Inhibition Activity and Mechanism of Dawson-type Polyoxometalate-vitamin C Complexes against α -Glucosidase

doi:10.7503/cjcu20250236

Abstract

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

CLC Number:

O614

TrendMD:

HUANG Xinyi, QUE Maomei, LI Yao, LEI Shan, LIN Siqi, WANG Li. Inhibition Activity and Mechanism of Dawson-type Polyoxometalate-vitamin C Complexes against α -Glucosidase[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(3): 20250236.

Figures/Tables 8

References 36

[1]	Liu J. L.， Liu M.， Chai Z. L.， Li C.， Wang Y. A.， Shen M. W.， Zhuang G. H.， Zhang L.， Lancet Reg. Health⁃West. Pac.， 2023， 33， 100700
[2]	Chendke G. S.， Faleo G.， Juang C.， Parent A. V.， Bernards D. A.， Hebrok M.， Tang Q. Z.， Desai T. A.， Adv. Biosyst.， 2019， 3（9）， 1900086
[3]	Chi G. X.， Functional Study of α⁃Glucosidase Inhibitors， Jimei University， Xiamen， 2020
	迟国祥. α⁃葡萄糖苷酶抑制剂的功能性研究，厦门：集美大学， 2020
[4]	Yuan H.， Wan H.， Hu Y. K.， Ayeni E. A.， Chang Q.， Ma C.， Liao X.， Molecules， 2021， 26（19）， 5840
[5]	Wang S. H.， Luo C.， J. Hubei Adult Educ. Inst.， 2019， 25（2）， 18—21
	王胜红，罗超. 湖北成人教育学院学报， 2019， 25（2）， 18—21
[6]	Liu D. M.， Chen J.， Shi Y. P.， Talanta， 2017， 164， 548—555
[7]	Li B.， Wu L. X.， Polyoxometalates， 2023， 2（1）， 9140016
[8]	Colovic M. B.， Lackovic M.， Lalatovic J.， Mougharbel A. S.， Kortz U.， Krstić D. Z.， Curr. Med. Chem.， 2020， 27（3）， 362—379
[9]	Li X. H.， Chen W. L.， Li Y. G.， He P.， Di Y.， Wei M.， Wang E. B.， Inorg. Chem. Commun.， 2019， 104， 40—47
[10]	Bijelic A.， Aureliano M.， Rompel A.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（10）， 2980—2999
[11]	Chen K.， Bayaguud A.， Li H.， Chu Y.， Zhang H. C.， Jia H. L.， Zhang B. F.， Xiao Z. C.， Wu P. F.， Liu T. B.， Wei Y. G.， Nano Res.， 2018， 11（3）， 1313—1321
[12]	Gu H. Z.， Design of MOFs⁃Derived Catalysts and Their Applications in Catalysis， Tianjin University， Tianjin， 2023
	谷弘志. 基于MOFs衍生物的催化剂设计及其在催化领域中的应用，天津：天津大学， 2023
[13]	Kong D. L.， Wei B.， Zhou S. Y.， Yang H. S.， Jiang Y.， Chem. Res. Chinese Universities， 2013， 29（6）， 1055—1058
[14]	Chen H. P， Gong Y. R.， Chu Q. Q.， Pang X.， Huang X. J.， Tian X. D.， Yang W. T.， Pan Q. H.， Su Z. M.， Wang X. L.， Chem. Res. Chinese Universities， 2023， 39（6）， 954—959
[15]	Deng W. R.， Zhu Z. H.， Sun Y. J.， Xu H.， Liu S. J.， Wen H. R.， Polyoxometalates， 2024， 3（4）， 9140071
[16]	Liu X. Y.， Cui L. M.， Jiang J.， Ji F.， Zhao J. W.， Chin. Chem. Lett.， 2022， 33（5）， 2630—2634
[17]	Lei S.， Chen B. N.， Wang L.， Li J.， Polyoxometalates， 2025， 4（1）， 9140074
