3 Amiláz inhibitorok
α-amiláz (1,4-α-d-glükán-glükánhidroláz, EC3.2.1.1) egy endoglükanáz, amely katalizálja a keményítő és rokon poliszacharidok endo α-(1,4) glikozidos kötéseinek hidrolízisét. A keményítő hidrolízisét először az emberi nyálban jelen lévő α-amiláz katalizálja, majd a nyombélben a hasnyálmirigy-amiláz. A humán hasnyálmirigy α-amiláz (HPA) fontos farmakológiai célpont a 2-es típusú cukorbetegség kezelésében. A HPA költségei azonban viszonylag magasak kutatási célokra. Ehelyett a sertés hasnyálmirigy α-amilázt (PPA) használják in vitro emésztés mérésére. A PPA 496 aminosavmaradékból áll, és 83%-os azonosságot mutat humán megfelelőjével, a HPA-val (Pasero, Mazzéi-Pierron, Abadie, Chicheportiche, & Marchis-Mouren, 1986). A PPA endo-típusú amiláz, és az amilóz és amilopektin belső α-(1,4) glikozidos kötéseinek hidrolízisét katalizálja a nem redukáló vég felé irányuló többszörös támadással (Robyt & French, 1970). A sertés hasnyálmirigy α-amiláz hidrolízisének termékei főként maltóz, maltotrióz és maltotetraóz (Yook & Robyt, 2002). A PPA-nak két izomerje van PPA izozim-I (PPA-I) és PPA-II, amelyek azonos molekulatömeggel rendelkeznek, de aminosav-összetételük és izoelektromos pontjuk kissé eltér (Pasero et al., 1986).
A természetben előforduló α-amiláz inhibitorok között vannak fehérje alapúak és másodlagos metabolitok. Az előbbiek nem tartoznak e cikk tárgykörébe, mivel hajlamosak hőkezelés vagy savas (gyomorsavasság) hatására denaturálódni, és a vékonybélbe jutva elveszítik aktivitásukat. Az alábbiakban összefoglaljuk az α-amiláz inhibitorokkal kapcsolatos legújabb irodalmi adatokat. A gátló aktivitásuk mérésére használt módszereket is felsoroljuk, mivel a különböző módszerek eltérő IC50 értékeket eredményezhetnek. Az α-glükozidázzal összehasonlítva az α-amilázzal kapcsolatban kevesebb beszámolót találunk, és a legtöbb tanulmány polifenolokkal foglalkozik.
A spanyol tűből, Bidens bipinnata, izolált izookanin (57) (3.8. ábra) mérsékelt gátló hatást mutatott a HPA-ra (IC50 0,447 mg/ml vagy 156 μM) jodometriás teszttel mérve (Yang et al., 2012). Meg kell jegyezni, hogy az izookanin két katecholikus egységet tartalmaz, ezért várhatóan jó redukálószer, ami csökkentheti a jódot, ami hamis pozitív eredményeket okozhat.
3.8. ábra. Az amilázgátlók, az 57-59 vegyületek, az 5-káffeoil-kvinsav és a 4,5-dikáffeoil-kvinsav kémiai szerkezete.
A vízalkalom (Syzygium aqueum) leveléből a miricetin-3-O-ramnosid (9) és az europetin-3-O-ramnosid (10) (ábra). 3.2) izoláltuk, és az α-amiláz gátló aktivitást DNSA-teszt segítségével mértük, amely 10-szer erősebb (EC50 ~ 2,0 μM), mint az akarbóz (EC50 19 μM). Ilyen magas aktivitás meglehetősen ritkán fordul elő polifenolos vegyületeknél, és további vizsgálatokat igényel, különösen a gátlási mechanizmus és a szelektivitás tekintetében, amikor ezeket a vegyületeket összetett élelmiszer-mátrixszal támadják meg. A miricetin erős gyökfogó, ezért a 9 és 10 stabilitása is aggodalomra ad okot. A szerzők arról számoltak be, hogy a kvercetin EC50 értéke hasonló (17 μM), mint az akarbózé (19 μM). A laboratóriumunkban kifejlesztett zavarossági vizsgálat segítségével nem tudtuk kimutatni a kvercetin gátló aktivitását a hasnyálmirigy α-amilázzal szemben, az akarbózt használva referencia standardként (Huang és mtsai., nem publikált eredmények). Ezért ellenőrizni kell, hogy a közölt EC50 függ-e a módszertől, hogy kizárjuk az esetleges műtermékeket (Manaharan et al., 2012). A Cleistocalyx operculatus szintén a Myrtaceae családba tartozik. Hu, Luo, Li, Joshi és Lu (2012) izolálták és tisztították a 2′4′-dihidroxi-6′-metoxi-3′5′-dimetilkalkont (DMC) a C. operculatus szárított virágbimbójából. A vegyület nemkompetitív gátló mechanizmust mutatott a PPA-val szemben (Hu és mtsai., 2012).
