糖尿病是全球日益严峻的健康挑战,其并发症严重影响患者的生存质量。抑制α-葡萄糖苷酶(α-Glu)是控制餐后高血糖的有效策略。然而,以阿卡波糖为代表的临床抑制剂常存在着胃肠道不适等副作用,因此,开发安全有效的天然α-Glu抑制剂已成为重要的研究方向。维生素B6(VB6)作为人体必需的代谢辅因子,在糖脂代谢中发挥关键作用。流行病学与临床研究显示,糖尿病患者普遍存在VB6缺乏状态,而补充VB6有助于改善血糖控制。近年研究发现,VB6具有α-Glu抑制活性,但其抑制的分子机制尚未阐明。同时,联合治疗因其协同增效潜力备受关注。前期研究发现,源自甘草的天然黄酮化合物——甘草素(LTG)具有强效α-Glu抑制活性。基于以上背景,本研究提出“LTG与VB6在抑制α-Glu方面可能存在协同作用”的假说。VB6被认为是LTG的理想协同伙伴,主要依据如下:(1)功能基础:体外和体内实验已证明VB6具有α-Glu抑制活性且安全性高。(2)治疗相关性:LTG与VB6联用不仅能增强疗效,还能同时纠正糖尿病患者普遍存在的VB6缺乏,形成双重获益的治疗效果。
因此,本研究旨在通过多光谱分析和计算机模拟技术,探究VB6对α-Glu的抑制机制,验证LTG与VB6存在潜在协同抑制作用的假说及其分子机制。本研究不仅为α-Glu抑制提供了一种新颖的协同策略,还创新性地将平均非共价相互作用(aNCI)方法与分子动力学(MD)模拟相结合,通过可视化动态相互作用网络,更深入地揭示其相互作用力。研究成果有望为具有降血糖功效的功能性食品配方设计提供实验依据和理论支持。
研究结论
本研究探讨了VB6对α-Glu抑制作用及其与LTG的协同抑制机制。VB6对α-Glu表现出混合型抑制活性,IC50值为2.76 ± 0.95 mM,弱于阳性对照阿卡波糖(IC50 = 150.18 ± 11.49 μM)。研究表明,VB6通过氢键和范德华力驱动的静态方式猝灭α-Glu的内源性荧光,降低了酶的表面疏水性与二级结构刚性。VB6可逆性地占据α-Glu变构腔,诱导了酶分子的结构重排与构象改变,从而削弱了α-Glu的催化活性。同时,VB6诱导的变构效应促进了LTG进入酶的活性中心,显著增强LTG与α-Glu的结合亲和力。二者的协同作用导致α-Glu的二级结构进一步松散,酶活性大幅降低,但VB6的存在并未改变LTG对α-Glu的可逆性和抑制类型。综上所述,VB6通过与变构位点4的结合,促使LTG更加深入α-Glu的活性中心,从而增强结合亲和力并产生协同效应。这些发现揭示了VB6作为α-Glu抑制剂的潜力及其与LTG联合应用于糖尿病防治的可能性,为降糖功能性食品配方设计提供了参考。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.148130

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.148130



