α 葡萄糖苷酶抑制劑（α-glucosidase inhibitors）

在 人 類 小 腸 刷 狀 緣 （small-intestinal brush-border ） 上 的 α-glucosidases 是負責分解糊精（dextrins）的酵素；而 α-glucosidase inhibitors 則為競爭性抑制腸道這類酵素的藥物，其作用機轉主要是 延緩醣類分解成葡萄糖，減少腸道吸收葡萄糖進入全身循環，因此 可延遲並減少飯後血糖升高，進而減少平均血糖值。

目前臨床上應用的α-glucosidase inhibitors 有三種：acarbose

（Glucobay

^○

^R）、miglitol（Glyset

^○

^R）、voglibose（Basen

^○

^R），這些藥 物的化學結構（圖 2.5）和葡萄糖分子結構相類似。acarbose 對 α-glucosidase 之親合力比醣類大，因此可競争性抑制食物中的醣類 轉化成身體可吸收的葡萄糖。miglitol 為可溶性，在小腸被吸收效果 佳，其抑制蔗糖酶和麥芽糖酶的作用強於acarbose，胃腸道的副作

（C）voglibose

（B）miglitol

（A）acarbose

用反應較少，故適合用於老年人。voglibose 對 α-glucosidase 抑制 作用較acarbose 強、抑制澱粉酶（α-amylase）的作用弱，部分未 轉化為雙醣前的澱粉已被降解吸收而未進入大腸內產酸、產氣，因 此用量小、腸胃副作用較小

²²

。

圖 2.5 α 葡萄糖苷酶抑制劑（acarbose、miglitol、voglibose）的 化學結構

acarbose 是目前經臨床實驗證實可干預葡萄糖耐受受損（IGT）

階段的藥物，在預防第二型糖尿病臨床研究（STOP-NIDDM）顯示：

acarbose 可預防或延緩 IGT 階段轉變成第二型糖尿病

²³

；而且能顯 著降低心血管疾病及高血壓併發症的發生率

²⁴

；及減少動脈硬化的 風險

²⁵

。Kim 等研究結果顯示：voglibose 能矯正葡萄糖新陳代謝異 常，並且可改善 IGT 階段患者（已罹患擴張型心機病變（dilated cardiomyopathy, DCM））的慢性心臟衰竭

²⁶

，因此 α-glucosidase inhibitors 被視為慢性心臟衰竭的新治療藥物。

α-glucosidase inhibitors 主要有胃腸的副作用，原因為未吸收 的醣類在腸道中發酵，會引起胃腸不適，如脹氣、腹痛、腹瀉及腸 鳴。服用這三種藥均會出現胃腸的副作用，但不同藥物產生的副作 用大小各不相同。

第31 醣基水解酶家族（glycosyl hydrolase family 31, GH31）

包含多種酵素，並且依據不同的作用及基質特異性（substrate specificities）分成四個小組

²⁷

。GH31 第一小組（subgroup 1）包 含所有已知的 α-glucosidases，並且廣泛分布於生物體中，包括植 物、動物、昆蟲、黴菌（fungi）及細菌；所以，人類的麥芽糖酶–

葡萄糖澱粉酶（MGAM）及本實驗使用的酵素來自於 Baker’s Yeast 皆是GH31 第一小組。

在澱粉消化水解的過程中，人類的麥芽糖酶–葡萄糖澱粉酶

（maltase-glucoamylase, MGAM）負責催化產生葡萄糖的最後一個 步驟。根據研究顯示

²⁸

：acarbose 作用在麥芽糖酶–葡萄糖澱粉酶 的活化位置結構，是由催化作用區域（catalytic domain）、N 末端環

（N-terminal loop）、鑲嵌物 1（Insert 1）及鑲嵌物 2（Insert 2）所 構 成 的 容 器 （ pocket ）， acarbose 利 用 其 偽 四 澱 粉

（pseudo-tetrasaccharide）的化學結構，和麥芽糖酶–葡萄糖澱粉 酶（MGAM）的活化位置結合而達到抑制酵素催化的作用（圖 2.6）。

acarbose 雖為當前在市場上廣泛使用的 α 葡萄糖苷酶抑制劑 之ㄧ，但根據多項研究顯示：acarbose 對 α-glucosidases（MGAM）

活性抑制效果相對地較弱

^{30, 31}

。另外，acarbose 抑制 α-glucosidases

（Baker’s Yeast）的能力並不明顯

³²

（表2.4）。本實驗以此機轉做 為篩選模型，將α-glucosidase 固定在晶片上進行研究。

IC

50 a

(mM) origin

voglibose acarbose (+)- catechin

glucono-1,5 - lactone baker's yeast 2.6 × 10

^{-2 b}

NI

^c

1.3 × 10

^{-1 b}

NI rat small intestine 7.3 × 10

^-5

6.3 × 10

^-2

NI 2.5

rabbit small intestine

1.4 × 10

^-4

6.2 × 10

^-2

NI 9.5 × 10

^-1

pig small intestine 1.7 × 10

^-6

8.7 × 10

^-2

NI 1.4 × 10

^-1

a

IC

50

value is defined as the concentration of α-glucosidase inhibitor to inhibit 50% of its activity under the assayed conditions, and 0.7 mM

p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside (PNP-G) was used as a substrate in this

assay.

b

Matsui et al. (1996).

c

NI, no inhibition.

表2.4 從 Baker's Yeast、多種哺乳類動物小腸取得不同的抑制 劑用來抑制α-glucosidase 效果的比較

³²

圖 2.6 acarbose 作用在麥芽糖酶–葡萄糖澱粉酶活化位置容器

（MGAM active-site pocket）的表面圖形

^{28, 29}

。右圖 acarbose 用 黃色條狀表示；MGAM 活化位置容器結構的組成元素包括催化作 用區域（catalytic domain；紅色顯示）、N 末端環（N-terminal loop；

黃色顯示）、鑲嵌物1（Insert 1；紫色顯示）和鑲嵌物 2（Insert 2；

橙色顯示）。

acarbose

表2.5 口服降血糖藥（OHA）整理

種 類 代表藥物 作 用 機 轉 優 點 缺點/副作用

磺醯尿素類

（sulfonylureas）

glipizide glimepiride glyburide

刺激胰島素分

repaglinide nateglinide

刺激胰島素分

metformin

降低肝臟葡萄

糖輸出，及增

pioglitazone rosiglitazone troglitazone

改善肝臟及週 劑（α-glucosidase inhibitors）

acarbose miglitol voglibose

抑制腸道多醣

在文檔中 應用高效率固定化接受器動態擷取技術從中草藥篩選α葡萄糖苷酶抑制劑的有效成分;High efficiency of screening α-glucosidase inhibitor from Chinese Herbal medicines using After Flowing Through Immobilized Receptor (AFTIR) (頁 27-31)