مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)

مهار آلفاگلوکوزیداز توسط عصاره هگزانی اندام‌های هوایی گیاهان خاکشیر (Descurainia sophia L.schuar) و شاه‌تره (Fumaria vaillantii Loisel)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم زیستی دانشکده علوم، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

2 دانشگاه کردستان، دانشکده علوم، گروه عتوم زیستی

چکیده

مقدمه: بیماری دیابت تأثیر عمده‌ای بر سلامت انسانها دارد. یکی از راه‌های مفید برای جلوگیری از افزایش قند خون، کاهش جذب روده‏ای گلوکز از طریق مهار آنزیم‌های هیدرولیز کننده‌ی کربوهیدرات‌ها مانند آلفاگلوکوزیداز است.
هدف: یافتن مهار کننده قوی با منشاء گیاهی برای آنزیم آلفاگلوکوزیداز.
روش بررسی: عصاره هگزانی اندام‌های هوایی (گل، برگ، ساقه) در دو گیاه خاکشیر و شاه‌تره در هفت غلظت مختلف، از نظر فعالیت مهاری آن‌ها بر آنزیم آلفاگلوکوزیداز مورد بررسی قرار گرفتند. فعالیت آنزیم به روش میکروپلیت اسپکتروفتومتری در طول موج ۴۰۵ نانومتر بررسی شد. هم‌چنین ترکیبات موجود در عصاره هگزانی گل خاکشیر و برگ شاه‌تره که بیش‌ترین اثر مهاری را روی آنزیم آلفاگلوکوزیداز داشتند، توسط دستگاه GC/MS شناسایی شدند.
نتایج: از میان اندام‌های هوایی دو گیاه، عصاره هگزانی در غلظت ۲۰۰ میلی‌گرم بر میلی‌لیتر برای اندام گل خاکشیر و 300 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر برای اندام برگ شاه‌تره، فعالیت مهارکنندگی قابل توجهی بر آنزیم آلفاگلوکوزیداز نشان دادند. میزان IC50 این عصاره‌ها به ترتیب برابر ۸۸/۰ و ۰۴/۱ میلی‌گرم بر میلی‌لیتر بود. الگوی مهار برای عصاره گل خاکشیر مهار مختلط (رقابتی- غیررقابتی) و برای عصاره برگ گیاه شاه‌تره از نوع مهار نارقابتی بود. آنالیز GC/MS نشان داد که این عصاره‌ها حاوی ترکیبات فنیل‌پروپانوئید و فنل هستند که می‏توانند مسئول بخشی از اثر مهاری آنها بر روی فعالیت آلفاگلوکوزیداز باشد.
نتیجه‌گیری: عصاره هگزانی این دو اندام، دارای ظرفیت مهارکنندگی موثری هستند و جداسازی عوامل این ظرفیت، با هدف دسترسی به مهارکننده‌های دارای کاربرد دارویی، می‏تواند موضوع مناسبی برای پزوهش های آینده ‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

α-glucosidase inhibition by hexane extract from aerial parts of Descurainia sophia L.schuar and Fumaria vaillantii Loisel

نویسندگان [English]

  • Morteza Sadeghi 1
  • Mohammad Ali Zarei 2

1 Department of Biological sciences, Faculty of Science, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.

2 Department of Biological sciences, Faculty of science, University of Kurdistan

چکیده [English]

Background: Diabetes is a progressive metabolic disorder that affects many people in the world. One way to prevent any after meal upsurge in blood glucose levels is to inhibit intestinal carbohydrate hydrolyzing enzymes such as α-glucosidase.
Objective: To investigate the inhibitory effect of hexane extract obtained from separated aerial parts of Descurainia sophia L.schuar and Fumaria vaillantii Loisel on α-glucosidase activity.
Methods: After preparation of hexane extracts from aerial parts of the plants, their effect on α-glucosidase activity was investigated in seven different concentrations. Enzyme activity was assayed in triplicate using pNPG as substrate. The amount of produced pNP was determined at 405 nm wavelength. Acarbose was used as the positive control.
Results: Among the aerial parts of two plants, Descurainia sophia's flower hexane extract at 200 mg/ml concentration, and Fumaria vaillantii's leaf hexane extract at 300 mg/ml concentration, significantly inhibited activity of the enzyme. IC50 values of the above mentioned extracts were 0.88 and 1.04 mg/ml respectively. The type of inhibition for the Descurainia sophia flower was mixed inhibition (Competitive-noncompetitive) and for the Fumaria vaillantii leaf was uncompetitive inhibition. The results of GC-MS analysis of active extracts, revealed the presence of phenylpropanoid and phenol which could be responsible for the observed inhibitory effects on the α-glucosidase activity.
Conclusion: Hexane extracts from Descurainia sophia's flower and Fumaria vaillantii's leaf have an effective α-glucosidase inhibitory capacity for future research, with the goal of achieving pharmacologically categorized inhibitors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • α-glucosidase
  • Descurainia sophia
  • Fumaria vaillantii
  • Hexane extract
  • Inhibitor

مهارِ آلفاگلوکوزیداز توسط عصاره‏ی هگزانی اندام‏های هوایی گیاهان خاکشیر (Descurainia sophia L.schuar) و شاه تره  (Fumaria vaillantii Loisel)

مرتضی صادقی و محمد علی زارعی*

ایران، سنندج، دانشگاه کردستان، دانشکده علوم، گروه علوم زیستی

تاریخ دریافت: 24/1/1397            تاریخ پذیرش: 25/10/1397

چکیده

بیماری دیابت تأثیر عمده‏ای بر سلامت انسانها دارد. یکی از راه‏های مفید برای جلوگیری از افزایش قند خون، کاهش جذب روده‏ای گلوکز از طریق مهار آنزیم‏های هیدرولیز کننده‏ی کربوهیدرات‏ها مانند آلفاگلوکوزیداز است. هدف از این تحقیق یافتن مهار کننده قوی  با منشاء گیاهی برای آنزیم آلفاگلوکوزیداز بود. عصاره هگزانی اندام‏های هوایی (گل، برگ، ساقه) در دو گیاه خاکشیر و شاه‏تره در هفت غلظت مختلف، از نظر فعالیت مهاری آن‏ها بر آنزیم آلفاگلوکوزیداز مورد بررسی قرار گرفتند. فعالیت آنزیم به روش میکروپلیت اسپکتروفتومتری در طول موج ۴۰۵ نانومتر بررسی شد. هم‏چنین ترکیبات موجود در عصاره هگزانی گل خاکشیر و برگ شاه‏تره که بیش‏ترین اثر مهاری را روی آنزیم آلفاگلوکوزیداز داشتند، توسط دستگاه GC/MS شناسایی شدند. از میان اندام‏های هوایی دو گیاه، عصاره هگزانی در غلظت ۲۰۰ میلی‏گرم بر میلی‏لیتر برای اندام گل خاکشیر و 300 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر برای اندام برگ شاه‏تره، فعالیت مهارکنندگی قابل توجهی بر آنزیم آلفاگلوکوزیداز نشان دادند. میزان IC50 این عصاره‏ها به ترتیب برابر ۸۸/۰ و ۰۴/۱ میلی‏گرم بر میلی‏لیتر بود. الگوی مهار برای عصاره گل خاکشیر مهار مختلط (رقابتی- غیررقابتی) و برای عصاره برگ گیاه شاه‏تره از نوع مهار نارقابتی بود. آنالیز GC/MS نشان داد که این عصاره‏ها حاوی ترکیبات فنیل‏پروپانوئید و فنل هستند که می‏توانند مسئول بخشی از اثر مهاری آنها بر روی فعالیت آلفاگلوکوزیداز باشد. عصاره هگزانی این دو اندام، دارای ظرفیت مهارکنندگی موثری هستند و جداسازی عوامل این ظرفیت، با هدف دسترسی به مهارکننده‏های دارای کاربرد دارویی، می‏تواند موضوع مناسبی برای پزوهش های آینده باشد.

