植物來源的胰脂肪酶抑制劑研究進展

郭子雨，姚雨含，劉濤，趙軍*

（1.新疆大學生命科學與技術學院，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆藥物研究所維吾爾藥重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830004；3.新疆醫科大學公共衛生學院，新疆 烏魯木齊 830011）

胰脂肪酶（pancreatic lipase，PL）是脂肪消化吸收過程的關鍵酶，抑制胰脂肪酶的活性可以減少人體對脂肪的吸收。目前臨床上普遍使用的PL抑制劑是奧利司他（Xenical）。該化合物是一種半合成脂抑素衍生物，具有較強的選擇性抑制胃脂肪酶和PL作用，能減少水解物的膳食脂肪數量，改善機體對熱量的吸收。然而，該成分存在一定的不良反應，如肝腎損害、營養不良以及腹部痙攣、脂肪性大便、脹氣等胃腸道反應[1]。因此，尋找活性顯著的PL抑制劑仍然是當今天然產物研究的熱點。植物中包括多酚、黃酮、皂苷、生物堿等多種有效成分。來源于植物，特別是可食植物的PL抑制劑以其毒性較低、副作用小的特點備受人們的關注。

多種植物提取物具有顯著的PL抑制作用，如綠茶、菠菜、糙米、花椒、肉桂、山茶、薄荷、金盞花、牛膝、向日葵、亞麻和蜂膠等[2-7]。菠菜提取物能通過抑制PL活性而表現出良好的降血脂作用；該提取物能顯著降低高脂血癥大鼠的攝食量、體重增加、脂質過氧化反應，恢復高脂血癥大鼠的脂質代謝和抗氧化水平[8]。虎杖提取物對PL活性有明顯的抑制作用，且以劑量依賴的方式抑制3T3-L1前脂肪細胞中脂肪細胞分化，減少脂滴的形成以及降低3-磷酸甘油脫氫酶（glycerol-3-phosphate dehydrogenase，GPDH）的活性。經該提取物處理后，脂肪細胞分化相關蛋白（adipocyte differentiation-related protein，ADRP）、圍脂滴蛋白、成脂轉錄因子的表達水平均顯著降低，磷酸化AMP活化蛋白激酶（phosphorylated AMP-activated protein kinase，pAMPK）水平升。因此，虎杖的減肥作用可能與其通過抑制PL活性和脂肪生成而下調脂肪堆積相關[9]。中藥復方制劑大柴胡湯可以劑量依賴的方式抑制小鼠PL活性，并降低血清甘油三酯水平。研究發現制劑中缺少黃芩時，大柴胡湯的脂肪酶抑制活性顯著降低。即大柴胡湯中的黃芩對脂肪酶抑制功效起著重要作用[10]。基于上述文獻報導，本文對近年來植物有效成分抑制PL活性的研究概況展開綜述，以期為PL抑制劑的開發提供參考。

1 多酚類

蔬菜水果中富含多酚類活性物質，此類成分可結合蛋白質，起到抑制消化酶的作用，能降低腸道腔中的游離脂肪酸和單酰甘油，從而減少甘油三酯的吸收。不同酚類以及酚類與其它成分之間會發生多種相互作用，對PL活性產生促進或抑制等不同的影響[11]。（-）-表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、（-）-沒食子兒茶素沒食子酸酯（gallocatechin gallate，GCG）、（-）-表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）和（-）-表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin，EC）4種茶多酚（EGCG 類似物）對PL活性均有抑制作用，其抑制率大小順序為EGCG＞GCG＞ECG＞EC。隨EGCG類似物濃度的增加，PL活性先快速下降后緩慢下降。PL二級結構的α-螺旋含量隨EGCG類似物濃度的增加而降低，其順序同樣為EGCG＞GCG＞ECG＞EC，說明α-螺旋在其活性發揮上起重要作用。EGCG、ECG和EC對PL產生的熒光均有動態和靜態猝滅作用，而GCG僅有靜態猝滅作用。此外，EGCG類似物可誘導PL自組裝成復合物，該復合物的流體動力學半徑與抑制率密切相關。動力學分析表明，EGCG類似物能通過降低PL酶的轉變中點溫度減少PL酶的熱穩定性，且不與PL催化位點結合非競爭性非共價抑制PL活性[12]。綠茶的3次水浸泡物對 PL 的半數抑制濃度分別為（12.3±2.8）、（6.2±0.3）、（4.0±1.1）mg/mL。EGCG分別占3次浸泡物的4.3%、6.0%和6.3%。花色苷含量也如此。綠茶二次浸泡物能有效降低高脂飼料致小鼠血漿甘油三酯濃度的升高，其作用的成分為EGCG[13]。表沒食子兒茶素和表沒食子兒茶素沒食子酸酯表現出較高的PL抑制作用（IC50為 387.2、237.3、391.2 μmol/L），且符合競爭性抑制，對反應速度的抑制具有劑量依賴性[14]。茶黃素-3，3′-二沒食子酸、茶黃素-3′-沒食子酸酯和茶黃素對PL有抑制作用，IC50分別為 1.9、4.2、3.0 μ/L 和大于 10 μ/L。TFdiG與底物濃度呈混合抑制。在計算機模擬中發現茶黃素與Asn263和Asp206結合，在活性位點附近形成一個口袋，含有沒食子酰基的茶黃素會擾亂His264的質子化[15]。

