括四氧嘧啶、肾上腺素、氨 基葡萄糖等所致的动物高血糖模型和原发性糖尿病小鼠(NOD小鼠)模 型。
• 采用该筛选模型筛选药物的突出困难是:实验周期长,耗资大[15]、化 合物用量大、难度大,无法做到同时进行上百种中草药或其成分筛选, 更不能阐明其作用的有效成分及作用特定靶点。但具有检测方法比较 深入细致、结果相对可靠等优点。因此基于高血糖动物模型的方法不 太适合大量筛选的要求,但可用于进一步的生物活性验证。
主要成分是淀粉，麦芽糖和蔗糖。 淀粉和蔗糖(双糖）均不能直接被肠 壁细胞吸收。
小肠上皮绒毛膜刷状缘上的α-葡 萄糖苷酶的作用
• 2.2 α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选方法 2.2.1 PNPG法[17] 2.2.2 葡萄糖氧化法[18，19] 2.2.3 高血糖动物筛选模型
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PNPG法
• 以PNPG为底物测定中草药提取物或降糖活性成分对α-葡萄糖苷酶抑 制活性大小,从中草药中筛选强活性降糖活性因子是目前最常用、最经 典的筛选方法。
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• 临床观察统计证实，糖尿病并发症高发是造成死亡的主要 原因，其死亡率也上升到继心脑血管病，肿瘤之后的第三 位。糖尿病因其病因的复杂，并发症多，治愈率低，成为 国内国际一大医学难题，被世界卫生组织(WHO）称为不死 的癌症。世界卫生组织发布的统计数字表明，2000年全球 共有1．5亿糖尿病患者(2型糖尿病患者占90%以上，其中 我国现有糖尿病患者2000多万人，仅次于美国，居全球第 二），预计到2025年将突破3亿[3，4]由于糖尿病患者的大 量增加，糖尿病的治疗已经成为全球性的卫生保健问题。
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1.糖尿病及其治疗
1.1 糖尿病的分类 • 胰岛素依赖型糖尿病(I型)
约占糖尿病患者的10% • 非胰岛素依赖型糖尿病(Ⅱ型)
约占90%
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1.2 糖尿病的治疗 • I型糖尿病是由于胰岛受损或先天缺陷引起的，对这类患
者只能通过补充胰岛素（如肌肉注射或口服）的方式加以 治疗，但久用此类药物会加速胰岛组织的老化，损害身体 各种器官，诱发并发症。
α-葡萄糖苷酶抑制剂
陆彩鹏 11101054
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内容
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引言
• 糖尿病(DM，Diabetes Mellitus）是一种多病因的代谢疾 病，其特点是餐后高血糖，餐后高血糖是由于胰腺的β细胞分泌的胰岛素减少或胰岛素敏感性的降低所引起的， 高血糖能进一步抑制胰腺分泌胰岛素，减少胰岛素调节外 周组织葡萄糖吸收的能力，伴随因胰岛素(Insulin）分泌 及作用缺陷引起的糖，脂肪和蛋白质代谢紊乱[1]。随着患 糖尿病时间的延长，导致眼、肾、神经、血管和心脏等组 织器官的慢性并发症，以致最终发生失明、尿毒症、脑中 风、心肌梗塞等，最后危及生命[2]。