【摘 要】
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人胰岛淀粉样多肽(human islet amyloid polypeptide,h IAPP)的错误折叠和毒性聚集被认为是导致2型糖尿病(Type 2 diabetes,T2D)的主要原因。同时临床研究还发现,2型糖尿病患者体内铜离子的含量异常升高,铜离子能通过多种途径加剧胰岛细胞内的氧化应激(Oxidative stress,OS)。因此寻找既能抑制h IAPP聚集又能减轻铜离子毒性的双靶点治
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人胰岛淀粉样多肽(human islet amyloid polypeptide,h IAPP)的错误折叠和毒性聚集被认为是导致2型糖尿病(Type 2 diabetes,T2D)的主要原因。同时临床研究还发现,2型糖尿病患者体内铜离子的含量异常升高,铜离子能通过多种途径加剧胰岛细胞内的氧化应激(Oxidative stress,OS)。因此寻找既能抑制h IAPP聚集又能减轻铜离子毒性的双靶点治疗药物,对于2型糖尿病的治疗有重要的意义。很多黄酮类化合物被报道为是有效的淀粉样蛋白聚集抑制剂,也有一些黄酮被报道具有较强的抗氧化活性,被当作抗氧化剂用于多种疾病的治疗研究。但目前未见具有何种结构的黄酮既能有效抑制h IAPP聚集,又能减轻铜离子毒性作用(清除自由基和络合铜离子)的相关研究。高效的治疗药物应该能针对多个治疗靶点发挥作用,因此研究黄酮双功效和其结构的关系具有一定的理论和应用价值。中药黄芩有一定的抗糖尿病效果,其主要活性成分是黄芩黄酮,例如黄芩素(Baicalein,B)、黄芩苷(Baicalin,Ba)、汉黄芩素(Wogonin,W)和千层纸素(Oroxylin,O)。前期研究发现黄芩中的黄芩素是抗糖尿病的活性成分。其可能的药效机理与其具有较好的清除自由基和络合金属离子能力相关。其次,有文献报道黄芩素也是很好的淀粉样蛋白聚集抑制剂。因此黄芩素可能是很好的双靶点抗糖尿病候选药物。本文想以黄芩素为模板,探讨什么样结构的黄酮具有显著性抑制h IAPP聚集能力和减轻铜离子毒性的作用(清除自由基和络合铜离子)。因为黄芩黄酮如黄芩苷、汉黄芩素和千层纸素与黄芩素结构相似,且结构简单,除黄酮的基本骨架外,几乎无其它多余基团,便于研究其构效关系。为此选取上述黄芩黄酮进行了以下两个方面的研究:(1)探究何种结构的黄酮在抑制h IAPP聚集方面发挥作用。首先选取黄芩黄酮(黄芩素、黄芩苷、汉黄芩素和千层纸素)进行h IAPP聚集抑制的作用研究,以此来探究黄酮的物质结构与抑制h IAPP聚集之间的关系。实验结果表明,含有邻苯二酚结构的黄芩素和黄芩苷明显比不含此结构的汉黄芩素和千层纸素有更强的抑制h IAPP聚集的能力,且可能是通过稳定h IAPP单体、延缓和抑制h IAPP二级结构的转变发挥了抑制聚集的作用;然后为了验证邻苯二酚结构对h IAPP聚集的抑制作用,本文直接将黄芩黄酮存在结构差异的A环拆分为简单苯酚类化合物,如邻苯二酚(Catechol,C)、邻苯三酚(Pyrogallol,P)和间苯二酚(Resorcinol,R),进行h IAPP聚集抑制的研究,结果表明含有邻二酚结构的邻苯二酚和邻苯三酚抑制聚集的能力更显著;最后再次选取其它多酚黄酮,如含有邻苯二酚结构的木犀草素(Luteolin,L)、芒果苷(Mangiferin,M)、漆黄素(Fisetin,F)和不含邻苯二酚结构的山奈酚(Kaempferol,K),进行抑制h IAPP聚集的研究,再次证明了含有邻苯二酚结构的黄酮是强h IAPP聚集抑制剂。(2)探究含有邻苯二酚结构的黄酮是否具有减轻铜离子毒性的作用(清除自由基和络合铜离子)。实验结果表明黄芩黄酮都能与铜离子络合,生成黄酮-铜离子复合物,且含有邻苯二酚结构的黄酮有更强的清除自由基的能力,使其能在一定程度上抑制Cu2+-H2O2-NO2-体系下的蛋白质酪氨酸硝化,从而有效的减轻铜离子造成的细胞毒性。本文揭示了含有邻苯二酚结构的黄酮在抑制h IAPP聚集和减轻铜离子毒性(清除自由基和络合铜离子)方面有双重功效,该发现有助于T2D双靶点治疗药物的筛选和设计。
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