柿子多酚（persimmon tannin，PT）是柿子果實降血脂作用的主要成分。PT對PL有較高的親和力，并以非競爭性方式抑制PL的活性，IC50為0.44 mg/mL。氫鍵和π-π堆積是相互作用的主要原因。PT對胃腸道PL的顯著抑制活性可能是其降脂作用的機制之一[16]。富含單寧的南洋杉種皮提取物可通過抑制PL活性間接抑制甘油三酯吸收，顯著降低了小鼠血漿甘油三酯水平。動力學檢測表明，南洋杉種皮單寧是一種有效的PL抑制劑，抑制類型為拋物線型、非競爭型，抑制常數Ki1和 Ki2分別為（332.7±146.1）μg/mL 和（321.2±93.0）μg/mL；可進一步有效降低高脂飼料誘導的小鼠血清甘油三酯的升高[17]。從五倍子乙醇提取物分離得到的化合物（1）親蛋白-fb、化合物（2）2-O-二沒二酰基-1，3，4，6-四-O-沒食子酰基-β-D-葡萄糖、化合物（3）1，2，3，4，6-五-O-沒食子酰基-β-D-葡萄糖、化合物（4）1，2，4，6-四-O-沒食子酰基-β-D-葡萄糖和化合物（5）3-羥基-5-甲氧基苯酚1-O-β-D-葡萄糖對PL有較強的抑制作用，其IC50值在（30.6±2.4）mmol/L～（3.5±0.5）mmol/L之間。化合物（2）對3T3-L1細胞的脂肪細胞分化也有明顯的抑制作用[18]。

咖啡酰奎尼酸類是一類分子量較小的多酚類成分。該類成分有多種異構體，可通過與Ser153、His264和Asp177催化三聯體同時結合以及相互作用的競爭模式抑制PL活性。3-咖啡酰奎寧酸及其異構體4、5-咖啡酰奎寧酸、3，4-、3，5-和 4，5-二咖啡酰奎寧酸對PL活性的抑制作用 IC50值分別為 1.10、1.23、1.24、0.252、0.591 mmol/L和0.502 mmol/L。它們的結合親和力在-8.4 kcal/mol～-9.5 kcal/mol之間，與對數 IC50的線性相關系數為0.893，Spearman相關系數為1.0。咖啡酰奎寧酸及其異構體會與氫鍵和疏水鍵相互作用相結合，具有較好的穩定性[19]。

從葡萄醇提物中分離得到的二苯乙烯類成分對PL 有較強的抑制作用，其 IC50值為（6.7±0.7）mol/L[20]。桑樹皮中的2-芳基苯并呋喃衍生物對PL有較強的抑制作用（IC50為 0.09 μmol/L～0.92 μmol/L）[21]。海洋褐藻提取物中的間苯三酚聚合物氟呋內酯A和7-鄰苯三酚對PL有較強的抑制作用，其IC50在37.2 μmol/L～12.7 μmol/L之間[22]。莽草酸具有抑制脂肪酶活性的作用，其抑制類型是混合型可逆抑制，抑制常數Ki=4.30 mg/mL，Ki′=3.28 mg/mL。熒光淬滅試驗表明，莽草酸使脂肪酶發生熒光淬滅，Tyr、Trp、Phe等生色基團由蛋白質內部的疏水區向親水環境暴露，使熒光強度降低，從而導致酶活性降低[23]。