واژه های کلیدی: آلفاگلوکوزیداز، خاکشیر، شاه تره ، عصاره‏ی هگزانی، مهار آنزیمی

* نویسنده مسئول، تلفن: 09188710632 ، پست الکترونیکی:mazarei@uok.ac.ir

مقدمه

 

اختلال در بخش درون‏ریز پانکراس باعث ایجاد بیماری دیابت ملیتوس می‏شود. دیابت ملیتوس شایع‏ترین اختلال مختلط  متابولیکی در جهان است که با افزایش در سطح گلوکز خون تشخیص داده می‏شود. شیوع جهانی دیابت در میان بزرگسالان (20 تا 79 سال) در سال 2010، 285 میلیون نفر بوده است و پیش‏بینی می‏شود که تا سال 2030 به 439 میلیون نفر برسد (4). اگر میزان گلوکز خون پس از صرف غذا  به طور مزمن ادامه داشته باشد باعث ایجاد هیپرگلیسمی مزمن می‏شود که می‏تواند منجر به گلیکوزیلاسیون غیرآنزیمی  پروتئین‏های متعددی در بدن شود (26) و این قنددار شدن پروتئین‏ها منجر به تشکیل محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته  که یکی از عوامل عمده عوارض دیابت است، می‏شود. سطح بالای گلوکز می‏تواند پروتئین‏های ساختاری و عملکردی زیادی را قنددار نموده و باعث از دست دادن عملکرد این پروتئین‏ها شود (22). هم‏‏ زمان با پیشرفت بیماری دیابت، خطر ایجاد عوارض دیگر مانند رتینوپاتی ، نفروپاتی ، نوروپاتی  و آترواسکلروزیس  نیز افزایش می‏یابد و به این ترتیب، بیماری می‏تواند به ارگان‏های خاصی از جمله شبکیه، گلومرول کلیوی و سیستم محیطی عصبی آسیب برساند (7). تنظیم مسیرهای متعددی (مانند مسیر پلی‏اُل، هگزوز آمین و متیل گلی‏اکسال) در هیپرگلیسمی مزمن بهم می‏خورد و در صورت ادامه داشتن قنددار شدن، مسیرهای ذکر شده می‏توانند آسیب‏های جدی وارد نمایند. تنظیم بالای  این مسیرها در دیابت ثابت شده است و راه‏حل‏های زیادی باید صورت بگیرد تا این مسیرها تنظیم شود (15). بنابراین، شناسایی راه‏هایی برای درمان دیابت ملیتوس همراه با تلاش‏هایی جهت پیشگیری از پیشرفت آن، راه توقف این بیماری خواهد بود. سرکوب کننده‏های اشتها، مهارکننده‏های هضم پلی‏ساکاریدها، محرک‏های ترشح انسولین و انسولین‏های القا شده مصرف گلوکز را تحریک می‏کنند و از طریق مهار کردن گلوکونئوژنز و گلیکوژنولیز باعث به تعادل رسیدن سطح گلوکز خون می‏شوند (20). کنترل سطح گلوکز خون پس از صرف غذا می‏تواند یک عامل مهم برای درمان دیابت باشد. یکی از روش‏های کاهش هایپرگلیسمی پس از غذا تأخیر در جذب مونوساکاریدها از طریق مهار آنزیم‏های هیدرولیزکننده کربوهیدرات‏ها مانند آلفاگلوکوزیداز می‏باشد (17). بنابراین، امروزه استفاده از مهارکننده‏های آلفاگلوکوزیداز نقش به سزایی در درمان دیابت دارند. این مهارکننده‏ها باعث تأخیر عمل آنزیم آلفاگلوکوزیداز برای شکستن کربوهیدرات‏های پیچیده به قندهای ساده می‏شوند و به این ترتیب ورود گلوکز به خون را کاهش می‏دهند (4). علاوه بر انسولین استفاده از عوامل خوراکی هیپوگلیسمی مثل سولفونیل‏اوره‏آز، بی‏گوانیدها، تیازولیدین‏دیونزها، مهارکننده‏های آلفاگلوکوزیداز  و تقلیدکننده‏های ترشح داخلی  (پپتید شبه گلوکاگون-1، پلی‏پپتید مهارکننده گاستریک  و مهارکننده‏های دی‏پپتیدیل پپتیداز‏ 4 ) کمک زیادی به کنترل دیابت می‏کنند (22). هر چند که مهارکننده‏هایی مثل آکاربوز ، ووگلیبوز ، نوجیرومایسین  و 1-دئوکسی‏نوجیرومایسین  به عنوان عوامل خوراکی در بیماری دیابت استفاده می‏شوند (3) اما با توجه به اینکه استفاده مداوم از این مهارکننده‏ها باعث اثرات جانبی زیادی مثل اسهال ، دردهای شکمی ، نفخ شکم و سمیت کبدی  می‏شوند بنابراین، لازم است مهارکننده‏های جدید با عوارض جانبی کمتر گسترش یابد (29). شواهد علمی اخیر نشان می‏دهد که عوارض ناشی از دیابت می‏تواند با رژیم غذایی مناسب، ورزش کردن و روش‏های دارویی جدید درمان شود. علاوه بر این احتمال جلوگیری از شیوع دیابت با به کار بردن افزودنی‏های غذایی و یا گیاهان دارویی یکی از موضوعات پژوهشی جالب می‏باشد (19). فلور گیاهی استان کردستان حاوی گونه‏های گیاهی می‏باشد که در طب سنتی برای درمان بعضی از بیماری‏ها استفاده می‏شود. در نتیجه یک مطالعه غربالگری با هدف شناسایی اثر مهارکنندگی آنزیم آلفاگلوکوزیداز در میان عصاره هگزانی 60 گونه گیاهی بومی استان کردستان، که توسط یکی از نویسندگان این مقاله انجام گرفته بود، 7 گیاه با فعالیت مهارکنندگی بالا معرفی شدند که دو گیاه خاکشیر (D. sophia) و شاه‏تره (F. vaillantii.) از آن جمله‏اند (30). از آنجا که در مطالعه فوق عصاره دو گیاه خاکشیر و شاه‏تره در میان هفت گیاه شناسایی شده دارای بالاترین اثر مهاری (به ترتیب با مهارکنندگی 94 و 83 درصد) بودند، مطالعه حاضر به صورت بخشی از برنامه تکمیلی مطالعه فوق با هدف تعیین موقعیت اندامی مهار کننده در  دو گیاه مذکور و هم‏چنین تعیین نوع مهار آنزیم برای عصاره‏های دارای درصد مهار بالا، انجام گرفت.

مواد و روشها

مواد شیمیایی و بیوشیمیایی: آنزیم آلفاگلوکوزیداز مخمری، سوبسترای پارانیترو فنیل آلفا دی گلوکو پیرانوزید (pNPG)، آکاربوز (مهارکننده استاندارد آنزیم آلفا گلوکوزیداز)، آلبومین سرم گاوی (BSA) از نمایندگی شرکت سیگما، حلال ان- هگزان، DMSO (دی متیل سولفوکساید) و سایر مواد شیمیایی از نمایندگی‏های شرکت مرک خریداری شدند.

