Auf der Grundlage von molekularem Docking und Enzymhemmungskinetik wird die hemmende Aktivit\u00e4t von \u03b1-Glucosidase aus Rhodiola rosea in vitro untersucht. Diabetes ist eine weit verbreitete Krankheit, die in zwei Typen unterteilt werden kann: Diabetes Typ 1 (T1DM) und Diabetes Typ 2 (T2DM). T2DM macht mehr als 90% der Diabetespatienten aus und wird haupts\u00e4chlich durch einen erh\u00f6hten postprandialen Blutzuckerspiegel aufgrund von Insulinresistenz und abnormaler Insulinsekretion verursacht. Die Alpha-Glucosidase ist eines der wichtigsten Enzyme, die eine postprandiale Hyperglyk\u00e4mie verursachen, und die Hemmung der Alpha-Glucosidase-Aktivit\u00e4t ist zur wichtigsten Methode zur Kontrolle der postprandialen Hyperglyk\u00e4mie und zur Behandlung von T2DM geworden. Die derzeit in der klinischen Praxis am h\u00e4ufigsten verwendeten Alpha-Glucosidase-Hemmer sind Acarbose, Miglitol usw. Obwohl sie eine hohe Hemmaktivit\u00e4t aufweisen, sind sie teuer und neigen zu einer Reihe von gastrointestinalen Reaktionen wie Verdauungsst\u00f6rungen. Nat\u00fcrliche, aus Pflanzen gewonnene Produkte sind aufgrund ihrer geringen Toxizit\u00e4t und Nebenwirkungen zu hochwertigen Quellen f\u00fcr therapeutische Wirkstoffe geworden. Daher ist die Suche nach sicheren und nebenwirkungsarmen Alpha-Glucosidase-Inhibitoren aus nat\u00fcrlichen Wirkstoffen zu einem Forschungsschwerpunkt geworden.<\/p>\n
Rhodiola sachalinensis, eines der traditionellen chinesischen Heilmittel mit Lebensmittel- und Medizinhomologie, enth\u00e4lt Salidrosid, Catechin, Tyrosol und andere aktive Bestandteile. Gegenw\u00e4rtig konzentriert sich die Forschung im In- und Ausland haupts\u00e4chlich auf die Bek\u00e4mpfung von Hypoxie, Apoptose, Tumoren, Stresssch\u00e4den usw. Einige Studien zeigen auch, dass es eine gewisse Rolle bei Diabetes-Nagetiermodellen spielt und Hyperglyk\u00e4mie, Hyperlipid\u00e4mie und Urinzuckersymptome bei Diabetes-M\u00e4usen durch die Aktivierung von 5'- Adenosinmonophosphat-abh\u00e4ngigen Proteinkinasen (AMPK) im Zusammenhang mit Signalwegen lindern kann. K\u00fcrzlich haben Forscher herausgefunden, dass Rhodiola-Extrakt den postprandialen Blutzuckerspiegel bei M\u00e4usen deutlich senken kann, und seine Wirkstoffe zeigen in vitro einen gewissen Grad an hemmender Wirkung, aber der spezifische Hemmungsmechanismus ist nicht klar. Die Voruntersuchungen unseres Teams ergaben, dass die polyphenolischen Substanzen in Rhodiola rosea in vitro eine gewisse hemmende Wirkung auf die Alpha-Glucosidase haben. Auf der Grundlage des oben genannten Forschungshintergrunds werden in dieser Studie Enzyminhibitionskinetik, UHPLC-QE-MS und molekulare Docking-Technologie kombiniert, um die hemmende Wirkung von Rhodiola rosea-Extrakt auf Alpha-Glucosidase in einer visualisierten Weise zu untersuchen. Die Forschung zielt darauf ab, theoretische Referenzen f\u00fcr die Entwicklung von hypoglyk\u00e4mischen Medikamenten und gesunden Lebensmitteln zu liefern, um die weitere Entwicklung und Nutzung von Rhodiola rosea zu f\u00f6rdern.<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
