Dawson型多金属氧酸盐-VC复合物对 α-葡萄糖苷酶的抑制作用及机制研究

doi:10.7503/cjcu20250236

摘要/Abstract

摘要：

合成、表征了2类(母体及铁、钴、镍3种过渡金属取代的磷钼酸)共4种Dawson型磷钼酸化合物 H₆[P₂Mo₁₈O₆₂]， H₈[P₂Mo₁₇Fe(OH₂)O₆₁]， H₈[P₂Mo₁₇Co(OH₂)O₆₁]和H₈[P₂Mo₁₇Ni(OH₂)O₆₁](以下简称为P₂Mo₁₈， P₂Mo₁₇Fe， P₂Mo₁₇Co和P₂Mo₁₇Ni)，进一步将Dawson型磷钼酸化合物与VC(VC)复合，探究了复合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用.在此基础上，通过Dawson型磷钼酸与VC以不同比例复合，进行了相应的酶动力学实验，考察了4种不同比例的Dawson型磷钼酸与VC复合物对α-葡萄糖苷酶的抑制效果，并选取抑制效果最优的比例进行相应的抑制机理和抑制类型研究. 结果表明， 4种不同的Dawson型磷钼酸-VC复合物均对α-葡萄糖苷酶具有良好的抑制作用. 当P₂Mo₁₈-VC复合比例为5∶1， P₂Mo₁₇Fe-VC和P₂Mo₁₇Ni-VC复合比例为3∶1， P₂Mo₁₇Co-VC复合比例为2∶1时，对α-葡萄糖苷酶的抑制效果最好， 4种Dawson型磷钼酸-VC复合物[P₂Mo₁₈， P₂Mo₁₇M-VC(M=Ni²⁺， Co²⁺， Fe²⁺)]均表现为可逆的混合型抑制. 研究结果表明， 4种多酸与VC复合物具有开发为α-葡萄糖苷酶抑制剂的潜力.

关键词: 多金属氧酸盐, α-葡萄糖苷酶, 维生素C, 酶动力学, 酶抑制剂

Abstract:

In this work， the inhibitory effects of Dawson-type polyoxometalates（POMs） complexed with vitamin C（VC） on α-glucosidase activity was investigated. Four Dawson-type phosphomolybdates were synthesized and characterized， including the parent compound H₆［P₂Mo₁₈O₆₂］（P₂Mo₁₈） and three transition metal-substituted derivatives｛H₈［P₂Mo₁₇Fe（OH₂）O₆₁］（P₂Mo₁₇Fe）， H₈［P₂Mo₁₇Co（OH₂）O₆（P₂Mo₁₇Co） and H₈［P₂Mo₁₇Ni（OH₂）O₆1（P₂Mo₁₇Ni）｝. Enzyme kinetic studies revealed that all four POM-VC complexes exhibited significant inhibitory activity against α-glucosidase. The optimal inhibition ratios were determined to be 5∶1 for P₂Mo₁₈-VC， 3∶1 for P₂Mo₁₇Fe-VC and P₂Mo₁₇Ni-VC， and 2∶1 for P₂Mo₁₇Co-VC， with corresponding IC₅₀ values of 0.194， 2.507， 2.809， and 5.332 mmol/L， respectively. Mechanistic studies demonstrated that these complexes functioned as reversible mixed-type inhibitors. These findings suggest the potential of Dawson-type POM-VC complexes as novel α-glucosidase inhibitors for diabetes management.

Key words: Polyoxometalates, α-Glucosidase, Vitamin C, Enzyme inhibition, Kinetic

中图分类号:

O614

TrendMD:

黄馨怡, 阙茂梅, 李瑶, 雷珊, 林思琪, 王力. Dawson型多金属氧酸盐-VC复合物对 α-葡萄糖苷酶的抑制作用及机制研究. 高等学校化学学报, 2026, 47(3): 20250236.

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图/表 8

Table 1 Amount of solution added in the reaction system

Name	V（PBS）/μL	V（α⁃glucosidase）/μL	V（Effector）/μL	V（pNPG）/μL	V（Na₂CO₃）/μL
Control	266	20	14（DMSO）	40	340
Sample	266	20	14	40	340

Fig.1 Infrared spectra of four types of polyoxometalates

Fig.2 UV spectra of four types of polyoxometalates（A） 200—800 nm；（B） 400—800 nm.

Fig.3 Inhibitory effects of four types of polyoxo⁃ metalates and ascorbic acid on α⁃glucosidase

Fig.4 Inhibitory effect of four polyoxometalates⁃VC complexes on α⁃glucosidase（A） Inhibitory effect of P2Mo18-VC complexes with different ratios on α-glucosidase；（B） the inhibitory effect of different proportions of P2Mo17Fe-VC complexes on α-glucosidase；（C） the inhibitory effect of P2Mo17Co-VC complexes with different ratios on α-glucosidase；（D） the inhibitory effect of P2Mo17Ni-VC complexes with different proportions on α-glucosidase.

Fig.5 Inhibitory mechanism of four polyoxometalates⁃VC complexes on α⁃glucosidase（A） Inhibitory mechanism of P2Mo18-VC complexes with different ratios on α-glucosidase；（B） the inhibitory mechanism of different proportions of P2Mo17Fe-VC complexes on α-glucosidase；（C） the inhibitory mechanism of P2Mo17Co-VC complexes with different ratios on α-glucosidase；（D） the inhibitory mechanism of P2Mo17Ni-VC complexes with different proportions on α-glucosidase.

Fig.6 Inhibitory types of four polyoxometalates⁃VC complexes on α⁃glucosidaseDouble reciprocal change curve of reciprocal of reaction rate-reciprocal of substrate concentration （Lineweaver-Burk）. The quadratic plotting of Lineweaver-Burk is Dixon plot， Calculate KIS using Slope-［I］ and Intercept-［I］ calculates KI. （A） The inhibitory type of P2Mo18-VC complexes with different ratios on α-glucosidase；（B） the inhibitory type of different proportions of P2Mo17Fe-VC complexes on α-glucosidase；（C） the inhibitory type of P2Mo17Co-VC complexes with different ratios on α-glucosidase；（D） the inhibitory type of P2Mo17Ni-VC complexes with different proportions on α-glucosidase.

Table 2 Inhibition constants of four Dawson type polyoxometalates-VC complexes on α -glucosidase

Effector	K_I/mmol	K_IS/mmol
P₂Mo₁₈⁃VC	13.97	0.12
P₂Mo₁₇Fe⁃VC	75.73	14.06
P₂Mo₁₇Co⁃VC	66.88	4.04
P₂Mo₁₇Ni⁃VC	77.12	4.59

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