جمع‏آوری گیاهان و تهیه پودر: اندام‌های هوایی گیاهان خاکشیر (Descurainia sophia) و شاه‏تره (Fumaria vaillantii)، از مناطق مختلف استان کردستان جمع‏آوری شدند (جدول 1). پس از شناسایی تاکسونومیک آن‏ها در هرباریوم مرکز تحقیقات کشاورزی استان کردستان با نام لاتینHerbarium of Research Center of Agricultural and Natural Resources of Kurdistan in Sanandaj (HKS) ، بلافاصله به آزمایشگاه گروه علوم زیستی دانشگاه کردستان منتقل شدند. اندام‏های مختلف (شامل گل، برگ و ساقه) به طور کامل جداسازی و در سایه و دمای محیط آزمایشگاه خشک شدند و قبل از تهیه‏ی پودر، نمونه‏ها از لحاظ نظافت و عدم آلودگی بررسی شدند سپس به وسیله قیچی باغبانی به قطعات کوچکی خرد شدند و بوسیله آسیاب به صورت پودر نرم درآورده شدند.پودرهای به دست آمده از اندام‏های هوایی گیاه تا زمان عصاره‏گیری، در ظروف درب‏دار پلاستیکی و در دمای اتاق نگه‏داری شدند.

 

جدول 1- مشخصات هرباریومی و موقعیت جغرافیایی تهیه نمونه های گیاهی.

کد هرباریومی

نام علمی گیاه

تاریخ گردآوری

ارتفاع محل از سطح دریا (متر)

عرض جغرافیایی

طول جغرافیایی

موقعیت و محل گردآوری نمونه

5327 HKS

Descurainia sophia

28/2/1395

1450

20/35

00/47

استان کردستان: سنندج ، ایستگاه زاله

HKS 6996

Fumaria vaillantii

18/2/1395

1920

22/36

12/47

استان کردستان: جاده دیواندره به سقز، بین روستاهای کالاکان و کانی سفید
                 

 

 

تهیه عصاره هگزانی از نمونه‌های گیاهی: به منظور تهیه‏ی عصاره هگزانی، ۴۰ گرم پودر تهیه شده از هر یک از اندام‏های هوایی گیاه به مدت ۲۴ ساعت در ۲۰۰ میلی‏لیتر حلال ان- هگزان خیسانده شد و با فواصل زمانی معینی هم‏زده می‏شدند. پس از طی زمان طی شده، نمونه‏ها توسط کاغذ صافی واتمن شماره ۴۲ صاف شد. مایع صاف شده توسط دستگاه روتاری اواپریتور (Heidolph، مدل HEI-036000130 و سرعت RPM 50) در دمایC˚ ۶۵ تغلیظ شده و پس از تخلیه از مخزن دستگاه، جهت خشک شدن کامل، روی شیشه ساعت به قطر ۱۵ سانتی‏متر، پخش شده و در زیر هود شیمیایی و در دمای محیط قرار گرفت. عصاره‏های خشک شده از روی سطح شیشه ساعت جمع‏آوری و تا زمان انجام مراحل بعدی در دمای C˚ ۲۰- نگه‏داری شدند. جهت افزایش میزان حلالیت عصاره‏های هگزانی در بافرِ اصلی ، از دی‏متیل‏سولفوکساید استفاده شد. به این منظور یک و نیم گرم از عصاره گیاهی در ۱ میلی‏لیتر دی‏متیل‏سولفواکساید حل شد. از این محلول به عنوان محلول ذخیره در مراحل بعدی تجارب استفاده شد(30).

سنجش فعالیت آنزیم: در این مطالعه جهت سنجش قدرت مهارکنندگی عصاره‏های اندام‏های هوایی گیاه بر روی فعالیت آنزیم آلفاگلوکوزیداز، از روش Pistia-Brueggeman با مختصری تغییرات استفاده شد (23). سنجش‏ها در میکروپلیت‏های ۹۶ چاهکی و در حجم کل ۱۵۰ میکرولیتر و با استفاده از دستگاه میکروپلیت‏خوان Tecan مدل Sunrise  به ترتیب زیر انجام شد. ۵۰ میکرولیتر بافر فسفات 2/۰ مولار با 6/6=pH، ۲۰ میکرولیتر از عصاره محلول در ان- هگزان و ۱۰ میکرولیتر آنزیم آلفاگلوکوزیداز ساکارومایسس سرویزیه (U/ml۱ محلول در بافر فسفات) وارد چاهک شده، به منظور مخلوط شدن این اجزا با هم میکروپلیت در درون دستگاه به مدت ۳ ثانیه مرتعش شد. پس از ۵ دقیقه انکوبه کردن در دمای C˚ ۳۷، برای شروع واکنش ۲۰ میکرولیتر سوبسترای پارانیتروفنیل آلفا گلوکوپیرانوزید به مخلوط فوق اضافه شد. آنگاه پس از ۳۰ دقیقه انکوباسیون در دمای C˚ ۳۷، جهت توقف واکنش، ۵۰ میکرولیتر سدیم کربنات 1/0 مولار به آن اضافه شد. به منظور همزمانی شروع واکنش‏ها، از سمپلر ۱۲ کاناله برای اضافه کردن سوبسترا و سدیم کربنات 1/0 مولار استفاده شد. سپس میکروپلیت در داخل دستگاه میکروپلیت قرار گرفته و پس از ۳ ثانیه هم‏زدن، جذب آن به مدت ۳ دقیقه و هر یک دقیقه یکبار در طول موج ۴۰۵ نانومتر اندازه‍گیری شد. جذب میکروپلیت‏های خالی، در طول موج ۴۰۵ نانومتر اندازه‏گیری شده و از جذب نهایی کم شد. سنجش عصاره‏های گیاهی در سه تکرار انجام شد. به دلیل امکان حضور برخی عوامل دیگر غیر از محصول واکنش، که دارای جذب در ۴۰۵ نانومتر بودند و یا هیدرولیز خود‏به‏خودی سوبسترا، برای هر کدام از عصاره‏ها یک چاهک بلانک (حاوی تمام مواد به غیر از آنزیم) نیز تعریف شد. هم‏چنین برای تمام سنجش‏ها از کنترل مثبت (آکاربوز به جای عصاره) و منفی (بافر فسفات به جای عصاره) استفاده شد. یک واحد از فعالیت آنزیمی آلفاگلوکوزیداز به صورت مقدار آنزیمی تعریف می‏شود که در دمای 37 درجه سانتی‌گراد و در مدت زمان یک دقیقه موجب تولید یک میکرومول محصول پارانیتروفنول از سوبسترای پارانیتروفنیل آلفا گلوکوپیرانوزید ‏گردید.

تحلیل داده‏ها: پس از پایان سنجش فعالیت آنزیم، جذب پلیت خالی از جذب چاهک‏های متناظرش کسر شده و سپس با تفریق جذب چاهک بلانک از جذب چاهک تست، جذب نهایی محاسبه شد. سرعت واکنش براساس شیب نمودار جذب در برابر زمان محاسبه شد. با استفاده از فرمول مهار،  درصد مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز به وسیله عصاره به دست آمد (معادله‏ی1). درصد مهار برای سه تکرار هر عصاره محاسبه و انحراف استاندارد براساس میانگین به دست آمده محاسبه شد. تمام این مراحل با استفاده از نرم‏افزار سیگما پلات انجام شده است.

