苦瓜多肽衍生物的设计，合成及活性评估文献综述

随着经济的发展，人类的生活方式发生了很大改变，营养过剩、体力活动减少导致肥胖以及肥胖相关疾病如糖尿病的发病率日益增高。据统计，目前全球糖尿病患者人数已从1995年的1.2亿增至3.66亿，并且中国糖尿病患者呈现快速增长趋势，已占全球糖尿病人数的10%^[1]。因此，开发安全、有效的降糖药物，深入研究新的降糖作用机制成为目前人类健康所关注的一个重要课题。

传统的降糖药物主要有胰岛素促分泌剂（如磺酰脲类）和胰岛素增敏剂（如噻唑烷二酮类）等，但这些药物并不能阻止糖尿病的发展以及并发症的发生。糖尿病患者必须终生服药，而且随着对药物耐受性的增强，药效逐渐降低并最终丧失，同时药物本身对人体的毒副作用也威胁着糖尿病人的健康质量。在中国，使用药物能够控制血糖达到正常标准的，还不到糖尿病患者总数的20%，直接导致了许多糖尿病患者的并发症发生早，进展快^[2]。所以，筛选更加安全有效的新型药物，有效控制血糖水平，对于提高糖尿病人的健康水平十分重要。

苦瓜是葫芦科苦瓜属植物苦瓜（Momordica charantia L.）的果实，在世界范围内广泛分布。具有清热解毒、滋养强壮、明目和消渴等功效。国内外学者采用不同方法对苦瓜进行分离提取及鉴定，分离出苷类、蛋白质、多肽、氨基酸、糖类、生物碱类、有机酸、脂类、甾类、萜类、微量元素等多种化学成分^[3]。近年来的研究发现，苦瓜在降血糖方面有着突出的疗效。文献报道，对家兔灌服苦瓜浆汁能够显著降低四氧嘧啶诱导的高血糖。而在皮下注射脑垂体前叶浸膏引起高血糖的大鼠中发现，灌服苦瓜水提取物亦有降低血糖的作用。进一步的机制研究表明，在四氧嘧啶诱导的糖尿病模型小鼠中，鲜苦瓜汁能够使得已经受损伤的胰岛beta;细胞功能得到修复，促进胰岛beta;细胞的增殖，提高血浆中的胰岛素含量^[4]。还有学者报道，鲜苦瓜

汁能够降低大鼠胰岛beta;细胞系RINm5f及原代胰岛的脂质过氧化，并部分逆转四氧嘧啶诱导的细胞凋亡^[5]。然而，在苦瓜中现已分离、确证结构的、并证实具有降糖活性的化合物中，还没有机制研究表明哪些化合物具有保护胰岛beta;细胞、促进beta;细胞增殖并提高胰岛素水平的功能。

苦瓜中已报道的具有降血糖作用的成分按其性质主要有两类。一类是三萜化合物，如苦瓜苷、苦瓜皂苷等。其中苦瓜皂苷主要是促进增加肌糖原和肝糖原的合成，而不影响受试动物模型血浆中胰岛素含量^[6]。叶阳等则报道葫芦烷类三萜化合物，在细胞和动物水平上都显示降糖活性，其作用主要是通过激活体内与能量代谢相关的单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)，该蛋白具有调控人体能量代谢和促进葡萄糖摄取的作用^[7]。

另一类是蛋白质与多肽，是苦瓜中含量较多、降血糖效果最为显著的部分。现有的大部分研究都聚焦在苦瓜中含有的多肽类化合物上。Khanna 等人从苦瓜中分离出苦瓜多肽-P。该多肽皮下注射后，可降低沙土鼠、叶猴和糖尿病患者的高血糖；因其和牛胰岛素在提取方法、薄层层析相对迁移率、降糖作用和效能等方面的诸多相似性，被称为植物胰岛素（P-insulin）^[8]。二维薄层和氨基酸分析表明，苦瓜多肽-P含有17种氨基酸，共166个残基，最小分子量约为11kD，且含有牛胰岛素中所没有的甲硫氨酸。免疫测定也表明和牛胰岛素无交叉反应。Yuan等^[9]也从苦瓜得到一种具有降血糖作用的多肽MC21，质谱分析结果为3405.5174Da，由于肽序复杂和测序方法的限制，氨基酸序列仅分析确证了前十个氨基酸残基为GHPYYSIKKS。本课题组也已对上述4条多肽进行了降糖活性验证，在STZ诱导糖尿病模型小鼠实验中显示了很好的降糖活性。

国内学者围绕苦瓜降糖多肽和胰岛素的关系也进行一系列研究，不同肽类成分其结果并不一致。张世荣等^[10]从苦瓜中分离出3种具有降血糖活性的肽类成分,均能抑制125I-胰岛素与肝细胞膜受体和胰岛素抗血清的结合，3种成分经胰蛋白酶或链霉蛋白酶处理后,其生物活性立即消失。权建新等^[11]及宁萍等^[12]都从鲜苦瓜中得到降血糖肽类成分，可与胰岛素抗体结合。

总之，和苦瓜中其他降血糖组分相比，苦瓜多肽具有含量高、降糖作用平稳持久、

毒副作用小等优点。但苦瓜降糖多肽研究中也存在诸多亟待解决的问题：①提取纯化方法比较粗略，分离出的苦瓜降糖多肽纯度不高，氨基酸序列组成和空间结构不清楚，影响其药理研究和产品开发，尚需利用现代分离分析手段，确认其精确结构。②部分药理实验设计不周全，实验结果缺乏说服力；尤其是降糖作用机制研究几乎是空白。为提高苦瓜降糖多肽的研究开发水平，有必要深入研究以下问题：①通过各种技术手段研究苦瓜降糖多肽的确切结构，获得足够数量和足够结构多样性的苦瓜多肽类似物，为后续的相关研究提供结构明确的作用底物。②研究苦瓜降糖多肽氨基酸序列变化及空间构象改变与降糖活性之间的相互关系，进一步指导苦瓜多肽的设计与合成，最终获得活性较好的降糖候选药物。③研究苦瓜多肽对糖尿病动物模型，特别是2 型糖尿病动物模型的作用，结合当前糖尿病治疗新靶点，在细胞和分子水平上探讨其降血糖机制。