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我校王顺春课题组在Carbohydrate Polymers发表论文揭示中药果胶多糖在降血糖方面的构效关系

发布:2022-07-12 浏览次数:112

近日,我校中药研究所王顺春课题组在化学一区TOP期刊Carbohydrate Polymers发表揭示中药果胶多糖在降血糖方面构效关系的最新研究成果The impact of the methyl esters of homogalacturonan on cellular uptake dependent hypoglycemic activity in IR-HepG2 cells,论文以薜荔果多糖为模板,构建了HG型果胶多糖的甲酯化梯度平台,阐述了HG型果胶多糖的甲酯化取代度对其降血糖活性的影响及其作用机制。

多糖是中药的重要药效物质,具有广泛的生物活性。多糖结构复杂多样,如聚合度的大小、糖单元组成和连接顺序、支链结构和高级结构等,直接影响到其生物活性的发挥。多糖的构效关系,特别是其吸收机制,是行业内的大难题

该课题组长期致力于中药多糖的化学与生物效应研究。近期从收载于《上海市中药饮片炮制规范》的薜荔果(桑科植物薜荔Ficus pumila L. 的干燥花序托)中分离鉴定出一种多聚半乳糖醛酸(HG型果胶),具有良好的降血糖作用。该类果胶为多聚半乳糖醛酸的甲酯化产物。其甲酯化程度与生物活性密切相关。

甲基酯化程度DM作为果胶多糖的一个重要的结构参数,是指在半乳糖醛酸单元的C-6羧基上部分被甲基化成酯后,主链上甲基酯所占的比例。天然果胶存在不同程度的甲基酯化,但是甲酯化度如何影响其生物活性尚不清楚。作者在本研究中以薜荔果HG型果胶多糖(DM25)为模板,通过多糖的结构修饰策略来搭建DM梯度产物平台,首次制备了一系列具有甲基酯梯度的多聚半乳糖醛酸衍生物(HG-DMn0< n <100)。基于DM水平拟合对比了改善胰岛素抵抗的效果和果胶的细胞摄取趋势,研究了果胶DM水平从0100递增过程中引发的自身的物理化学性质的变化及对摄取机制的影响。研究结果显示,随着DM水平从0增加到100,多聚半乳糖醛酸的降血糖活性呈现先增加后降低的特点,以DM54为趋势拐点。经二次曲线拟合,在DM54以下范围内,随着DM的增加,其细胞摄取量与降血糖作用呈正相关。DM可能不是一个决定降血糖作用“有”和“无”的开关,而是一个控制作用幅度的阀门。

多糖的吸收途径及其机制是学术界关注的热点。多糖在体内的吸收途径主要涉及大胞饮、网格蛋白介导和小窝蛋白介导的内吞作用等机制。本文作者发现HG型果胶的甲酯化衍生物的吸收均依赖于大胞饮,而HG-DMn30<n<100)还依赖于小窝介导的内吞作用。DM可能通过细胞摄取改变细胞内药物浓度来调节活性。进一步研究发现,对于HG型果胶,较高的亲脂性、较小的粒径和更多的内吞机制参与等条件会更有利于细胞摄取,从而提高细胞内药物浓度,增强降血糖活性。本研究不仅为中药多糖的构效关系研究提供了重要科学思路,还可能启发和推动多糖基复合材料的创造和设计。

我校中药研究所2020级博士研究生陈洁为本文第一作者,王顺春研究员和王辉俊副研究员为共同通讯作者。该项目得到了重大新药创制国家科技重大专项、上海市青年科技启明星计划和我校预算内项目的支持。(科技处、中药研究所)