معادله (1)

100×  = %مهار

تمام مراحل گفته شده برای ۷ غلظت مختلف 001/0، 01/0، 1/0، ۱، ۱0، 100 و 20۰ میلی‏گرم بر میلی‏لیتر عصاره، و 10 غلظت مختلف 004/0، 007/0، 016/0، 031/0، 0625/0، 125/0، 25/0، 5/0، 1 و 2 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر برای آکاربوز انجام شده و میانگین درصد مهار به دست آمد. غلظت‏های فوق برای عصاره های گیاهی  پس از یکسری تجربیات آزمون و خطا با هدف یافتن مناسب‏ترین محدوده اثر بدست آمدند، اما در مورد اکاربوز نظر به  اطلاع از IC50  آن که 1/0 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر است، غلظت‏های کاری بر مبنای آن انتخاب شدند . در رسم نمودارهای درصد مهار مبنای انتخاب غلظت چه برای عصاره و چه برای اکاربوز مهار صدردصدی بود، و در مواردی که به این سطح از مهار نمی‏رسیدند، غلظت اعمال‏کننده حداکثر مهار، ملاک بود. از طریق رسم نمودار درصد مهار بر علیه غلظت نهایی عصاره، IC50 که بیان کننده مقدار غلظتی از عصاره‏ها است که ۵۰ درصد مهار می‏دهد، تعیین شد.

فعالیت مهاری نسبی  (RIA) نشان دهنده نسبت IC50 مهارکننده استاندارد (آکاربوز) به IC50 مهارکننده مورد نظر (عصاره‏ها) می‏باشد. از فعالیت مهاری نسبی می‏توان جهت مقایسه قدرت بازدارندگی مهارکننده‏های مختلف آنزیم مورد نظر استفاده نمود.  جهت محاسبه RIA از معادله زیر استفاده شد (8).

آنالیز سنتیکی عصاره‌های دارای بیشترین درصد مهار: به منظور تعیین نوع مهار اعمال شده توسط عصاره‏های دارای بیشترین درصد مهار بر روی آنزیم، نمودار معکوس مضاعف لینویور‌-‌ برک  براساس واکنش آنزیمی در حضور غلظت‏های مختلف مهارکننده و بدون حضور عصاره (کنترل) در شش غلظت مختلف سوبسترا، رسم شد. غلظت‏های تهیه شده سوبسترا براساس ضرایب تصحیح کننده رویکرد لینویور- برک انتخاب، و عملاً سوبسترا در شش غلظت11/3، 48/2، 87/1، 24/1، 622/0 و 311/0 میلی‏مولار تهیه گردید. بعد از تعیین مهار با استفاده از رویکرد لینویور- برک، جهت مقایسه از رویکردهای هانس- وولف  و ادی-‏ اسکاچارد (25) نیز برای اندام‏هایی که بیش‏ترین درصد مهار را بر روی آنزیم آلفاگلوکوزیداز داشتند، استفاده شد. برای رسم این نمودارها از یکی از غلظت‏های عصاره هگزانی اندام مربوطه استفاده شد. برای کنترل و هر یک از غلظت‏های مهارکننده Vmax و Km تعیین گردیدند.در نهایت مقدار ثابت مهارکنندگی Ki با استفاده از نمودارهای ثانویه در غلظت‏های مختلف مهارکننده برای هریک از مهارکننده‏ها تعیین گردید.

کروماتوگرافی گازی همراه با طیف‏سنج جرمی: با توجه به خاصیت مهارکنندگی عصاره هگزانی اندام‏های هوایی گیاهان، لازم بود مشخص شود که این خاصیت مهارکنندگی مربوط به کدام یک از اجزاء تشکیل‏دهنده عصاره است. لذا شناسایی ترکیبات نیز صورت گرفت. جهت شناسایی ترکیبات موجود در عصاره‏های مختلف گیاهان از دستگاه GC (مدل A-7890، شرکت Agilent) همراه با MS (مدل A-5973، شرکت Agilent) استفاده می‏شود. در این تکنیک پس از تزریق نمونه‏ها به دستگاه، با محاسبه و بررسی مؤلفه‏های مختلف طیف‏های جرمی ترکیبات موجود در عصاره‏ها و مقایسه تمامی این مؤلفه‏ها با مشخصات ترکیب‏های استاندارد، اقدام به شناسایی اجزای موجود در نمونه می‏گردد. عصاره‏هایی که دارای بیش‏ترین اثر مهاری بر آنزیم آلفاگلوکوزیداز بودند، جهت آنالیز GC/MS به آزمایشگاه مرکزی دانشگاه  کردستان ارسال شدند.

 

جدول 2- مشخصات دستگاه GC-MS و جزئیات روش‍کار مورد استفاده جهت آنالیز نمونه‍های عصاره‍ اندام‍های گیاهان مورد تحقیق

 مدل A-7890، شرکت  Agilent، ساخت کشور آمریکا

دستگاه GC

N-5

نوع ستون

طول 30 متر، قطر 250 میکرومتر

ابعاد ستون

دمای اولیه c ْ 45، گرادیان دمایی c/minْ 2 ، دمای نهاییc ْ250

برنامه ریزی دمایی ستون

Split/split less

محل تزریق

هلیوم

گاز حامل

مدل A-5973، شرکت  Agilent، ساخت کشور آمریکا

دستگاه Mass

˚C230

دمای محفظه یونش

Quadrupole

تجزیه­گر جرمی

˚C150

دمای تجزیه­گر جرمی

 

 

نتایج

درصد مهار و IC50: نتایج حاصل از مهارکنندگی عصاره هگزانی اندام­های هوایی این گیاهان نشان داد که در گیاه خاکشیر بیش­ترین درصد مهار (۱۰۰ درصد) مربوط به اندام گل (شکل ۱) در غلظت ۲۰۰ میلی­گرم بر میلی­لیتر و در گیاه شاه‍تره بیش‍ترین درصد مهار (۱۰۰ درصد) مربوط به اندام برگ (شکل 2) در غلظت 3۰۰ میلی‍گرم بر میلی­لیتر بود.

میزان IC50 هم‍چنین شاخص RIA برای عصاره هگزانی اندام­های دارای بالاترین درصد مهار بر آنزیم آلفاگلوکوزیداز در جدول 3 آورده شده است. مطابق آن میزان IC50 به دست آمده برای عصاره هگزانی اندام گل گیاه خاکشیر و برگ در گیاه شاه­تره نسبتاً پایین و لذا قابل توجه است.

 

 

شکل 1- مقایسه حداکثر درصد مهار آلفاگلوکوزیداز توسط عصاره هگزانی اندام‍های هوایی گیاه خاکشیر با آکاربوز (غلظت ۲۰۰ میلی‍گرم در میلی‍لیتر عصاره گل، برگ و ساقه و غلظت 2 میلی‍گرم در میلی‍لیتر آکاربوز). مقادیر به صورت میانگین ± انحراف معیار برای سه تکرار بیان شده‏اند. در هر ستون میانگین‍هایی که حداقل دارای یک حروف مشترک هستند براساس آزمون (حروف دانکن a، b و c) حداقل تفاوت معنی‍داری در سطح 5 درصد اختلاف ندارند.