2 黃酮類

苦瓜的甲醇、二氯甲烷亞和乙酸乙酯提取物具有較強的脂肪酶抑制活性，IC50值分別為（2.06±0.02）、（1.52±0.02）mg/mL 和（1.31±0.02）mg/mL。黃酮苷和槲皮素是其甲醇提取物的主要成分[24]。從辣椒中發現的4種酚類化合物咖啡酸、對香豆酸、槲皮素和辣椒素，對豬胰臟脂肪酶活性的具有抑制活性和結合特性，抑制作用最強的是槲皮素，IC50為（6.1±2.4）μmol/L，其次是對香豆酸[（170.2±2.6）μmol/L]和咖啡酸[（401.5±32.1）μmol/L]，而辣椒素和辣椒提取物的抑制活性很低[25]。牛膝在一些地區的烹飪中作為配料使用，從該植物根部得到的3個新的黃烷酮-查爾酮型雙黃酮化合物對PL有顯著的抑制作用，對α-葡萄糖苷酶也有抑制活性，且強于阿卡波糖，在餐后血糖的調控上具有潛在的應用價值[26]。甜橙皮提取物對PL有很強的非競爭性抑制作用，其發揮作用的主要是二氫黃酮類成分橙皮苷。橙皮苷通過氫鍵和范德華力與PL在非催化位點處發生相互作用，這個過程屬于自發進行的放熱反應，并且不會改變PL的二級結構[27]。白木香中的5-羥基-7，4’-二甲氧基黃酮、木犀草素-7，3’，4’-三甲醚和 5，3’-二羥基-7，4’-二甲氧基黃酮對 PL 活性的抑制率均在6%～53%之間[28]。巴可巴甲醇提取物在體外對PL活性有抑制作用，其主要成分異鼠李素和車前草苷B能降低小鼠血漿甘油三酯（triglyceride，TG）水平[29]。

銀杏葉提取物被廣泛應用于高脂血癥等代謝性疾病的治療中，其所含的銀杏異黃酮和銀杏雙黃酮對PL均有較為顯著的抑制作用，IC50值在2.9 μmol/L～12.78 μmol/L之間[30]。中藥桑白皮中的6個黃酮類成分（桑皮酮C、桑根酮D、苦參酮C、苦參酮G、桑色素和桑辛素）對PL有較為顯著的抑制作用，IC50值在0.77 μmol/L～20.56 μmol/L 之間；其中活性最顯著的桑根酮D可以通過氫鍵與PL催化三聯體中的關鍵氨基酸Ser152產生較強的相互作用[31]。另一種桑科植物柘木根黃酮化合物柘木黃酮A和柘木黃酮D對PL有顯著的抑制作用，IC50值分別為 6.5、9.0 μmol/L[32]。從三尖杉中得到 5，7，4’-三羥基-6，8-二戊烯基異黃酮和庫德拉黃酮C能顯著抑制胰腺脂肪酶活性，IC50值分別為 65.0、17.0 μmol/L[33-34]。

3 花色苷及原花青素

原花青素的PL抑制活性與其聚合度有關，聚合度越高，活性越強。隨著原花青素平均聚合度的增加，葡萄籽原花青素對PL活性的抑制作用和對內源蛋白熒光的猝滅作用均增強[35]。沙棘葉提取物具有較高的PL抑制活性，其活性組分為以表沒食子兒茶素和表阿夫兒茶精為主要成分的原花青素低聚物，聚合度約為5[36]。豇豆提取物的對PL有較強的抑制作用（IC50為15.2 μg/mL）。花青素和花青素-3-葡萄糖苷是該提取物所含的主要成分，對PL抑制作用的IC50值分別為28.29、188.28 μmol/L，兩者對 PL 是非競爭性抑制，Ki分別為27.28、88.97 μmol/L，表明花青素的糖基化顯著降低了對PL的抑制。因此，食用豇豆可通過抑制脂肪消化酶減少脂肪的吸收，繼而達到減肥降脂的功效[37]。番荔枝果實和果皮提取物對PL也具有較強的抗PL活性，其所含成分中花青素的抑制活性遠強于花青素-3，5-二葡萄糖苷[38]。

