Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.2 Chất kìm hãm α-GLUCOSIDASE (α-GLUCOSIDASE INHIBITOR)
2.2.2 Thu nhận AGIs
Việc tìm kiếm các AGIs có ý nghĩa rất lớn trong các lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm… Đã có nhiều hợp chất được tìm thấy trong tự nhiên hoặc tổng hợp có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase. Tuy nhiên, những tác nhân kìm hãm α- glucosidase tổng hợp bằng con đường hóa học hiện nay thường gây nhiều phản ứng phụ. Vì vậy, việc tìm kiếm các hoạt chất có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase vẫn đang được sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Thông thường, việc nghiên cứu các AGIs luôn bắt đầu từ các hợp chất có trong tự nhiên vì nguồn rất phong phú, đa dạng và ít phản ứng phụ. Do đó, các nhà khoa học trên thế giới thường sử dụng những phương pháp sàng lọc hoạt tính kìm hãm enzyme này để định hướng trong nghiên cứu. Nhiều nước đã công bố trên các tạp chí quốc tế về các thực vật, vi sinh vật có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase với mục đích sử dụng trong lĩnh vực thực phẩm chức năng, dược phẩm, cũng như đã chiết xuất được nhiều hợp chất có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase.
sốt sự hấp thụ carbonhydrat và giúp hỗ trợ điều trị cho những người mắc bệnh ĐTĐ một cách hiệu quả. Bản chất của các chất kìm hãm là các flavonoid, pseudooligosaccharide, thiosugar, iminosugar, carbasugar,… có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật và vi sinh vật (De Melo et al., 2006).
Hiện nay, các AGIs được chia thành các nhóm chính: Disaccharide, iminosugar, thiosugar, pseudoaminosugar, carbasugar và các hợp chất khơng có liên kết glucosidic. AGIs có thể tạo ra bằng nhiều con đường khác nhau như: Chiết xuất từ thực vật, động vật, tổng hợp bằng con đường hóa học hoặc bằng con đường vi sinh vật (Zhang et al., 2006).
2.2.2.1. Các AGIs từ tổng hợp
Các AGIs từ tổng hợp như: kojibiose (2-alpha-D-glucosyl-D-glucose) là hợp chất thuộc nhóm chất disaccharide, nó là sản phẩm caramen hóa của glucose, 3-O-(- D-Glucopyranozyl)-1-deoxynojirimycin, Isofagomin và Noeuromycin là hợp chất thuộc nhóm chất iminosugar, Valiolamin, Hydroxyvalidamin và Voglibose là hợp chất thuộc nhóm chất carbasugar và pseudoaminosugar, X = O; S; Se; N Tetrahydroxyazepan là hợp chất thuộc nhóm chất thiosugar và các hợp chất khơng có liên kết glycosidic (De Melo et al., 2006).
2.2.2.2. Các AGIs từ động vật
Năm 2009, các nhà khoa học Việt Nam và Hàn Quốc đã khám phá ra chất
chiết xuất từ Stichopus japonicas (Hải Sâm) có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase.
Nghiên cứu cho thấy nếu chiết hải sâm bằng hexan ở tỷ lệ nguyên liệu: dung môi là 0,5 mg/ml thì hoạt tính kìm hãm α-glucosidase từ nấm men là 68% và từ dịch chiết Hải Sâm đã thu được ba loại AGIs (Nguyen and Kim, 2009).
2.2.2.3. Các AGIs từ vi sinh vật
Chen et al. (2007) cho thấy hoạt tính kìm hãm α-glucosidase của Touchi từ
Aspergillus Oryzae (A. Oryzae) lên men cao hơn hẳn so với các sản phẩm lên men ở
các loài khác. Hơn thế nữa, A. oryzae được xác nhận là chủng nấm có đặc tính an tồn, dễ phát triển và phân lập. AGIs chiết xuất từ Touchi có thể được bổ sung vào các sản phẩm: Các sản phẩm chế biến nơng sản và thủy sản (mứt, bánh mì, bánh gạo, ngũ cốc, các sản phẩm chế biến từ đỗ tương, bột cá, xúc xích cá, thực phẩm có chứa trứng, các loại thực phẩm đóng hộp; các sản phẩm sữa và chế biến từ sữa (bơ, phô mai, sữa đặc, sữa bột), nước giải khát lên men lactic; miso, nước tương, các loại hương vị, phụ gia và các loại TPCN bổ sung dinh dưỡng khác (Kawabata, 2000). Kết quả này chính là nền tảng cho nghiên cứu chuyên sâu về tuyển chọn chủng nấm
mốc A. oryzae đặc hiệu cho quá trình hình thành AGIs với hoạt tính kìm hãm α-
glucosidase đạt hiệu quả cao trong điều kiện ở Việt Nam. Nguyễn Đức Tiến và cs.