 

 

شکل 2- مقایسه حداکثر درصد مهار آلفاگلوکوزیداز توسط عصاره هگزانی اندام‍های هوایی گیاه شاه‍تره با آکاربوز (غلظت ۳۰۰ میلی‍گرم در میلی‍لیتر عصاره گل، برگ و ساقه و غلظت 2 میلی‍گرم در میلی‍لیتر آکاربوز). مقادیر به صورت میانگین ± انحراف معیار برای سه تکرار بیان شده‏اند. در هر ستون میانگین‍هایی که حداقل دارای یک حروف مشترک هستند براساس آزمون (حروف دانکن a، b و c) حداقل تفاوت معنی‍داری در سطح 5 درصد اختلاف ندارند.

جدول 3- میزان IC50 عصاره هگزانی اندام‍های هوایی دو گیاه در مقایسه با نمونه استاندارد آکاربوز(mg/ml 08/0 =  IC50) و مقادیر فعالیت مهار نسبی RIA برای عصاره هگزانی اندام‍های دارای بالاترین درصد مهار آلفاگلوکوزیداز

نام  گیاه

نوع اندام

میزان IC50 (mg/ml)

RIA

 

خاکشیر

گل

88/0

001/0

برگ

16/3

0003/0

ساقه

18/21

-

 

شاه­تره

گل

04/5

0002/0

برگ

04/1

0009/0

ساقه

16/31

-

 

 

نتایج بررسی سینتیکی واکنش آنزیم آلفاگلوکوزیداز در حضور عصاره گیاهان با رویکرد لینویور- برک: نتایج مطالعه سینتیکی دو عصاره هگزانی اندام‍های دارای درصد مهار بالای گیاهان فوق نشان داد که عصاره اندام گل در خاکشیر مطابق الگوی مهار مختلط(رقابتی- غیررقابتی) (شکل 3) و اندام برگ در شاه‍تره مطابق الگوی مهار نارقابتی(شکل4) رفتار می‍کنند. جهت مقایسه، آکاربوز که در غلظت 002/0 میلی‍گرم بر میلی‍لیتر به عنوان کنترل مثبت در نظر گرفته شد، با الگوی مهار رقابتی باعث مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز شد.

 

شکل 3- تغییرات Vo-1 در مقابل [So] -1 (شکل معکوس مضاعف) جهت تعیین نوع مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز توسط سه غلظت (۱۰، ۸۰ و ۲۰۰ میلی‍گرم بر میلی‍لیتر) عصاره هگزانی اندام گل گیاه خاکشیر، الگوی مهار مختلط (مرکب) می‍باشد.

شکل 4- تغییرات Vo-1 در مقابل [So] -1 (شکل معکوس مضاعف) جهت تعیین نوع مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز توسط سه غلظت (۲۵، ۵۰ و ۲۰۰ میلی‍گرم بر میلی‍لیتر) عصاره هگزانی اندام برگ گیاه شاه‍تره، الگوی مهار نارقابتی می‍باشد.

 

مقادیر پارامترهای سینتیکی: مقادیر پارامترهای سینتیکی محاسبه شده مربوط به مهار، توسط عصاره‍ی گل برای خاکشیر در جدول 4 و عصاره برگ برای شاه‍تره در جدول 5 آمده است. مقادیر Km، Kmapp، Vmax، Vmaxapp، و Ki  از طریق رسم شکل 1/Vo بر علیه 1/[So]   و به دست آوردن معادله‍ی خط، محاسبه شد. برای تعیین مقدار Ki از طریق رسم شیب نمودار اولیه در مقابل غلظت مهار کننده [Io] برای گل خاکشیر (شکل 5) و برگ شاه‍تره (شکل 6) انجام شد.

نتایج بررسی سینتیکی واکنش آنزیم آلفاگلوکوزیداز با رویکردهای "هانس- وولف" و "ادی- اسکاچارد": بعد از تعیین نمودن مهار با استفاده ازرویکرد لینویور- برک، جهت مقایسه بیش­تر رویکردهای هانس- وولف و ادی- اسکاچارد نیز برای داده‍های عصاره‍های گل خاکشیر و برگ شاه‍تره که بیش‍ترین درصد مهار را بر روی آنزیم آلفاگلوکوزیداز داشتند، رسم گردید. نتایج مطالعه سینتیکی عصاره هگزانی گل خاکشیر با استفاده از رویکرد هانس- وولف، مهار مرکب (شکل 7) و برای اندام برگ شاه‍تره مهار نارقابتی (شکل 8) را از خود نشان می‍دهد که با نتایج نمودارهای معکوس مضاعف قبلی مطابقت دارد. هم‍چنین نتایج با استفاده از نمودار ادی- اسکاچارد و نیز محل تقاطع در نمودار‍ها برای گل خاکشیر مهار مرکب (شکل 9) و برای برگ شاه‍تره مهار نارقابتی (شکل 10) را نشان می‍دهد.

نتایج آنالیز GC/MS عصاره هگزانی گل خاکشیر و برگ شاه‍تره: جداول 6 و 7، به ترتیب ترکیبات موجود در عصاره اندام گل خاکشیر و برگ شاه‍تره با ساختار دوبعدی آن‍ها را نشان می‍دهند که بعضی از این ترکیبات در عصاره­های هگزانی دو گیاه از Pub Chem به دست آمدند و بعضی از این ساختارهای شمیایی در Pub Chem ثبت نشده‍اند و شناسایی ساختار و ویژگی‍های آن‍ها به پژوهش­های بیش‍تری نیاز دارد. در میان پیک‍های مربوط به گل خاکشیر 10 پیک و برای برگ شاه‍تره 8 پیک قابل توجه بودند که اقدام به شناسایی ترکیبات آن‍ها شد. نتایج حاصل از تعیین ترکیبات موجود در عصاره هگزانی گل خاکشیر و برگ شاه‍تره حاکی از آن است که این عصاره‍ها حاوی فنیل‍پروپانوئیدها (ائوژینول و ایزوائوژینول)، ترکیبات حاوی فلاونوئید (ایزوکانین) و ترکیبات گروه متوکسی و فنل (فنل 2- متوکسی- 5- (1- پروپنیل)، فنل- 2- متوکسی- 3- (2- پروپنیل) و ترکیبات حاوی برم (5- برومو آدامانتان- 2- وان) می­باشند.

 

جدول 4- مقادیر پارامترهای سینتیکی محاسبه شده برای عصاره هگزانی اندام گل در خاکشیر (مهار مرکب).

Ki (mg/ml)

Vmax app (mM/min)

Vmax (mM/min)

Km app(mM)

Km (mM)

غلظت(mg/ml)

 

329/0

39/0

36/0

35/0

 

5/0

 

59/0

67/0

83/0

 

26/0

10

80

200

 

جدول 5- مقادیر پارامترهای سینتیکی برای عصاره هگزانی اندام برگ در شاه‍تره (مهار نارقابتی).

Ki (mg/ml)

Vmax app (mM/min)

Vmax (mM/min)

Km app(mM)

Km (mM)

غلظت(mg/ml)

 

385/0

09/0

06/0

01/0

 

5/0

 

21/0

13/0

08/0

 

26/0

25

50

200

شکل 5- شکل ثانویه تغییرات شیب نمودار اولیه در مقابل غلظت‍های مختلف مهارکننده جهت تعیین ثابت مهارکنندگی عصاره هگزانی گل گیاه خاکشیر. (مقدار –Ki با فلش نشان داده شده است)

شکل 6- شکل ثانویه تغییرات شیب شکل اولیه در مقابل غلظت‍های مختلف مهارکننده جهت تعیین ثابت مهارکنندگی عصاره هگزانی برگ شاه‍تره. (مقدار –Ki با فلش نشان داده شده است)

شکل 7- تغییرات [So] /Vo در مقابل [So]  جهت تعیین نوع مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز با استفاده از غلظت 10 میلی‍گرم بر میلی‍لیتر عصاره هگزانی گل خاکشیر که مهار مرکب را نشان می‍دهد.

