换一批全反式和顺式虾青素对胰腺α-淀粉酶的抑制效果差异及其机制
Differences in Inhibitory Effects and Mechanism of All-E and Z-Astaxanthin on Pancreatic α-Amylase
摘要通过光碘-乙醇初提-柱层析相结合方法制备高纯度顺式虾青素,以虾青素与降血糖关键调控α-淀粉酶相互作用为切入点,采用酶活性抑制实验、光谱技术和分子对接技术揭示虾青素异构体抑制猪胰腺α-淀粉酶(porcine pancreatic α-amylase,PPAA)活性能力的差异及其分子机制.结果表明,本实验成功制备并鉴定高纯度9-顺式(95.07%)和13-顺式(90.87%)虾青素,顺式虾青素比全反式虾青素具有更强的抑制PPAA活性效果(P＜0.05).虾青素异构体与PPAA的相互作用均对Trp残基微环境造成轻微影响,不会明显改变蛋白构象.分子对接结果显示,虾青素异构体的结合位点均位于PPAA的催化口袋,与酶竞争性抑制剂阿卡波糖的结合位点相同,并且与酶催化中心的关键氨基酸残基Asp197、Glu233和Asp300具有相互作用,从而表明全反式和顺式虾青素通过竞争性结合酶催化位点的方式抑制PPAA活性.荧光猝灭结果表明,虾青素异构体与PPAA发生结合时均为静态猝灭.进一步研究发现,虾青素异构体与PPAA的主要相互作用力均为范德华力、氢键和疏水作用力,并且均与Glu233残基形成氢键,但顺式虾青素的氢键键长更短,表明其具有更强的氢键作用力.与此同时,与全反式相比,顺式虾青素具有更高的结合亲和力、更多的相互作用氨基酸残基和更低的热力学参数,表明其与PPAA具有更强的结合能力,使得顺式虾青素比全反式虾青素具有更强的酶活性抑制效果.研究结果有助于揭示虾青素异构体的降血糖活性差异和潜在机制,对于开发降血糖的新型功能性食品和药品具有重要的应用价值.
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关键词
虾青素全反式虾青素顺式虾青素胰腺α-淀粉酶抑制机制astaxanthinall-E-astaxanthinZ-astaxanthinpancreatic α-amylaseinhibition mechanism
分类号
TS201.2
栏目名称
DOI
10.7506/spkx1002-6630-20250102-007
发布时间
2025-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
国家自然科学基金（32172195）
广州市重点研发计划项目（SL2022B03J00806）
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