(2014) đã phân lập và tuyển chọn được A. oryzae T6 ở Việt Nam cho khả năng
hình thành hoạt tính kìm hãm α-glucosidase cao từ 19 mẫu mốc được lấy ở một số cơ sở sản xuất tương đã phân lập, tuyển chọn và định danh bằng phương pháp giải trình tự gen vùng ITS1 - 5,8S - ITS2 được A. oryzae T6 cho khả năng hình thành hoạt tính kìm hãm α-glucosidase cao từ mẫu đỗ đen mốc ở Cựu Đà, Thanh
Oai, Hà Nội. Nguyễn Đức Tiến và cs. (2013,2014) sử dụng đỗ đen xanh lòng
(Vigna Cylindrica Skeels) lên men bằng Aspergillus oryzae T6 để sản xuất chế
phẩm AGIs ức chế enzym α-glucosidase dùng cho bệnh nhân ĐTĐ, thừa cân và béo phì. Xác định được quy trình thu nhận chế phẩm AGIs bằng phương pháp lên men rắn, xốp trên môi trường đỗ đen xanh lòng (Vigna Cylindrica Skeels) của Việt Nam nhờ A. oryzae T6, Xác định được bản chất của AGIs này là peptide có khối lượng phân tử 926,4861 Da. Peptide AGIs trong đỗ đen lên men chiếm 0,183 %. Bước đầu ứng dụng chế phẩm AGIs trong sản xuất bột ăn liền cho người bệnh đái tháo đường và béo phì.
2.2.2.4. Các AGIs từ thực vật
Yoshikawa et al. (1997) đã phát hiện salacinol từ dịch chiết của rễ và lá
cây Salacia reticulata (một loại cây bụi leo thuộc họ Celastraceae được người
dân Ấn Độ và Sri Lanka sử dụng như một loại thuốc dân gian từ lâu đời) có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase. Salacinol có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase, sucrase và isomaltase của chuột với giá trị IC50 lần lượt là 3,2; 0,84; 0,59 µg/µl. Các nghiên cứu thử nghiệm trên chuột chứng minh salacinol có hoạt tính kìm hãm sự tăng nồng độ đường trong máu mạnh hơn acarbose. Một vài nghiên cứu lâm sàng cho thấy salacinol có tác dụng kiểm soát lượng đường trong máu. Tại Nhật Bản, salacia oblonga đã được bán như một thực phẩm chức năng (TPCN) và nó cũng được biết đến ở Mỹ với tên gọi Saptrangi hay Ponkora.
Ye et al. (2002) đã nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết của dịch chiết một loại thảo mộc Trung Quốc có tên là Ramulus mori (Sangzhi) trên chuột. Kết quả cho thấy chuột bị gây ĐTĐ bằng alloxan được uống dịch chiết này đã làm giảm lượng đường huyết sau ăn, ổn định lượng đường trong máu lúc đói. Tuy nhiên chất chiết này không gây ảnh hưởng đến sự hấp thụ glucose trong ruột non ở chuột bình thường.
Nilubon et al. (2007) đã cơng bố dịch chiêt bằng methanol từ lá cây hoa sữa phơi khô (Alstonia scholaris) có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase ruột non chuột. AGIs đã được tìm thấy trong dịch chiết này là 3-O-β-d-xylopyranosyl
(1m→2")-β-d-galactopyranosude và (-)- lyoniresinol 3-O-β-d-glucopyranoside.