شکل 8- تغییرات [So] /Vo در مقابل [So]  جهت تعیین نوع مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز با استفاده از غلظت 25 میلی‍گرم بر میلی‍لیتر عصاره هگزانی برگ شاه‍تره که مهار نارقابتی را نشان می‍دهد.

شکل 9- تغییرات Vo /[So] در مقابل Vo جهت تعیین نوع مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز با استفاده از  شکل ادی-اسکاچارد و در غلظت 10 میلی‍گرم بر میلی‍لیتر برای گل خاکشیر که مهار مرکب را نشان می‍دهد.

شکل 10- تغییرات Vo /[So] در مقابل Vo جهت تعیین نوع مهار آنزیم آلفاگلوکوزیداز با استفاده از  شکل ادی-اسکاچارد و در غلظت 25 میلی‍گرم بر میلی‍لیتر برای برگ شاه‍تره که مهار نارقابتی را نشان می‍دهد.

 

 

بحث و نتیجه‏گیری

بیماری دیابت یک اختلال متابولیکی مختلط است که با کمبود ترشح انسولین و یا کاهش حسگری نسبت به انسولین تشخیص داده می‏شود. تأخیر درترشح انسولین پس از صرف غذا منجر به افزایش یک موج شدید در سطح گلوکز خون می‏شود که به قله هایپرگلیسمی  معروف است (4). در صورتی که هایپرگلیسمی پس از صرف غذا به صورت مزمن ادامه یابد منجر به عوارض قلبی- عروقی در بیماران دیابتی می‏شود (7). با تجزیه شدن غذا به خصوص غذاهای حاوی کربوهیدرات بالا، این کربوهیدرات‏ها توسط آنزیم‏های مختلف به گلوکز تبدیل می‏شوند از جمله‏ی این آنزیم‏ها، آلفاگلوکوزیداز روده‏ای واقع در اپی‏تلیوم روده کوچک می‏باشد. این آنزیم در مرحله آخر هیدرولیز کربوهیدرات‏ها، پیوند گلیکوزیدی در الیگوساکاریدها را تجزیه می‏کند و موجب تولید مونوساکاریدهای قابل جذب می‏شود (12).

 

جدول 6- مهم‍ترین ترکیبات شناسایی شده در عصاره هگزانی گل خاکشیر توسط دستگاه GC/MS.

ساختار دوبعدی

Pub Chem CID

نام ترکیب

RT (min)

ردیف
 

9601716

Desulphosinigrin

16/7

1
 

-----

1-Methylamino-1-deoxy-d-glucitol-N-thiocarboxylic acid 2-[1-[2-pyridyl]ethylidene]hydrazide

88/7

2
 

590905

5-Bromoadamantan-2-one

8

3
 

637511

Cinnamylaldehyde

2/8

4
 

123115

3-Phenyl-2-propyn-1-ol

5/8

5
 

853433

Isoeugenol

9/8

6
 

3314

Eugenol

11/9

7
 

-----

Phen-1,4-diol, 2,3-dimethyl-5-trifluoromethyl

46/9

8
 

1781947

Phenol, 2-methoxy-5-(1-propenyl)

69/9

9
 

70361

Pterin-6-carboxylic acid

5/10

10

جدول 7- مهم‍ترین ترکیبات شناسایی شده در عصاره هگزانی برگ شاه‍تره توسط دستگاه GC/MS.

ساختار دوبعدی

Pub Chem CID

نام ترکیب

RT (min)

ردیف

 

 

3314

Eugenol

2/8

1
 

596373

Phenol, 2-methoxy-3-(2-propenyl)

9/8

2

 

 

637511

Cinnamylaldehyde

27/8

3

 

 

-----

3-Methyl-2-nitrobenzyl alcohol

51/8

4

 

 

442436

Valtrate

89/8

5

 

 

70361

Pterin-6-carboxylic acid

96/8

6

 

 

853433

Isoeugenol

69/9

7

 

 

12309904

Isookanin

5/10

8

 

 

 

مهارکننده‏ها با الیگوساکاریدها رقابت، و از تجزیه آن‏ها به مونوساکاریدها جلوگیری می‏کنند. بنابراین، باعث کاهش فرآیند هضم و نهایتاً کاهش سطح گلوکز خون می‏شوند. آکاربوز، ووگلیبوز و میگلیتول مهارکننده‏های تجاری آلفاگلوکوزیداز می‏باشند و به عنوان خط اول درمان برای کاهش هایپرگلیسمی پس از صرف غذا در نظر گرفته می‏شوند. این داروها همراه با داروهای خوراکی مانند مت‏فورمین و سولفانیل‏اوره قند خون را کنترل می‏کنند و باعث کاهش سطح هموگلوبین گلیکوزیله شده (HbA1c) می‏شوند. وجود، مهارکننده‏های فوق دارای اثرات جانبی معدی- روده‏ای  مانند اسهال و نفخ شکم است و این عوارض باعث می‏شوند که جهتِ مطالعات، بیش‏تر به سمت منابع طبیعی و گیاهان دارویی سوق پیدا کند و جست‏وجوی مهارکننده‏های جدید به ویژه از منابع طبیعی که دارای عوارض جانبی کم‏تری باشند، ضروری به نظر می‏رسد (4).

گیاه خاکشیر (D.sophia) از خانواده براسیکاسه و از گیاهان یکساله می‏باشد. در طب سنتی از خاکشیر به عنوان ضدتب، باز کننده اشتها، ضدکرم و در درمان بیماری‏های مربوط به گلو استفاده می‏شد (28). گونه خاکشیر بومی مناطق شمال آفریقا و جنوب اروپا می‏باشد و در ایران نیز در نواحی غرب (تبریز و سنندج) و شمال (آمل) یافت می‏شود (18). نجاتی  و همکاران (۲۰۱۴) نشان دادند که عصاره‏ی هیدروالکلی دانه‏ی خاکشیر بر میزان غلظت سرمی تستوسترون در بافت بیضه تأثیر می‏گذارد. مطالعات دیگر نشان داد که در خاکشیر ترکیبات گلیکوزید سولفوره و ترکیبات فنولی وجود دارند (21). گیاه شاه‏تره (F.vaillantii) عضوی از خانواده فوماریاسه  و از انواع گیاهان یکساله می‏باشد و میوه‏ی این گیاه کروی تا بیضوی شکل می‏باشد (16). هم‏چنین مطالعات داروشناسی نشان داده است که این گیاه دارای فعالیت‏های ضدتب (10)، ضد اسهال (9) و حفاظت کبدی (24) می‏باشد در ضمن اثر هیپوگلیسمی با این گیاه نشان داده شده است (2). آنکیتا و همکاران (2010) فعالیت مهاری عصاره الکلی 15 گیاه را بر روی آنزیم آلفاگلوکوزیداز آزمایش کردند که در بین این گیاهان، ریزوم گیاه Picrohiza kurroa و ریشه گیاه Rubia cordifolica دارای بیش‏ترین تأثیر مهاری بر روی آنزیم بودند (4). کیم و همکاران (2008) تحقیقی بر روی جداسازی دو ترکیب 2و4 دی‏بروموفنل و 2و4و6 تری‏بروموفنل از جلبک‏های Grateloupia elliptica و Polyopes lancifolia انجام دادند و بررسی نتایج نشان داد که این دو ترکیب اثر مهاری بر روی آنزیم آلفاگلوکوزیداز داشتند (11). بریندیس و همکاران (2014) با نشان دادن مهار آلفاگلوکوزیداز توسط عصاره آبی
Coriandrum sativum و هم‏چنین جدا کردن ترکیبات فعال در این گیاه، اثبات کردند که این گیاه موجب کاهش هایپرگلیسمی در محیط In vitro می‏شود (6).

