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最新的研究报告指出,中国的糖尿病患者人数已达1.14亿,其中90-95%为2型糖尿病患者,2型糖尿病已成为影响国人健康的最主要的非传染性慢性疾病之一。由于目前的治疗药物大多价格昂贵且具有一定的副作用,因此食物干预2型糖尿病研究具有重要意义。小麦麸皮是面粉加工的副产品,其来源丰富、价格低廉,近年来的流行病学调查显示其可有效预防2型糖尿病的发生,但是降糖功能因子尚未完全阐明。本文以2型糖尿病治疗靶点之一a-葡萄糖苷酶的抑制活性为检测指标,分离纯化小麦麸皮中的a-葡萄糖苷酶抑制剂,并研究其抑制作用机制及其对2型糖尿病小鼠糖脂代谢的干预作用。本研究将为小麦麸皮降糖功能因子的阐明提供新的思路,为小麦麸皮作为健康食品资源进一步推广利用提供理论依据。主要研究内容和结果如下：(1)小麦麸皮α-葡萄糖苷酶抑制剂的分离和鉴定。结果显示：小麦麸皮95%乙醇提取物(WBE)具有较好的α-葡萄糖苷酶抑制活性,WBE依次采用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取,其中石油醚萃取物(WBEP)的得率和对α-葡萄糖苷酶的抑制活性均明显高于其它四个萃取产物。WBEP进一步采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析分离纯化后得活性物质F3-17和F13-26,经液质联用技术(LC/MS)分析鉴定为芹菜素(AP)和烷基间苯二酚同系物(ARs)。(2) AP、ARs对α-葡萄糖苷酶的抑制动力学研究。分别采用对硝基-a-D-葡萄糖苷(pNPG)、蔗糖、麦芽糖为底物,测定AP、ARs对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,AP的半抑制浓度(IC50)分别为14.48、137.32、165.35 μg/mL, ARs的IC50值分别为37.58、566.78、542.90μg/mL。利用米氏方程(Michaelis-Menton)和双倒数作图法(Lineweaver-Burk plot),研究AP、 ARs对α-葡萄糖苷酶的抑制类型,发现AP为竞争性抑制剂,对以pNPG、蔗糖、麦芽糖为底物的α-葡萄糖苷酶的抑制常数Ki分别为12.08、36.65、28.55μg/mL;ARs对以pNPG、麦芽糖为底物的α-葡萄糖苷酶的抑制为非竞争性抑制,Ki值分别为17.24、591.19 μg/mL。ARs对以蔗糖为底物的α-葡萄糖苷酶的抑制为混合型抑制,Ki值以及Ksi值分别为1808.63、1158.63 μg/mL。(3)采用荧光猝灭实验和分子对接模拟研究AP、ARs抑制α-葡萄糖苷酶的分子作用机制。研究表明,AP、5-二十一烷基间苯二酚(小麦麸皮ARs中含量最高的一种单体)对α-葡萄糖苷酶的内源性荧光具有猝灭作用,其作用类型属于静态猝灭。AP对α-葡萄糖苷酶的荧光猝灭常数KA为0.8594×1004L/mol (298 K)、0.6177×1004L/mol (304 K)和0.4865×104L/mol(310K),反应的热力学参数显示AP和α-葡萄糖苷酶主要以疏水作用力结合；5-二十一烷基间苯二酚对α-葡萄糖苷酶的荧光猝灭常数KA为0.2012×104L/mol (298 K). 0.0237×104L/mol (304 K)、0.0103 ×104L/mol (310 K),反应的热力学参数显示5---十一烷基间苯二酚和α-葡萄糖苷酶主要以疏水作用力结合。分子对接实验显示芹菜素、5-二十一烷基间苯二酚在α-葡萄糖苷酶上的结合部位,表明其竞争性、非竞争性抑制作用的分子机制,并显示分子间的作用力主要是疏水作用和氢键。(4)采用高脂高糖饮食联合小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射诱导的2型糖尿病小鼠模型,研究AP、ARs对2型糖尿病小鼠糖脂代谢的干预。研究结果显示：AP、ARs显著降低2型糖尿病小鼠的空腹血糖值(FBG),改善小鼠的葡萄糖耐量(p<0.05)；显著降低血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)的含量,显著增加高密度脂蛋白(HDL)的含量(p<0.05)。(5) AP、ARs干预2型糖尿病小鼠糖脂代谢的机制研究。结果表明：AP、ARs能显著降低2型糖尿病小鼠的血清胰岛素含量(FINS)和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)(p<0.05)；改善2型糖尿病小鼠受损的胰腺、肾脏、脾脏的组织形态,胰腺组织的超微切片电镜观察结果进一步显示AP、ARs对胰岛细胞的保护作用；ARs可显著增加肝糖原和肌糖原的含量(p<0.05),极显著增加肝脏葡萄糖激酶(GK)活性(p<0.01)。AP显著增加肝脏葡萄糖激酶(GK)活性(p<0.05)；AP、ARs显著增强小鼠血清、肝脏和肌肉的总抗氧化能力(T-AOC)(p<0.05),其中高浓度ARs极显著地增强肝脏T-AOC值(p<0.01)；AP、ARs极显著降低血清和肝脏丙二醛(MDA)水平(p<0.01),显著降低骨骼肌MDA水平(p<0.05)；高浓度AP显著提高肝脏超氧化物歧化酶(SOD)活性(p<0.05), ARs极显著提高血清、肝脏和骨骼肌SOD活性(p<0.01)。AP显著增加血清、骨骼肌过氧化氢酶(CAT)活性,极显著增加肝脏CAT活性。ARs显著增加血清、骨骼肌CAT活性(p<0.05),极显著增加肝脏CAT活性(其中高浓度ARs极显著增加血清CAT活性)；AP极显著提高血清、肝脏谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性(p<0.01),显著提高骨骼肌GSH-Px活性(p<0.05)。ARs极显著提高血清、肝脏和骨骼肌GSH-Px活性(p<0.01)。由此可见,AP、ARs通过改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗(IR)、修复受损组织器官、增强肝脏对葡萄糖的转化能力以及提高血清、肝脏、骨骼肌的抗氧化能力来干预糖脂代谢。