CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.5. Hoạt tính ức chế a-glucosidase
1.5.1. Giới thiệu về α-glucosidase
Enzyme α-glucosidase (EC 3.2.1.20) (còn gọi là α-glucosidehydrolase, α-1,4- glucosidase, α-D-glucosidase, maltase-glucoamylase) là loại enzyme exo-carbohydrase xúc tác thủy giải từ đầu không khử của cơ chất tạo ra α-glucose, là nguyên nhân chính của sự tăng nhanh đường huyết sau ăn, làm phát triển bệnh đái tháo đường loại 2 và làm gia tăng các biến chứng liên quan đến bệnh. Enzyme α-glucosidase được tìm thấy ở tế bào biểu mô
niêm mạc ruột non ở người, cịn tìm thấy ở nhiều nguồn khác như vi sinh vật, thực vật và các mô động vật [36-38].
Độ đặc hiệu của enzyme α-glucosidase khác nhau tuỳ vào nguồn thu nhận và được chia thành 2 họ (Family) dựa vào nguồn gốc của chúng [36, 39]:
Ü Family I gồm các α-glucosidase của vi khuẩn, nấm men (S. cerevisiae) và cơn trùng. Loại này cho hoạt tính cao hơn đối với các cơ chất dị thể (như sucrose và p- nitrophenyl α-glucoside) và khơng/có hoạt tính thấp hơn đối với các cơ chất đồng thể (như malto-oligosaccharide). Cho thấy rằng các enzyme thuộc họ này nhận ra cấu trúc glucosyl của cơ chất.
Ü Family II gồm các α-glucosidase của nấm mốc, thực vật và động vật có vú. Loại này thủy phân các cơ chất đồng thể (các α-glucan như tinh bột, glycogen) mạnh hơn so với các cơ chất dị thể. Cho thấy họ enzyme này nhận ra cấu trúc maltosyl ở cơ chất.
1.5.2. Cơ chế tác dụng
Có hai cơ chế thủy phân liên kết α-glycoside của enzyme α-glucosidase là cơ chế thế nucleophile và cơ chế ion carbenium trung gian [39, 40].
Ü Cơ chế thế nucleophile: Phản ứng xảy ra với sự tác dụng của enzyme α-
glucosidase có nhóm carboxylate hoạt động như một acid/base và nucleophile, trải qua hai bước. Bước đầu tiên (glycosyl hoá) nucleophile tấn cơng vào trung tâm anomer để hình thành nên enzyme glycosyl trung gian, đồng thời một gốc chức năng của enzyme hoạt động như một acid phân cắt và proton hoá oxy của liên kết glycoside khi liên kết này bị cắt đứt. Bước thứ hai (khử glycosyl hoá) gốc chức năng khác của enzyme hoạt động như một base xúc tác khử hydrogen của phân tử nước tham gia vào quá trình thuỷ phân đồng thời giải phóng enzyme (Hình 1.7) [39].
Ü Cơ chế ion carbenium trung gian: Hai nhóm xúc tác carboxyl và carboxylate của
enzyme đóng vai trị đặc biệt trong phản ứng thuỷ phân. Nhóm carboxylate tham gia hình thành ion oxocarbenium và ổn định cấu trúc trung gian, trong khi nhóm carboxyl tấn cơng vào cầu nối O của liên kết glycoside. Nucleophile chuyển nhóm hydroxyl của nước đến oxocarbenium để kết thúc phản ứng (Hình 1.8) [39].
Hình 1.7. Cơ chế thủy phân liên kết α-glycoside thơng qua thế nucleophile [40]
Hình 1.8. Cơ chế thủy phân liên kết α-glycoside thông qua ion carbenium trung gian [40]
1.5.3. Một số chất ức chế α-glucosidase
Chất ức chế enzyme α-glucosidase làm hàm lượng glucose trong máu khơng tăng mạnh sau khi ăn giúp kiểm sốt đường huyết tốt hơn nhằm hạn chế các biến chứng cho người mắc bệnh đái tháo đường loại 2. Vì vậy, việc tìm kiếm các chất ức chế này có ý nghĩa vơ cùng to lớn [41-43].
Đã có rất nhiều chất được tìm thấy trong tự nhiên cũng như tổng hợp có khả năng ức chế enzyme α-glucosidase và được chia thành các nhóm sau: disaccharide, iminosugar, thiosugar, carbasugar, pseudoaminosugar và các hợp chất khơng có liên kết glucoside [40, 41, 43].
Ü Nhóm disaccharide
Ü Nhóm iminosugar
Ü Nhóm thiosugar
Ü Nhóm carbasugar và pseudoaminosugar
Ü Nhóm chất khơng có liên kết glucoside
Hiện tại, ba hợp chất được xem là thuốc ức chế enzyme α-glucosidase là acarbose (Precose®), miglitol (Glyset®) và N-butyl-1-deoxynojirimycin (Zavesca®) [41, 42].