براساس نتایج حاصل از این پژوهش بیش‏ترین میزان مهارکنندگی گیاه خاکشیر مربوط به غلظت 200 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر عصاره هگزانی گل (100 درصد) و بیش‏ترین میزان فعالیت مهاری گیاه شاه‏تره مربوط به غلظت 300 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر عصاره هگزانی برگ (100 درصد) بود. مطابق نتایج به دست آمده می‏توان گفت که از میان اندام‏های هوایی گیاه خاکشیر و شاه‏تره، گل خاکشیر و برگ شاه‏تره دارای اثر مهاری بیش‏تری می‏باشند و جهت پژوهش‏های بعدی می‏توان بر روی این اندام‏ها تمرکز کرد. براساس مطالعات مربوط به محاسبه IC50 برای اندام‏های هوایی گیاهان مورد نظر، اندام گل گیاه خاکشیر دارای  مقدار IC50 برابر با 88/0 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر و اندام برگ شاه‏تره دارای IC50 برابر با 04/1 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر می‏باشد. همچنین شاخص فعالیت مهاری نسبی (RIA)، برای عصاره‏ی گل خاکشیر برابر با 001/0 و برای عصاره‏ی برگ شاه‏تره برابر با 0009/0 بود. این شاخص از مقایسه توان مهاری عصاره‏ها با مهارکننده خالص استاندارد این آنزیم به دست می‏آیند و جهت مقایسه توان مهارکنندگی عصاره‏های مختلف مورد استفاده می‏باشد. از میان اندام‏های هوایی بیشترین مقدار RIA مربوط به گل خاکشیر و برگ شاه‏تره بود، (هر چه میزان شاخص RIA بیش‏تر باشد، نشان‏دهنده فعالیت مهاری بیشتری بر روی آنزیم می‏باشد). با توجه به IC50 کمتر و RIA بیشتر برای این دو اندام از گیاهان مورد بررسی، می‏توان این گونه برداشت نمود که ممکن است یک نوع مهارکننده قوی در عصاره این اندام‏ها وجود داشته باشد و بنابراین می‏توان مطالعات بعدی را با در نظر داشتن این موضوع، با هدف یافتن ترکیباتی با فعالیت مهارکنندگی آلفاگلوکوزیداز، بیشتر بر روی این اندام‏ها از دو گیاه متمرکز نمود. روند تغییرات مقدار IC50 در اندام‏های مورد مطالعه این دو گیاه به صورت: گل شاه‏تره > برگ خاکشیر > برگ شاه‏تره > گل خاکشیر و روند تغییرات شاخص RIA نیز در اندام‏های مورد مطالعه این دو گیاه به صورت: گل خاکشیر > برگ شاه‏تره > برگ خاکشیر > گل شاه‏تره می‏باشد. لذا هر دو شاخص حکایت از توان بالای مهاری عصاره گل خاکشیر و برگ شاه‏تره دارد.

مطابق نتایج حاصل از بررسی‏های سینتیک مهار آنزیمی، با استفاده از سه رویکرد لینویور- برک، هانس- وولف و ادی- اسکاچارد، عصاره هگزانی اندام گل گیاه خاکشیر الگوی مهار مختلط (رقابتی- غیررقابتی) و عصاره برگ شاه‏تره الگوی مهار نارقابتی را از خود نشان دادند. با  توجه به نوع الگوی مهار (مرکب) در گل خاکشیر انتظار می‏رود که مهارکننده موجود در عصاره با تمایل متفاوت به آنزیم (E) و مجموعه آنزیم- سوبسترا (ES) متصل شود. اما در مورد برگ شاه‏تره به دلیل وجود مهار نارقابتی می‏توان این گونه برداشت نمود که مهارکننده موجود در عصاره فقط به مجموعه‌ی آنزیم- سوبسترا وصل می‏شود و مهارکننده وقتی عمل می‏کند که مجموعه آنزیم و سوبسترا (ES) شکل گرفته باشد.

به منظور شناخت بیشتر از کم و کیف ترکیبات شیمیایی موجود در عصاره‏های هگزانی اندام‏های هوایی دارای فعالیت آنتی‏گلوکوزیدازی با استفاده از دستگاه GC/MS ترکیبات موجود در عصاره‏های هگزانی دارای بیشترین درصد مهار آلفاگلوکوزیدازی مشخص شد. این عصاره‏ها شامل گل خاکشیر و برگ شاه‏تره بود. براساس مطالعات قبلی مشخص شده است که ترکیباتی مانند فنیل‏پروپانوئیدها و مشتقات آن‏ها (27)، بروموفنل‏ها (مونوبروماید فنل، دی‏بروماید فنل و ...) (14)، مشتقات شالکن سولفانامید (5)، فلاونوئیدها (ژرادون، لوتئولین) و ترکیبات فنلی (1) اثرات مهارکنندگی قابل توجهی بر آنزیم آلفاگلوکوزیداز دارند. با توجه به مهارکننده‏های استاندارد آنزیم آلفاگلوکوزیداز (آکاربوز، ووگلیبوز و ...) می‏توان نتیجه گرفت که در این مهارکننده‌ها گروه NH وجود دارد و در عصاره هگزانی نیز ترکیباتی مانند 1- متیل آمینو- 1- دئوکسی- دی- گلوسیتول و پترین- 6- کربوکسیلیک اسید حاوی گروه NH می‏باشند و احتمالاً از طریق خاصیت احیاکنندگی می‏توانند باعث مهار آنزیم شوند. از طرفی مهارکننده‏های طبیعی آنزیم آلفاگلوکوزیداز مانند کوتالانول و سالاسینول که از گیاه S.reticulata به دست آمده‏اند، دارای گوگرد می‏باشند و در عصاره‏های هگزانی نیز ترکیبی مانند دسولفوسینگرن (Desulphosinigrin) حاوی گوگرد است. با توجه به ترکیبات موجود در عصاره هگزانی دو اندام و هم‏چنین مشخص شدن نوع مهار در دو اندام، انتظار می‏رود که این ترکیبات موجب مهار مختلط (رقابتی- غیر رقابتی) و نارقابتی به ترتیب در گل خاکشیر و برگ شاه‏تره شوند.

نتیجه گیری

نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‏دهد که عصاره هگزانی اندام‏های گل گیاه خاکشیر و برگ گیاه شاه‏تره به صورت قابل توجهی دارای اثر مهاری بر فعالیت آنزیم آلفاگلوکوزیداز می‏باشند و همچنین با توجه به نتایج مطالعات سینتیک مهار آنزیمی می‏توان نتیجه گرفت که احتمالاً این عصاره‏ها دارای ترکیباتی با عملکرد هر یک از مهارکننده‏های آنزیم آلفاگلوکوزیداز می‏باشند و بنابراین شاید بتوان در مطالعات بعدی از این عصاره‏ها با هدف شناسایی منابع بالقوه تهیه داروهای جدید و دارای عوارض پایین، در جلوگیری از پیشرفت بیماری دیابت و درمان این بیماری استفاده کرد.

