3 Inhibiteurs d’amylase
L’α-Amylase (1,4-α-d-glucan-glucanohydrolase, EC3.2.1.1) est une endoglucanase qui catalyse l’hydrolyse des liaisons endo α-(1,4) glycosidiques dans l’amidon et les polysaccharides apparentés. L’hydrolyse de l’amidon est d’abord catalysée par l’α-amylase présente dans la salive humaine, puis par l’amylase pancréatique dans le duodénum. L’α-amylase pancréatique humaine (HPA) est une cible pharmacologique importante pour le traitement du diabète de type 2. Cependant, le coût de l’HPA est relativement élevé pour la recherche. Au lieu de cela, l’α-amylase du pancréas porcin (PPA) est utilisée pour mesurer la digestion in vitro. La PPA est composée de 496 résidus d’acides aminés et présente 83% d’identité avec son homologue humain HPA (Pasero, Mazzéi-Pierron, Abadie, Chicheportiche, & Marchis-Mouren, 1986). La PPA est une amylase de type endo et elle catalyse l’hydrolyse des liaisons α-(1,4) glycosidiques internes de l’amylose et de l’amylopectine par une attaque multiple vers l’extrémité non réductrice (Robyt & French, 1970). Les produits de l’hydrolyse de l’α-amylase pancréatique porcine sont principalement le maltose, le maltotriose et le maltotétraose (Yook & Robyt, 2002). Le PPA a deux isomères PPA isozyme-I (PPA-I) et PPA-II, qui ont le même poids moléculaire mais diffèrent légèrement dans la composition en acides aminés et le point isoélectrique (Pasero et al., 1986).
Les inhibiteurs d’α-amylase d’origine naturelle comprennent ceux à base de protéines et les métabolites secondaires. Les premiers sortent du cadre de cet article car ils ont tendance à se dénaturer lors d’un traitement thermique ou acide (acidité de l’estomac) et perdent leur activité lorsqu’ils atteignent l’intestin grêle. Nous résumons ici les publications les plus récentes sur les inhibiteurs de l’α-amylase. Les méthodes utilisées pour mesurer leur activité d’inhibition sont également énumérées, car des méthodes différentes peuvent donner des valeurs de CI50 différentes. En comparaison avec l’α-glucosidase, on trouve moins de rapports sur l’α-amylase et la plupart des études portent sur les polyphénols.
L’isookanine (57) (Fig. 3.8) isolée des aiguilles d’Espagne, Bidens bipinnata, a montré une activité d’inhibition modérée sur l’HPA (IC50 de 0,447 mg/mL ou 156 μM) mesurée à l’aide d’un dosage iodométrique (Yang et al., 2012). Il convient de noter que l’isookanine contient deux unités catécholiques, et on s’attend donc à ce qu’elle soit un bon réducteur, ce qui peut réduire l’iode causant des résultats faussement positifs.
Figure 3.8. Structures chimiques des inhibiteurs d’amylase, composés 57-59, acide 5-caféoyl quinique, et acide 4,5-dicaffeoyl quinique.
De la feuille de l’hydropode (Syzygium aqueum), la myricétine-3-O-rhamnoside (9) et l’europétine-3-O-rhamnoside (10) (Fig. 3.2) ont été isolés, et l’activité d’inhibition sur l’α-amylase a été mesurée en utilisant le test DNSA pour être 10 fois (EC50 de ~ 2,0 μM) plus forte que l’acarbose (EC50 de 19 μM). Une activité aussi élevée est assez rarement observée dans les composés polyphénoliques et justifie une étude plus approfondie, en particulier sur son mécanisme d’inhibition et sa sélectivité lorsque ces composés sont confrontés à une matrice alimentaire complexe. La myricétine est un puissant piégeur de radicaux et la stabilité de 9 et 10 est donc également une préoccupation. Les auteurs ont signalé que la quercétine avait une CE50 comparable (17 μM) à celle de l’acarbose (19 μM). En utilisant le test de turbidité que nous avons développé dans notre laboratoire, nous n’avons pu détecter aucune activité d’inhibition de la quercétine contre l’α-amylase pancréatique en utilisant l’acarbose comme standard de référence (Huang et al., résultats non publiés). Par conséquent, il convient de vérifier si la CE50 rapportée dépend de la méthode afin d’écarter tout artefact potentiel (Manaharan et al., 2012). Cleistocalyx operculatus appartient également à la famille des Myrtaceae. Hu, Luo, Li, Joshi et Lu (2012) ont isolé et purifié la 2′4′-dihydroxy-6′-méthoxy-3′5′-diméthylchalcone (DMC) à partir des boutons floraux séchés de C. operculatus. Ce composé a présenté un mécanisme d’inhibition non compétitif envers le PPA (Hu et al., 2012).