Alpha-Glucosidase kommt im B\u00fcrstensaum der D\u00fcnndarmschleimhaut im K\u00f6rper vor und kann Oligosaccharide oder Disaccharide in Monosaccharide aufspalten. Die Hemmung ihrer Aktivit\u00e4t kann die Kohlenhydrathydrolyse und die Glukoseproduktionsrate verlangsamen und so die Glukoseaufnahme im D\u00fcnndarm und den postprandialen Blutzuckerspiegel senken. Untersuchungen zeigen, dass Extrakte aus verschiedenen Pflanzen wie Sternapfel, Elefantenbeinbanane, Schwarze Wolfsbeere, Schisandra chinensis, Purpur-Yam und Guizhou-L\u00f6wenzahn alle eine hemmende Wirkung auf die Alpha-Glucosidase haben. Die halbe maximale Hemmkonzentration (IC50) kann zur Bewertung der hemmenden Wirkung von Inhibitoren auf Enzyme verwendet werden. Je kleiner die IC50, desto h\u00f6her die hemmende Wirkung. Fr\u00fchere Forschungsarbeiten des Teams haben gezeigt, dass Rhodiola-Polyphenole eine gute hemmende Wirkung auf Alpha-Glucosidase haben, mit einer IC50 von 2,83 mg\/ml. Der in diesem Experiment ermittelte RCE-IC50-Wert liegt bei 1,538 mg\/ml und ist damit nicht nur niedriger als Acarbose, sondern auch niedriger als die Rhodiola-Polyphenole. Dies k\u00f6nnte auf das Vorhandensein von Flavonoiden, organischen S\u00e4uren und anderen Substanzen in RCE zur\u00fcckzuf\u00fchren sein. Die Arten der Enzymhemmung durch Inhibitoren k\u00f6nnen in reversible Hemmung und irreversible Hemmung unterteilt werden. Bei den in dieser Studie gewonnenen RCE und \u03b1-Glucosidase handelt es sich um eine reversible Hemmung, die durch eine nicht kovalente Bindung zwischen dem Inhibitor und dem Enzym gekennzeichnet ist und die Enzymaktivit\u00e4t durch physikalische Methoden wiederherstellen kann. Die reversiblen Hemmungsarten lassen sich in vier Kategorien unterteilen: kompetitive Hemmung, nicht kompetitive Hemmung, antikompetitive Hemmung und gemischte Hemmung. Zu den gemischten Inhibitionsarten geh\u00f6ren die kompetitive und die nicht kompetitive gemischte Inhibition. Charakteristisch f\u00fcr diesen Typ ist, dass eine Erh\u00f6hung der Hemmstoffkonzentration die maximale Reaktionsgeschwindigkeit (Vmax) der enzymatischen Reaktion verringert und die Michaelis-Konstante (Km) erh\u00f6ht. Diese Studie zeigt, dass eine Erh\u00f6hung der RCE-Konzentration zu einer Verringerung von Vmax f\u00fchrt. Die Erh\u00f6hung von Km steht im Einklang mit den oben genannten Merkmalen, so dass die Art der Hemmung von RCE auf \u03b1-Glucosidase als gemischter Typ von kompetitiver und nicht kompetitiver Hemmung bestimmt wird, was darauf hinweist, dass Rhodiola-Extrakt ein wirksamer nat\u00fcrlicher \u03b1-Glucosidase-Hemmer ist. RCE stimmt mit den Hemmungsarten der \u03b1-Glucosidase durch Polyphenole aus Rhodiola rosea, Polysaccharide aus Schisandra chinensis und Polysaccharide aus Scenedesmus macrophylla \u00fcberein. Es muss jedoch gekl\u00e4rt werden, welche Verbindungen zu einer kompetitiven Hemmung und welche zu einer nicht kompetitiven Hemmung geh\u00f6ren, und es sind weitere Untersuchungen erforderlich. RCE hat eine gute \u03b1-Glucosidase-Hemmaktivit\u00e4t, aber es sind weitere Tiermodelle erforderlich, um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob die Wirkung in vivo signifikant ist. Gegenw\u00e4rtig gibt es viele Quellen f\u00fcr Alpha-Glucosidase, vor allem Brauereihefe, Aspergillus niger, thermophiler Bacillus subtilis und Leuconostoc enterica. Die Eigenschaften der \u03b1-Glucosidase aus verschiedenen Quellen sind sehr unterschiedlich, und die in dieser Studie verwendete \u03b1-Glucosidase stammt aus Brauereihefe. Daher sind weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, ob RCE die gleiche hemmende Wirkung auf Enzyme aus anderen Quellen hat.