سپاسگزاری

نویسندگان این مقاله مراتب سپاس و قدردانی خود را از تمامی همکاران و مسئولین دانشکده علوم دانشگاه کردستان به جهت فراهم نمودن شرایط و امکانات انجام این پژوهش و همچنین از جناب آقای مهندس حسین معروفی که در تمام مراحل گردآوری شناسایی و آماده سازی نمونه های گیاهی ما را یاری نمودند، ابراز می‏نمایند.

  • Ahmed D, Kumar V, Sharma M, Verma A. 2014. Target guided isolation, in-vitro antidiabetic, antioxidant activity and molecular docking studies of some flavonoids from Albizzia Lebbeck Benth. bark. BMC complementary and alternative medicine 14(1):155.
  • Akhtar M, Khan Q, Khaliq T. 1984. Effects of Euphorbia prostrata and Fumaria parviflora in normoglycaemic and alloxan-treated hyperglycaemic rabbits. Planta medica 50(02):138-142.
  • Asano N. 2003. Glycosidase inhibitors: update and perspectives on practical use. Glycobiology 13(10):93R-104R.
  • Bachhawat J, Shihabudeen M, Thirumurugan K. 2011. Screening of fifteen Indian Ayurvedic plants for alpha-glucosidase inhibitory activity and enzyme kinetics. Int J Pharm Pharm Sci 3:267-274.
  • Bharatham K, Bharatham N, Park KH, Lee KW. 2008. Binding mode analyses and pharmacophore model development for sulfonamide chalcone derivatives, a new class of α-glucosidase inhibitors. Journal of Molecular Graphics and Modelling 26(8):1202-1212.
  • Brindis F, González-Andrade M, González-Trujano M, Estrada-Soto S, Villalobos-Molina R. 2014. Postprandial glycaemia and inhibition of α-glucosidase activity by aqueous extract from Coriandrum sativum. Natural product research 28(22):2021-2025.
  • Brownlee M. 2001. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complications. Nature 414(6865):813-820.
  • Chang T-S. 2009. An updated review of tyrosinase inhibitors. International journal of molecular sciences 10(6):2440-2475.
  • Gilani AH, Bashir S, Janbaz KH, Khan A. 2005. Pharmacological basis for the use of Fumaria indica in constipation and diarrhea. Journal of Ethnopharmacology 96(3):585-589.
  • Khattak SG, Gilani SN, Ikram M. 1985. Antipyretic studies on some indigenous Pakistani medicinal plants. Journal of ethnopharmacology 14(1):45-51.
  • Kim K, Nam K, Kurihara H, Kim S. 2008. Potent α-glucosidase inhibitors purified from the red alga Grateloupia elliptica. Phytochemistry 69(16):2820-2825.
  • Kim Y-M, Wang M-H, Rhee H-I. 2004. A novel α-glucosidase inhibitor from pine bark. Carbohydrate research 339(3):715-717.
  • Kwon Yi, Apostolidis E, Shetty K. 2008. Inhibitory potential of wine and tea against α‐Amylase and α‐Glucosidase for management of hyperglycemia linked to type 2 diabetes. Journal of Food Biochemistry 32(1):15-31.
  • Liu M, Zhang W, Wei J, Lin X. 2011. Synthesis and α-glucosidase inhibitory mechanisms of bis (2, 3-dibromo-4, 5-dihydroxybenzyl) ether, a potential marine bromophenol α-glucosidase inhibitor. Marine drugs 9(9):1554-1565.
  • Luo X, Wu J, Jing S, Yan L-J. 2016. Hyperglycemic stress and carbon stress in diabetic glucotoxicity. Aging and disease 7(1):90.
  • Mandal U, Nandi D, Chatterjee K, Biswas A, Ghosh D. 2010. Remedial effect of aqueous extract of whole plant of Fumaria vaillantii Loisel and ripe fruit of Benincasa hispida Thunb in ranitidine induced-hypochlorhydric male rat. International Journal of Applied Research in Natural Products 3(1):37-47.
  • Misbah H, Aziz AA, Aminudin N. 2013. Antidiabetic and antioxidant properties of Ficus deltoidea fruit extracts and fractions. BMC complementary and alternative medicine 13(1):118.
  • Mohammadini N, Rezaei MA, Loripoor M, Vazirinejad R. 2008. Assessment of the effect of Sisymbrium consumption on spontaneous labor in nulipars. Zahedan Journal of Research in Medical Sciences 10(2):0-0.
  • Mokdad AH, Ford ES, Bowman BA, Dietz WH, Vinicor F, Bales VS, Marks JS. 2003. Prevalence of obesity, diabetes, and obesity-related health risk factors, 2001. Jama 289(1):76-79.
  • Nathan DM. 2005. Diabetes Control and Complications Trial/Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications (DCCT/EDIC) Study Research Group. Intensive diabetes treatment and cardiovascular disease in patients with type 1 diabetes. N Engl J Med 353:2643-2653.
  • Nejati V, Khaneshi F. 2014. The Effect of Hydroalcoholic Extract of Descurainia sophia Seed on the changes of Testis Tissue, Sperm Parameters, and Testosterone Level in Rats with Streptozotocin-induced Diabetes. Qom University of Medical Sciences Journal 8(5).
  • Nyenwe EA, Jerkins TW, Umpierrez GE, Kitabchi AE. 2011. Management of type 2 diabetes: evolving strategies for the treatment of patients with type 2 diabetes. Metabolism 60(1):1-23.
  • Pistia-Brueggeman G, Hollingsworth RI. 2003. The use of the o-nitrophenyl group as a protecting/activating group for 2-acetamido-2-deoxyglucose. Carbohydrate research 338(5):455-458.
  • Rao KS, Mishra S. 1997. Hepatoprotective activity of the whole plants of Fumaria indica. Indian journal of pharmaceutical sciences 59(4):165.
  • Segel IH. 1976. Biochemical Calculations: How to Solve Mathematical Problems in General Biochemisrems in General Biochemistry: John Wiley and Sons.
  • Shim Y-J, Doo H-K, Ahn S-Y, Kim Y-S, Seong J-K, Park I-S, Min B-H. 2003. Inhibitory effect of aqueous extract from the gall of Rhus chinensis on alpha-glucosidase activity and postprandial blood glucose. Journal of ethnopharmacology 85(2):283-287.
  • Singh P, Jayaramaiah RH, Agawane SB, Vannuruswamy G, Korwar AM, Anand A, Dhaygude VS, Shaikh ML, Joshi RS, Boppana R. 2016. Potential dual role of eugenol in inhibiting advanced glycation end products in diabetes: proteomic and mechanistic insights. Scientific reports 6.
  • Vural C. A new combination in Descurainia (Brassicaceae) from Turkey; 2009. BioOne. p 65-66.
  • Yoshikawa M, Murakami T, Yashiro K, Matsuda H. 1998. Kotalanol, a potent α-glucosidase inhibitor with thiosugar sulfonium sulfate structure, from antidiabetic Ayurvedic medicine Salacia reticulata. Chemical & pharmaceutical bulletin 46(8):1339-1340.
  • Zarei MA, Poursharifi M. 2015. Searching for Alpha-Glucosidase Inhibitory Activity in Hexane Extracts by some Plants from Kurdistan Province. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research 3(3):291-296.
مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
دوره 33، شماره 4
دی 1399
صفحه 953-969
  • تاریخ دریافت: 24 فروردین 1397
  • تاریخ بازنگری: 13 دی 1397
  • تاریخ پذیرش: 25 دی 1397