[18]	Gao N.， Dong K.， Zhao A. D.， Sun H. J.， Wang Y.， Ren J. S.， Qu X. G.， Nano Res.， 2016， 9（4）， 1079—1090
[19]	Fu H.， Du Y. P.， Chem. Res. Chinese Universities， 2023， 39（4）， 568—579
[20]	Wang L. F.， Zhang Y. J.， Li Y. Y.， Chen J. H.， Lin W. Q.， Nano Res.， 2021， 14（4）， 920—933
[21]	Hu X. Y.， Chen B. N.， Wang L.， Chen F. H.， Chem. Res. Chinese Universities， 2012， 28（5）， 862—865
[22]	Shuai D.， Zhao M. J.， Chen B. N.， Wang L.， Chem. J. Chinese Universities， 2021， 42（12）， 3579—3588
	帅蝶，赵美娟，陈丙年，王力. 高等学校化学学报， 2021， 42（12）， 3579—3588
[23]	Zhu H. T.， Jin M. X.， Tang W. S.， Su F.， Li Y. G.， Chem. J. Chinese Universities， 2022， 43（11）， 20220328
	朱浩天，金美秀，唐文思，苏芳，李阳光. 高等学校化学学报， 2022， 43（11）， 20220328
[24]	Li Y.， Chen B. N.， Luo D.， Lei S.， Wang L.， Acta Chim. Sinica， 2023， 81（10）， 1318—1326
	李瑶，陈丙年，罗丹，雷珊，王力. 化学学报， 2023， 81（10）， 1318—1326
[25]	Chen K.， Jia H. L.， Liu Y.， Yin P. C.， Wei Y. G.， Adv. Biosyst.， 2020， 4（5）， 1900281
[26]	Jin F.， Food and Nutrition in China， 2006， 2006（1）， 47—48
	金锋. 中国食物与营养， 2006， 2006（1）， 47—48
[27]	Xie J. P.， Jin W. J.， Zhang J. Y.， Shaanxi J. Agric. Sci.， 2020， 66（8）， 49—51
	谢娟平，靳文娟，张佳莹. 陕西农业科学， 2020， 66（8）， 49—51
[28]	Padayatty S. J.， Levine M.， Oral Dis.， 2016， 22（6）， 463—493
[29]	Carr A. C.， Lykkesfeldt J.， Nutrients， 2021， 13（4）， 1102
[30]	Wang E. B.， Gao L. H.， Liu J. F.， Liu Z. X.， Yan D. H.， Acta Chim. Sinica， 1988， 46（8）， 757—762
[31]	Luo D.， Study on Antioxidant Properties of Dawson⁃Type Polyoxometalates and Their Interaction with α⁃Glucosidase， Xiamen： Jimei University， 2022
	罗丹. Dawson型多酸抗氧化性能及其与α⁃葡萄糖苷酶相互作用的研究. 厦门：集美大学， 2022
[32]	Hu J. J.， Wang R. F.， Wang L.， J. Jimei Univ. Nat Sci.， 2020， 25（4）， 265—271
	户晶晶，王瑞芳，王力. 集美大学学报（自然科学版）， 2020， 25（4）， 265—271
[33]	Chen X. S.， Study on the Regulation of Melanin Production by Dawson⁃Type Polyoxometalates， Jimei University， Xiamen， 2023
	陈祥松. Dawson型多金属氧酸盐对黑色素生成调控的研究. 厦门：集美大学， 2023
[34]	Liu X. X.， Gong W. P.， Luo J.， Zou C. T.， Yang Y.， Yang S. J.， Appl. Surf. Sci.， 2016， 362， 517—524
[35]	Wang P.， Wang Z. T.， Wang P. S.， Chishti A. N.， Zhang H. X.， Shi J. H.， Ni L. B.， Jamil S.， Wei Y. G.， Polyoxometalates， 2024， 3（2）， 9140047
[36]	Kondinski A.， Polyoxometalates， 2024， 3（3）， 9140058

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

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

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

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