Trong đó, (-)-lyoniresinol 3-O-β-d-glucopyranoside có hoạt tính kìm hãm sucrase với giá trị IC50=1,95 mM và kìm hãm α-glucosidase với IC50 là 1,43 mM; 3-O-β-
d-xylopyranosyl (1m→2")-β-d-galactopyranosude chỉ kìm hãm α-glucosidase với
giá trị IC50 là 1,96 mM.
Preecha et al. (2009) đã nghiên cứu hai AGIs là corchorusides A và B từ
dịch chiết lá cây Corchorus olitorius, một loại rau của Thái Lan có tác dụng hạ
đường huyết, hoạt tính kìm hãm α-glucosidase với IC50 lần lượt là 0,18 ± 0,03 µM, 0,72 ± 0,03 µM.
Trên thực tế cịn rất nhiều loài thực vật chứa AGIs đã được nghiên cứu và công nhận. Tuy nhiên, việc khảo sát, nghiên cứu khai tác AGIs từ thực vật đang là một trong những hướng được quan tâm.
2.2.2.5. Các AGIs từ nấm Linh chi
Shin-Duk Kim and Hong Joon Nho (2004) cho biết chất ức chế α- glucosidase, SKG-3 từ các quả thể nấm Linh chi và các đặc tính hóa lý của nó được đặc trưng. Đó là một chất ức chế có thể đảo ngược cao và hiệu quả của α- glucosidase. Nó cho thấy hoạt tính ức chế mạnh với α-glucosidase với giá trị IC50 4,6 µg / ml, sự ức chế SKG-3 của α-glucosidase là cạnh tranh.
Sri Fatmawati et al. (2011) đã nghiên cứu chất ức chế α-Glucosidase có
tiềm năng đáng kể như là một loại thuốc bệnh tiểu đường loại 2 vì nó ngăn cản q trình tiêu hóa carbohydrate. Việc tìm kiếm các thành phần giảm α- glucosidase dẫn đến các thành phần hoạt tính của nấm Linh chi thể hiện đã tăng lên. Sử dụng CHCl3 chiết xuất nấm Linh chi đã tìm thấy ức chế hoạt động trên α- glucosidase trong ống nghiệm. Các phần trung lập, với một IC50 88,7 µg/ml, đã có sự ức chế mạnh hơn kiểm sốt apositive, acarbose, loại IC50 là 336.7 µg/ml (521.5µM). Phần trung tính được phân tích bằng sắc ký cột silica gel và p-HPLC lặp đi lặp lại để cung cấp một hợp chất hoạt động, (3β,24E)-lanosta-7,9(11),24- trien-3,26 diol(ganoderolB). Nó được tìm thấy có sự ức chế α-glucosidase cao, với một IC50 là 48.5 µg/ml (119.8 µM).
Theo Jin T et al (2017) đã nghiên cứu ba meroterpenoids mới, ganoleucin AC, cùng với năm meroterpenoids được chiết xuất từ các quả thể của nấm
linh chi. Cấu trúc của các hợp chất mới được phân tích quang phổ. Tác dụng ức chế α-glucosidase đã được thử nghiệm in vitro. Các hợp chất kìm hãm α- glucosidase từ cả nấm men và niêm mạc ruột non của chuột . Ganomycin I, chất ức chế mạnh nhất chống lại α -glucosidase đã được tổng hợp và đánh giá về khả năng sinh học in vivo của nó . Kết quả dược lý cho thấy ganomycin I có tác dụng hạ đường huyết mạnh và hiệu quả, hạ đường huyết và tác dụng nhạy cảm với insulin ở chuột KK-A y.
Theo Kai W et al. (2017), các nhóm chất farnesyl hydroquinones ganomycin J, ganomycin B, ganomycin I và triterpene-farnesyl hydroquinone liên hợp ganoleuconin M và ganoleuconin O trong nấm Linh chi có khả năng kìm hãm α- glucosidase tốt với IC50 trong khoảng 7,8 đến 21,5 μM. Cơng trình này cung cấp bằng chứng hóa học và sinh học cho việc sử dụng chiết xuất nấm Linh chi làm thuốc thảo dược và thực phẩm bổ sung cho kiểm soát các triệu chứng tăng đường huyết và mỡ máu cao.