3 Inhibidores de amilasa

La alfa-amilasa (1,4-α-d-glucano-glucanohidrolasa, EC3.2.1.1) es una endoglucanasa que cataliza la hidrólisis de los enlaces endo α-(1,4) glicosídicos en el almidón y polisacáridos relacionados. La hidrólisis del almidón es catalizada primero por la α-amilasa presente en la saliva humana, seguida de la amilasa pancreática en el duodeno. La α-amilasa pancreática humana (HPA) es una importante diana farmacológica para el tratamiento de la diabetes de tipo 2. Sin embargo, el coste de la HPA es relativamente alto para la investigación. En su lugar, se utiliza la α-amilasa del páncreas porcino (PPA) para medir la digestión in vitro. La PPA está compuesta por 496 residuos de aminoácidos y muestra un 83% de identidad con su homóloga humana HPA (Pasero, Mazzéi-Pierron, Abadie, Chicheportiche, & Marchis-Mouren, 1986). La PPA es una amilasa de tipo endo y cataliza la hidrólisis de los enlaces glicosídicos α-(1,4) internos en la amilosa y la amilopectina mediante un ataque múltiple hacia el extremo no reductor (Robyt & French, 1970). Los productos de la hidrólisis de la α-amilasa pancreática porcina son principalmente maltosa, maltotriosa y maltotetraosa (Yook & Robyt, 2002). La PPA tiene dos isómeros, la isoenzima I de la PPA (PPA-I) y la PPA-II, que tienen el mismo peso molecular pero difieren ligeramente en la composición de aminoácidos y en el punto isoeléctrico (Pasero et al., 1986).

Los inhibidores de la α-amilasa de origen natural incluyen los basados en proteínas y los metabolitos secundarios. Los primeros están fuera del ámbito de este artículo porque tienden a desnaturalizarse con el tratamiento térmico o ácido (acidez del estómago) y pierden su actividad al llegar al intestino delgado. A continuación, resumimos la literatura más reciente sobre los inhibidores de la α-amilasa. También se enumeran los métodos utilizados para medir su actividad de inhibición, ya que diferentes métodos pueden dar lugar a diferentes valores de IC50. En comparación con la α-glucosidasa, se encuentran menos informes sobre la α-amilasa y la mayoría de los estudios son sobre polifenoles.

La isookanina (57) (Fig. 3.8) aislada de las agujas españolas, Bidens bipinnata, mostró una actividad de inhibición moderada sobre la HPA (IC50 de 0,447 mg/mL o 156 μM) medida mediante un ensayo yodométrico (Yang et al., 2012). Cabe señalar que la isookanina contiene dos unidades catecólicas, por lo que se espera que sea un buen reductor, que puede reducir el yodo causando resultados falsos positivos.

Figura 3.8. Estructuras químicas de los inhibidores de la amilasa, los compuestos 57-59, el ácido quínico 5-caféico y el ácido quínico 4,5-dicaféico.

De la hoja de apliques de agua (Syzygium aqueum) se aislaron la miricetina-3-O-ramnósido (9) y la europetina-3-O-ramnósido (10) (Fig. 3.2), y la actividad de inhibición de la α-amilasa se midió mediante el ensayo DNSA para ser 10 veces (EC50 de ~ 2,0 μM) más fuerte que la acarbosa (EC50 de 19 μM). Una actividad tan elevada es muy poco frecuente en los compuestos polifenólicos y justifica una mayor investigación, en particular sobre su mecanismo de inhibición y su selectividad cuando estos compuestos se enfrentan a una matriz alimentaria compleja. La miricetina es un fuerte captador de radicales y, por tanto, la estabilidad de 9 y 10 también es motivo de preocupación. Los autores informaron de que la quercetina tenía una EC50 comparable (17 μM) a la de la acarbosa (19 μM). Utilizando el ensayo de turbidez que desarrollamos en nuestro laboratorio, no pudimos detectar ninguna actividad de inhibición de la quercetina contra la α-amilasa pancreática utilizando la acarbosa como estándar de referencia (Huang et al., resultados no publicados). Por lo tanto, es necesario verificar si la EC50 reportada depende del método para descartar un posible artefacto (Manaharan et al., 2012). Cleistocalyx operculatus también pertenece a la familia Myrtaceae. Hu, Luo, Li, Joshi y Lu (2012) aislaron y purificaron la 2′4′-dihidroxi-6′-metoxi-3′5′-dimetilcalcona (DMC) de los botones florales secos de C. operculatus. El compuesto mostró un mecanismo inhibidor no competitivo hacia la PPA (Hu et al., 2012).

El tilirósido (58) (Fig. 3.8), aislado de las semillas de la rosa canina, Rosa canina L., inhibe la PPA con un IC50 de 280 mM, y el estudio cinético muestra que es un inhibidor no competitivo con valores de Ki de 84,2 μM cuantificados utilizando p-nitrofenil-alfa-d-pentaglucósido como sustrato. A diferencia de la acarbosa, el tilirósido no muestra actividad inhibidora contra la α-glucosidasa. Tal vez debido a su débil actividad de inhibición de la α-amilasa en el modelo animal, se necesita una dosis elevada de tilirósido (600 mg/kg) para reducir la concentración de glucosa plasmática postprandial de los ratones tratados con almidón a 2 g/kg. El tilirósido puede presentar antihiperglucemia a través de la inhibición de la captación de glucosa mediada por el transportador de glucosa 1 dependiente de sodio y el transportador de glucosa 2 en los enterocitos (Goto et al., 2012).

Se ha sugerido que la curcumina y sus derivados son compuestos multiobjetivo que tienen una gama muy amplia de beneficios para la salud. Como agente potencial para mitigar las tasas de digestión del almidón, la bisdemetoxicurcumina (59) (Fig. 3.8) procedente del rizoma de la Curcuma longa tiene una actividad de inhibición de la HPA y la PPA con valores IC50 de aproximadamente 25 μM utilizando el ensayo DNSA. El estudio cinético muestra que es un inhibidor no competitivo del HPA con un Ki aparente de 3,0 μM (Ponnusamy et al., 2012).

Los ácidos cafeoilquínicos mono y disustituidos son los principales compuestos polifenólicos que se encuentran en los granos de café verde. Debido a la presencia de tres grupos hidroxilos secundarios en el anillo del ácido quínico, existen tres isómeros de posición interconvertida de los ácidos cafeoilquínicos monosustituidos y tres ácidos quínicos disustituidos, que fueron purificados de los granos de café verde. Su actividad de inhibición sobre la PPA-I (Narita & Inouye, 2011) se midió utilizando p-nitrofenil-diglucósido, que produce p-nitrofenol y maltosa tras la hidrólisis. Es destacable que la actividad inhibidora es altamente dependiente de la posición de los grupos cafeoil en el ácido monocaoilquínico. El ácido 5-cafoilquínico (o comúnmente conocido como ácido clorogénico) (Fig. 3.8) tiene la mayor actividad de inhibición con un IC50 de 80 μM, comparado con el del ácido 4-cafoilquínico (120 μM) y el ácido 3-cafoilquínico (230 μM). En el caso de los tres isómeros del ácido dicafeoilquínico, la actividad inhibidora es mucho mayor y no son tan sensibles a la posición de los grupos éster, ya que los ácidos 3,4- y 4,5-dicafeoilquínicos (Fig. 3.8) tienen los mismos valores de IC50 (20 mM), y el ácido 4,5-dicafeoilquínico tiene una IC50 de 30 μM (Narita & Inouye, 2011).