A kutyarózsa, Rosa canina L. magjából izolált tilirozid (58) (3.8. ábra) 280 mM IC50 értékkel gátolja a PPA-t, és a kinetikai vizsgálat azt mutatja, hogy 84,2 μM Ki értékű, nemkompetitív inhibitor, amelyet p-nitrofenil-alfa-d-pentaglukoziddal mint szubsztráttal számszerűsítettek. Az akarbózzal ellentétben a tilirozid nem mutat gátló hatást az α-glükozidázzal szemben. Talán a gyenge α-amiláz gátló hatása miatt az állatmodellben nagy dózisú tilirozidra (600 mg/kg) van szükség a 2 g/kg keményítővel kezelt egerek posztprandiális plazma glükózkoncentrációjának csökkentéséhez. A tilirozid antihiperglikémiát mutathat mind a nátriumfüggő glükóz transzporter 1, mind a glükóz transzporter 2 által közvetített glükózfelvétel gátlásán keresztül az enterocitákban (Goto és mtsai., 2012).
A kurkumin és származékai olyan multicélú vegyületek, amelyek igen széles körű egészségügyi előnyökkel rendelkeznek. A Curcuma longa rizómájából származó biszdemetoxikurkumin (59) (3.8. ábra) mint a keményítő emésztési sebességének mérséklésére alkalmas potenciális szer HPA és PPA gátló aktivitással rendelkezik, amelynek IC50 értéke DNSA-teszt segítségével körülbelül 25 μM. A kinetikai vizsgálat azt mutatja, hogy a HPA nem kompetitív inhibitora, a látszólagos Ki értéke 3,0 μM (Ponnusamy és mtsai., 2012).
A mono- és diszubsztituált koffeokinsavak a zöld kávébabban található fő polifenolos vegyületek. A kininsavgyűrűben lévő három másodlagos hidroxilcsoport jelenléte miatt a monoszubsztituált koffeokinsavaknak és a három dikáffeoilkininsavnak három, egymáshoz viszonyított helyzetben lévő izomerje van, amelyeket mind a zöld kávébabból tisztítottak. A PPA-I (Narita & Inouye, 2011) gátló aktivitásukat p-nitrofenil-diglükoziddal mértük, amely hidrolízis során p-nitrofenolt és maltózt termel. Figyelemre méltó, hogy a gátló aktivitás nagymértékben függ a monokaffeoil-kvinsavban lévő koffeil-csoportok helyzetétől. Az 5-koffeoilkininsav (vagy közismert nevén klorogénsav) (3.8. ábra) gátló aktivitása magasabb, IC50 értéke 80 μM, szemben a 4-koffeoilkininsavéval (120 μM) és a 3-koffeoilkininsavéval (230 μM). A három dikáffeoil-kvinsav izomer esetében a gátló aktivitás sokkal nagyobb, és nem olyan érzékenyek az észtercsoportok helyzetére, mivel a 3,4- és 4,5-dikáffeoil-kvinsav (3.8. ábra) IC50 értékei azonosak (20 mM), a 4,5-dikáffeoil-kvinsav IC50 értéke pedig 30 μM (Narita & Inouye, 2011).