乳酸菌代谢物中二肽基肽酶-4抑制剂的鉴定以及抑制作用研究

来源 :山西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:njacky_nan
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糖尿病(DM,Diabetes Mellitus)是一种由多种原因引起的代谢紊乱性疾病,随着人们生活方式和饮食习惯的改变,糖尿病的发病率正在以惊人的速度增加,治疗糖尿病的药物也随之增多,其中二肽基肽酶-4(DPP-4)是二型糖尿病血糖控制的新靶点。据研究报道一些益生菌具有抑制α-葡萄糖苷酶和二肽基肽酶-4(DPP-4)的能力,因而可以使肠道内碳水化合物的吸收和分解减慢,以此来推迟并延缓糖尿病人餐后血糖升高的时间及进程,起到降血糖的作用。本研究从实验室保藏的菌株中筛选出一株具有DPP-4抑制作用的菌株植物乳杆菌BLP12,对其代谢物进行分离纯化,最后利用高效液相色谱质谱联用仪(LC-MS)鉴定代谢物中抑制DPP-4的物质,同时建立Caco-2细胞模型验证其抑制DPP-4的功效,最终结合牛乳、木糖醇开发出一种具有辅助降血糖作用的功能性酸奶。制备植物乳杆菌BLP12的细胞内容物(CFE)和细胞代谢物(CFS),分别测定其对DPP-4的抑制作用,结果发现植物乳杆菌BLP12的代谢物中能抑制DPP-4的成分主要存在于细胞代谢物中。接着依次使用有机溶剂萃取法、超滤管过滤法、凝胶层析色谱柱法和半制备液相色谱法等一系列方法对BLP12的代谢产物进行分离纯化,并对分离纯化得到的样品进行收集,测定它们对于DPP-4的抑制作用,最后采用高效液相色谱质谱联用仪(LC-MS)鉴定代谢物中抑制DPP-4的物质。质谱结果显示总共鉴定出50种物质,经查证其中10种物质与治疗二型糖尿病有关,它们分别是十二烷基硫酸盐、烟酸、十二烷二酸、吡啶羧酸、十八碳三烯酸、别嘌呤醇、鸟嘌呤、邻苯三酚、曲酸、谷氨酸。其中十二烷基硫酸盐是已报道的DPP-4抑制剂。烟酸可以治疗糖尿病治疗过程中的血脂异常情况,并且烟酸的衍生物是DPP-4抑制剂;十二烷二酸可以改善糖尿病患者的代谢不灵活;吡啶羧酸与锌(II)、麦芽酚,苏氨酸等物质混合可以降低血糖;别嘌呤醇可以减轻二型糖尿病患者的蛋白尿症状;邻苯三酚可以抑制α-葡萄糖苷酶;这些物质共同发挥作用缓解了糖尿病的症状。通过建立Caco-2单层细胞模型来模拟肠道对药物的吸收作用。并通过电子显微镜观察细胞形态判断是否形成紧密相连的细胞单层;荧光素钠转运试验检测细胞的通透性;检测上下室中碱性磷酸酶含量判断是否形成极性,以此些试验来评估模型是否建立成功。确认模型建立成功后将不同浓度的样品与细胞共培养24小时后,测定细胞的存活率以此来判断样品对细胞是否具有毒性。确认样品无毒后再将样品与细胞共培养3小时,收集细胞的培养液和裂解液,测定培养液与裂解液中DPP-4的酶活,与不加样品的对照组相比,试验组BLP12对细胞内的DPP-4具有显著的抑制作用。样品浓度为50 μg/m L时抑制率为48%,100 μg/m L的抑制率为54%;对细胞培养液中的DPP-4没有抑制作用;试验组1.6970对细胞的胞内和胞外的DPP-4均没有显著的抑制作用。利用新鲜牛奶、木糖醇以及保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌BLP12开发一种具有辅助降血糖功效的功能性酸奶。通过单因素试验确定各个因素的最佳条件,接着根据单因素试验结果,选取不同菌株配比(A)、木糖醇添加量(B)、接种量(C)和发酵时间(D)这四方面因素做正交设计试验,以感官评价为指标确定酸奶的最佳生产工艺:发酵剂添加量为4%,保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌的的配比为1:1:2,木糖醇的添加量为8%,发酵时间为6小时。测定酸奶成品中的脂肪、蛋白质、碳水化合物含量以及活菌数和酸度值,微生物指标以及其抑制DPP-4的活性。发现用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌、植物乳杆菌1.6970、植物乳杆菌BLP12单独发酵的酸奶虽然对DPP-4有抑制作用,但抑制作用显著低于用保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌BLP12共同发酵的酸奶。
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