4 皂苷類

人參皂甙 Rb1、Rg1、Rg3 和 K 在 100 μg/mL 時分別顯著抑制的PL活性（抑制率分別為43%、47%、75%、55%），其中Rg3的作用最強，最低有效濃度為6.25 μg/mL[39]。刺五加總皂苷對脂肪消化的關鍵酶PL具有較好的抑制活性，從中分離得到的硅藻苷F、黨參皂苷B、長春花素3-O-β-D-葡萄糖醛酸苷6’-O-甲酯和石膏素3-O-β-D-葡萄糖醛酸苷對PL均具有顯著的抑制作用，IC50值分別為 0.22、0.25、0.26、0.29 mmol/L[40]。熊果酸硬脂酰葡萄糖苷（ursolic acid stearoylglucoside，UASG）對高脂飲食誘導肥胖有很好的降血脂作用。飼喂含UASG高脂飼料小鼠的血脂指標、體重、子宮旁脂肪組織重量、肝臟甘油三酯（TG）及各臟器重量均明顯降低，大鼠的糞便含量和糞便中甘油三酯含量也顯著增加。UASG預處理可抑制大鼠口服脂肪乳后血漿甘油三酯水平的升高。此外，UASG在2.5 mg/mL濃度下對PL活性有明顯的抑制作用，說明UASG可能通過抑制PL活性來預防高脂飲食誘導的小鼠肥胖[41]。

5 萜類

白樺酸是一種存在于多種可食植物中的五環三萜類成分，該化合物在 1.5 μmol/L～100 μmol/L 濃度范圍內劑量依賴性的抑制PL活性（IC50為21.1 μmol/L），并可通過cAMP依賴的磷酸二酯酶抑制作用介導脂解作用，加速脂肪動員[42]。熊果酸對PL也有較好的抑制作用，在該化合物C-28引入含苯環的側鏈可能顯著提升對PL的抑制率[43]。銀杏內酯A、B和白果內酯對PL 有明顯的抑制作用（IC50為 22.9、90.0、60.1 μg/mL），其基團可與PL關鍵氨基酸在PL結合袋中發生相互作用。這些成分是銀杏葉提取物的降血脂作用的主要藥效物質基礎[44]。丹參提取物對PL的抑制活性，呈濃度依賴性，IC50值為（3.54±0.22）mg/mL，其成分隱丹參酮具有明顯的 PL 抑制活性，IC50為（6.86±0.43）μmol/L[45]。

6 醌類及蒽酮類

白花菜根中的萘醌類成分白花丹醌有明顯的抗脂肪作用，對PL抑制的 IC50值為（82.08±9.47）μmol/L，抑制動力學為混合型。體內試驗也表明該成分能通過減少油紅O染色和降低甘油三酯含量發揮明顯的抗脂肪作用[46]。決明根乙酸乙酯提取物在250 μg/mL濃度下對PL的抑制率為74.3%，其中雙蒽醌類成分決明素A抑制活性最強，IC50值為41.8 mmol/L[47]。從三尖杉莖葉中分離得到氧雜蒽酮類化合物（cudracuspixanthone P）能通過抑制PL的活性減少脂肪酸刺激的肝細胞中的脂肪積聚，該成分可用于代謝性疾病的治療[48]。

7 其它

木質素可自發地與PL結合形成PL-木質素復合物，從而提高酶的活性。PL-木質素復合物的形成是疏水和靜電相互作用引起的吸熱反應。木質素與PL之間存在非輻射能量傳遞，結合過程符合二次指數衰減函數。木質素-PL復合物的形成，會改變酶的α-螺旋含量，增加其側鏈的剛性[49]。荔枝種子蛋白質對PL有明顯的抑制作用，IC50為73.1 μg/mL[50]。研究發現中國海綿（Xestospongia testudinaria）中的溴化多不飽和脂類化合物對PL有顯著的抑制活性（IC50為3.11μmol/L），與陽性對照奧利司他（IC50為0.78 μmol/L）相似。末端（E）-烯炔官能團、鏈中的二炔基和甲酯基都是該類化合物PL抑制劑活性的關鍵官能團，體內試驗也顯示了顯著的降脂效果[51]。蘆薈凝膠傳統上用于治療糖尿病、肥胖癥和傳染病，其濃度在0.4 mg/mL時對PL的抑制率85.56%明顯高于奧利司他70.58%[52]。