Le tiliroside (58) (Fig. 3.8), isolé des graines de l’églantier, Rosa canina L., inhibe le PPA avec une CI50 de 280 mM, et l’étude cinétique montre qu’il s’agit d’un inhibiteur non compétitif avec des valeurs Ki de 84,2 μM quantifiées en utilisant le p-nitrophényl-alpha-d-pentaglucoside comme substrat. Contrairement à l’acarbose, le tiliroside ne présente aucune activité d’inhibition contre l’α-glucosidase. Peut-être en raison de sa faible activité d’inhibition de l’α-amylase dans le modèle animal, une dose élevée de tiliroside (600 mg/kg) est nécessaire pour réduire la concentration de glucose plasmatique postprandiale des souris traitées avec de l’amidon à 2 g/kg. Le tiliroside peut présenter une antihyperglycémie par l’inhibition de l’absorption du glucose médiée par le transporteur de glucose 1 dépendant du sodium et le transporteur de glucose 2 dans les entérocytes (Goto et al., 2012).
La curcumine et ses dérivés ont été suggérés comme des composés multicibles qui ont une très large gamme de bénéfices pour la santé. En tant qu’agent potentiel pour atténuer les taux de digestion de l’amidon, la bisdéméthoxycurcumine (59) (figure 3.8) du rhizome de Curcuma longa a une activité d’inhibition de l’HPA et de la PPA avec des valeurs IC50 d’environ 25 μM en utilisant le test DNSA. L’étude cinétique montre qu’il s’agit d’un inhibiteur non compétitif de l’HPA avec un Ki apparent de 3,0 μM (Ponnusamy et al., 2012).
Les acides cafféoylquiniques mono et disubstitués sont les principaux composés polyphénoliques présents dans les grains de café vert. En raison de la présence de trois groupes hydroxyle secondaires dans le cycle de l’acide quinique, il existe trois isomères de position interconvertissables des acides caféoylquiniques monosubstitués et trois acides dicaffeoyl quiniques, qui ont tous été purifiés à partir de grains de café vert. Leur activité d’inhibition sur le PPA-I (Narita & Inouye, 2011) a été mesurée en utilisant le p-nitrophényl-diglucoside, qui produit du p-nitrophénol et du maltose après hydrolyse. Il est remarquable que l’activité inhibitrice dépende fortement de la position des groupes cafféoyles dans l’acide monocafféoylquinique. L’acide 5-caféoylquinique (ou communément appelé acide chlorogénique) (Fig. 3.8) présente l’activité inhibitrice la plus élevée avec une CI50 de 80 μM, par rapport à celle de l’acide 4-caféoylquinique (120 μM) et de l’acide 3-caféoylquinique (230 μM). Pour les trois isomères de l’acide dicaffeoyl quinique, l’activité inhibitrice est beaucoup plus élevée et ne sont pas aussi sensibles à la position des groupes esters car les acides 3,4- et 4,5-dicaffeoyl quinique (Fig. 3.8) ont les mêmes valeurs de CI50 (20 mM), et l’acide 4,5-dicaffeoyl quinique a une CI50 de 30 μM (Narita & Inouye, 2011).