降血糖活性成分J306衍生物合成、构效关系及作用机制研究

基本信息
批准号:81773612
项目类别:面上项目
资助金额:48.00
负责人:陈纪军
学科分类:
依托单位:中国科学院昆明植物研究所
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张雪梅,马云保,黄晓燕,胡敬,杨通华,李天泽,许宇辉,张晨晨,陈思月
关键词:
青钱柳作用机制糖尿病结构修饰构效关系
结项摘要

Diabetes mellitus was a chronic metabolic disease characterized by hyperglycemia. The incidence of diabetes increased year by year, becoming one of the major risks to human health. Traditional anti-diabetics frequently led to various side effects, such as hypoglycemia, gastrointestinal tract reaction. Traditional Chinese medicines play an important role in the treatment of type 2 diabetes. Cyclocarya paliurus is an endemic species growing in China. Due to its function on the treatment of anti-diabetes and anti-hypertention, C. paliurus leaves have been used to make health products for a long time. In our previous study, bioactivity-guided fractionation on the active part of C. paliurus led to the isolation and identification of seventeen compounds. Seven compounds noticeably inhibited the activity of α-glucosidase with IC50 values ranged from 0.53-1.87 mg/mL. Particularly, oral administration of J306 to C57BL/6 and BKS-DB mice to significantly decreased the serum glucose level. In this project, J306 derivatives were designed and synthesized to obtain 80-100 compounds with strong activity against the α-glucosidase and to study structure-activity relationship. Then, to further evaluated the most potent compounds in diabetic BKS-DB mice and identify their major metabolites in liver microsomes and in rats by LC/MS-IT-TOF. Western blot analyses and Q-PCR technique will be used to study their potential mechanism. At the end, we hope to discover 1-2 compounds promising to be developed into a drug candidate in the treatment of type 2 diabetes.

糖尿病是一种持续高血糖慢性代谢性疾病,发病率逐年增高,成为危害人类健康的重大疾病,现有糖尿病药物易产生低血糖和胃肠道反应等副作用,中药在治疗糖尿病具有重要作用。青钱柳是我国特有的单种属植物,因其叶具有降血糖,降血压作用而用于保健品。我们前期从青钱柳中分离得到17个化合物,其中7个化合物对α-葡萄糖苷酶有较好的抑制作用,其IC50值范围为0.53-1.87 mg/mL。通过对J306进行体内活性评价,发现其对Ⅱ型糖尿病模型BKS-db小鼠的餐后血糖具有明显的降糖作用,对正常小鼠的餐后血糖也有调节作用。本研究拟在此基础上,对J306进行结构修饰合成80-100个衍生物并研究其构效关系,对高活性化合物进行BKS-db小鼠和正常小鼠模型体内药效评价,药代动力学研究和初步安全性评价,并利用Western blot分析和Q-PCR技术研究其作用机制,为发现治疗2型糖尿病的候选化合物提供化学和药学依据。

项目摘要

青钱柳叶具有降压、降血糖和清热解毒的功效,以青钱柳叶为主要原料的保健品已经上市。我们研究组发现来自青钱柳的达玛烷型三萜J306在200µM时,对α-葡萄糖苷酶具有一定的抑制活性,抑制率为32.2%,且能够降低正常小鼠和BKS-db小鼠的餐后血糖。为了揭示其结构-活性关系,得到高活性化合物,项目以J306为先导,对其主要功能团C-3和C-12位羟基、A和E环进行修饰,合成了51个衍生物,测试了这些化合物对α-葡萄糖苷酶和PTP1B的抑制活性。发现2个化合物 (7和36) 对α-葡萄糖苷酶具有较好的抑制活性,IC50分别为489.8和497.7 µM,比J306提高了约2倍 (J306 IC50˃ 800 µM);3个化合物 (7、23和36) 对PTP1B的抑制活性和阳性相当,IC50分别为319.7、341.7和269.1 µM (J306 IC50˃ 800 µM;苏拉明钠 IC50 339.0 µM),而化合物46对PTP1B的抑制活性比阳性强2.5倍。化合物7和36对α-葡萄糖苷酶和PTP1B均具有抑制作用,是一个双靶点抑制剂。酶动力学研究表明,化合物36是α-葡萄糖苷酶的混合型抑制剂,是PTP1B的非竞争性抑制剂, Ki值分别为414.4 和 110.7 μM。化合物46为PTP1B混合型抑制剂,Ki值为139.2 μM。初步构效关系是:C-3位连接含羧基酰基时对两种酶都具有较好的抑制活性,C-12位连接含羧基的酰基时对PTP1B具有较好的抑制活性,A环需要保持,E环开环后羟基脱水所得的衍生物46对PTP1B具有好的活性。研究丰富了PTP1B和α-葡萄糖苷酶抑制剂的结构类型,为双靶点抑制剂的发现提供了参考。本项目发表相关论文1篇(第一标注),申请发明专利1项。培养出站博士后1名,培养博士研究生3名,硕士研究生3名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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