具有XOI活性的食源性植物多酚提取物的筛

发布时间：2020-06-27 21:28

【摘要】：高尿酸血症是由营养过剩导致尿酸生成过量以及肾病等原因导致尿酸排泄不足引发的血清尿酸水平过高的疾病,与多种代谢疾病、肾脏疾病以及心血管疾病有关,目前治疗高尿酸血症的药物会引起一定的副作用。研究表明食源性植物多酚提取物兼具黄嘌呤氧化酶(XOD)抑制活性和抗氧化性活性且无毒副作用,是潜在的膳食干预剂,可用于改善、缓解高尿酸血症。由于植物提取物化学成分复杂,XOD抑制(XOI)活性高通量评价方法不完善,强XOI活性植物多酚提取物定向制备及关键活性化合物靶向筛选困难。本论文首先系统性地对50种食源性植物多酚提取物的植物化学特性及其XOI活性、抗氧化活性的异同进行分析,从中筛选出兼具XOI活性和抗氧化活性的植物多酚提取物,在此基础上,建立氧嗪酸钾诱导高尿酸血症大鼠模型,探究其在体内的降尿酸作用,初步探究其体内降尿酸作用机制,靶向分离鉴定其中的XOI活性化合物,探究活性化合物抑制XOD活性的作用机理,旨在为新型降尿酸功能食品配料的开发提供理论和方法的指导。本论文的主要研究结果如下:(1)以50种常见药食两用植物为研究对象,采用超声辅助乙醇提取法制备植物多酚提取物。以丁香、高良姜、荷叶、覆盆子、槐花提取物的总酚含量为最高;以槐花、栀子、高良姜和荷叶提取物的总黄酮含量为最高。利用简便、快速、灵敏、精密度好、准确度高的XOI活性测定-UPLC-MS法评价了其XOI活性,以紫苏、薄荷、菊花、荷叶、高良姜提取物XOI活性为最强。采用氧自由基吸收能力(ORAC)法和超氧阴离子自由基清除活性(OSA)法评价其抗氧化活性,以紫苏、覆盆子、丁香、槐花、高良姜、荷叶提取物的ORAC为最强;以高良姜、覆盆子、槐花、砂仁和荷叶提取物的OSA为最强。采用聚类分析和主成分分析法对这50种植物多酚提取物进行分类,发现高良姜和荷叶提取物是兼具XOI活性和抗氧化活性的富酚植物提取物,尤其以高良姜提取物XOI活性最强,抗氧化活性最佳,是预防和治疗高尿酸血症潜在膳食干预剂。(2)构建了氧嗪酸钾诱致高尿酸血症大鼠模型,初步探究高良姜提取物降低高尿酸血症大鼠血尿酸水平作用机制,结果表明:高良姜提取物能显著降低高尿酸血症大鼠血清尿酸水平,通过抑制肝脏XOD活性减少尿酸生成、下调肾脏尿酸转运蛋白URAT1和GLUT9表达抑制肾小管对尿酸的重吸收从而促进尿酸排泄,从减少生成尿酸生成和促进尿酸排泄两方面降低高尿酸血症大鼠血尿酸水平。高良姜提取物能维持高尿酸血症大鼠血清肌酐和尿素氮含量在正常水平,对肾脏具有一定的保护作用,同时能降低高尿酸血症大鼠肝脏脂质过氧化物含量起到拮抗氧化应激作用。高良姜提取物安全无毒、兼具XOI活性与尿酸转运蛋白调控作用,并能保护肾脏功能,有效拮抗氧化应激,可作为具有降尿酸作用的新型功能性食品配料改善高尿酸血症。(3)采用超滤离心法结合UPLC-MS/MS法,从高良姜提取物中靶向鉴定出12种潜在具有XOI活性的化合物,包括高良姜素、高良姜素-3-甲醚、山柰素、乔松素4种黄酮类化合物和二苯基庚烷A等8种二苯基庚烷类化合物。高良姜素、山柰素和高良姜素-3-甲醚对高良姜提取物体外XOI活性的贡献率为66.4%,是高良姜提取物中关键性XOD抑制剂。首次发现山柰素具有强XOI活性。高良姜素和山柰素能作用于XOD的钼喋啉活性中心,高良姜素能与XOD的Asn-768、Ser-876氨基酸残基形成氢键。山柰素与Ser-876、Glu-802氨基酸残基形成氢键,高良姜素和山柰素的B环能与Phe-914氨基酸残基形成π-π共轭作用。高良姜素-3-甲醚和二苯基庚烷A作用于XOD的FAD活性中心,高良姜素-3-甲醚与Glu-45、Asp-429、Lys-1228氨基酸残基形成氢键,C环与FAD有π-π共轭作用,二苯基庚烷A与Leu-398氨基酸残基形成两个氢键。酶促动力学表明山柰素对XOD的抑制是可逆的,且为XOD的混合抑制剂。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS218;TS201.4
【图文】：

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华南理工大学工程硕士学位论文2图1-1 嘌呤代谢过程[1]Fig.1-1 Purinemetabolism果糖作为一种常用甜味剂广泛应用与饮料、烘焙、糖果等食品行业[6]，然而，果糖摄入过多会导致血尿酸水平升高，果糖主要经肝脏代谢，代谢过程如图1-2所示[7]：人体摄入果糖后，果糖激酶（KHK）迅速将其磷酸化生成果糖-1-磷酸（F1P），随后F1P被代谢成二羟丙酮磷酸（DHAP）和甘油醛-3-磷酸（GA）进入糖酵解/糖异生代谢过程。其中KHK作用时需要消耗能量将ATP分解成AMP，AMP最终由XOD代谢生成尿酸排出体外。KHK的高活性和对细胞能量状态的不敏感性导致果糖转化为F1P的过程缺乏限速酶[8]，但FIP生成GA和DHAP的过程有限速酶。因此当人体摄入大量果糖时，果糖很快转化为F1P

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[16]。图1-2 果糖代谢过程[7]Fig.1-2 Fructose metabolism尿酸通过肾小球滤过作用、近曲小管重吸收作用、分泌以及分泌再吸收作用最终排出体外，位于近曲小管刷状缘的尿酸盐阴离子转运体1（URAT1）负责将尿酸重吸收进入肾小管细胞，葡萄糖转运体9（GLUT9）负责将肾小管细胞中的尿酸转运至血液[17, 18]。肾小球滤过作用受阻、肾小管重吸收增多或分泌减少都会导致体内尿酸水平增高。1.1.2 高尿酸血症的危害高尿酸血症与多种代谢疾病、肾脏疾病以及心血管疾病有关，会增加Ⅱ型糖尿病、肥胖和高血压的患病几率，引发急性或慢性肾脏损伤，是心血管疾病重要的危险因素。

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