\nDie UHPLC-QE-MS zeichnet sich durch Schnelligkeit und Genauigkeit aus und kann f\u00fcr die Analyse von nicht zielgerichteten Verbindungen in komplexen chinesischen Arzneimitteln verwendet werden. Diese Studie analysierte RCE und identifizierte 1245 Verbindungen durch Vergleich mit der Datenbank, darunter 263 Verbindungen im Negativ-Ionen-Modus und 982 Verbindungen im Positiv-Ionen-Modus. Die wichtigsten L\u00f6sungsmittel f\u00fcr die Extraktion der Wirkstoffe von Rhodiola rosea sind Ethanol und Wasser. Im Vergleich zu reinem Wasser lassen sich mit w\u00e4ssrigen L\u00f6sungen organischer L\u00f6sungsmittel mehr Verbindungen extrahieren. Der Gehalt an Galluss\u00e4ure im w\u00e4ssrigen Extrakt ist h\u00f6her als der im Alkoholextrakt, w\u00e4hrend der Gehalt an Tyrosol, Chlorogens\u00e4ure und Tanninen niedriger ist als der im w\u00e4ssrigen Alkoholextrakt. Um mehr Verbindungen zu extrahieren, wurde daher in diesem Experiment 50% Ethanol als L\u00f6sungsmittel f\u00fcr die Vorbereitung der RCE-Extraktion verwendet. Aufgrund des einzigen Extraktionsl\u00f6sungsmittels sind die nachgewiesenen Verbindungen jedoch nicht unbedingt alle Verbindungen von Rhodiola rosea, und es gibt immer noch einige Verbindungen, die nicht extrahiert oder identifiziert werden k\u00f6nnen. Daher sind weitere vergleichende Experimente mit verschiedenen Extraktionsl\u00f6sungsmitteln erforderlich. Die Untersuchungen von Zakharenko zeigen, dass die wichtigsten Wirkstoffe in Rhodiola rosea Salidrosid, Luteolin, Catechin, Quercetin, Kr\u00e4uterextrakt und Catechin sind. Dies stimmt mit den Ergebnissen dieser Studie \u00fcberein, denn RCE enth\u00e4lt hohe Mengen an Luteolin und Quercetin. Molekulares Docking kann vorhersagen, ob Liganden kleiner Molek\u00fcle an Rezeptorproteine binden k\u00f6nnen und welche Bindungskr\u00e4fte dabei wirken. In dieser Studie wurden 20 Verbindungen mit hohem Gehalt, die aus der UHPLC-QE-MS gewonnen wurden, an die \u03b1-Glucosidase angedockt. Die Ergebnisse zeigten, dass 11 Verbindungen an \u03b1-Glucosidase binden konnten, darunter Luteolin, Salidrosid, Kaempferol, (-) - Epicatechin 3-O-Gallat, Kaffees\u00e4ure, L-\u00c4pfels\u00e4ure, (+) - Epicatechin, Quercetin, (-) - Erythrothroanetholglykol-1-glucosid, 3-Hydroxy-4,6-heptyne-1-yl-1-glucosid und Tyrosol. Unter ihnen bildete Kaffees\u00e4ure die meisten Wasserstoffbr\u00fcckenbindungen. Sie kann an die Reste His-515, Arg-437, Glu-432 und His-348 binden. (+) - Epicatechin hat die beste Bindungsaktivit\u00e4t mit Asn-443 und His-515, mit der niedrigsten Bindungsenergie (-17,08 kJ\/mol); das Andocken von PNPG mit \u03b1-Glucosidase ergab, dass Arg-437 und Glu-432 seine beiden Bindungsstellen sind. Kaffees\u00e4ure teilt sich die gleichen Bindungsstellen mit PNPG, Arg-437 und Glu-432, w\u00e4hrend L-\u00c4pfels\u00e4ure, Quercetin und Tyrosol sich die gleiche Bindungsstelle mit PNPG, Arg-437, teilen. Daraus l\u00e4sst sich ableiten, dass die Hemmungsarten von Kaffees\u00e4ure, L-\u00c4pfels\u00e4ure, Quercetin und Tyrosol auf \u03b1-Glucosidase m\u00f6glicherweise kompetitiv sind, w\u00e4hrend die anderen sechs Verbindungen nicht kompetitiv hemmen. Allerdings sind eine weitere Reinigung der Verbindungen und Lineweaver-Burk-Reziprok-Diagramme erforderlich, um ihre Hemmungsarten zu bestimmen.
\nZusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass in dieser Studie die hemmende Wirkung von RCE auf \u03b1-Glucosidase durch Enzymhemmungskinetik, UHPLCQE-MS und molekulare Docking-Techniken sichtbar gemacht wurde. Die Hemmungsart war eine gemischte Art von kompetitiver und nicht kompetitiver Hemmung, und die Bindungsaktivit\u00e4t zwischen (+) - Epicatechin und \u03b1 - Glucosidase war die beste in RCE. Dieser Artikel liefert Grundlagenforschung f\u00fcr die Entwicklung von RCE als nat\u00fcrlicher Alpha-Glucosidase-Inhibitor und die Nutzung von Rhodiola-Ressourcen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Based on molecular docking and enzyme inhibition kinetics, explore the inhibitory activity of \u03b1 – glucosidase in vitro extracted from Rhodiola rosea. diabetes is a common disease, which can be divided into two types: diabetes type 1 (T1DM) and diabetes type 2 (T2DM). T2DM accounts for more than 90% of diabetes patients, mainly caused by […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n