α-澱粉酶抑制劑

國外α-澱粉酶抑制劑研究起步較早，早在上世紀四十年代就有小麥種子中α-澱粉酶抑制劑的報導[5~7]。 和Birk[9]提出小麥粉中存在兩種α-澱粉酶抑制劑，並闡述了它們的分離和性質。 s對胰腺或唾液的α-澱粉酶有很強的抑制作用，並能降低血糖和血脂的濃度，是一種新的α-澱粉酶抑制劑[19]。

α-amylase inhibitor
能抑制 α-澱粉酶的 抑制劑。
如 鏈黴菌YM-25菌株產生的hairm；鏈黴菌S. corchoruchii菌株產生的paim以及鏈黴菌S. dimorph ogenes菌株產生的萃他丁(trestatin)等都是α-澱粉酶抑制劑，它們對不同來源的α-澱粉酶均顯示出強的抑制作用，但不抑制 β-澱粉酶和β-糖苷酶。
以萃他丁為例：它含有A,B,C三個組分的α-澱粉酶抑制劑屬於 低聚糖同系物。它是無色粉末， 紫外光譜呈末端吸收，對 蒽酮、酚-硫酸呈陽性反應，對坂口、 紅四唑呈陰性反應。Trestatin對豬胰α-澱粉酶、麴黴α-澱粉酶、枯草桿菌α-澱粉酶都有抑制作用，但不抑制β-澱粉酶和 β-葡萄糖苷酶。
國外α-澱粉酶抑制劑研究起步較早，早在上世紀四十年代就有小麥種子中α-澱粉酶抑制劑的報導[5~7]。它是一種電遷移率為0.2，分子量為21000的蛋白質。但在隨後的25年間很少有這方面的報導[8]。之後Shainkin和Birk[9]提出小麥粉中存在兩種α-澱粉酶抑制劑，並闡述了它們的分離和性質。它們的電遷移率不同，對不同來源的α-澱粉酶專一性不同。從後來的研究[10~14]知道：它們在小麥種子中是多分子形式的蛋白質，能不同程度的抑制昆蟲和哺乳動物的澱粉酶。
1945又在普通大豆上有過報導[15~16]，1972年α-澱粉酶抑制劑曾經在微生物上有過報導，因其在醫藥上的價值而被廣泛研究。α-澱粉酶抑制劑在20世紀70年代被深入研究，在20世紀80年代和90年代，由於發現其在醫學上的重要性，尤其在抑制糖尿病和高血糖以及對昆蟲選擇性控制等方面具有重要作用而加速研究[17]。
70年代以來，已研究發現100多種來自植物和微生物的抑制α-澱粉酶的活性物質，有的已經進入臨床實驗[18]。微生物來源的糖苷水解酶抑制劑的篩選研究在近些年來已成為比較活躍的領域之一，尤其在聯邦德國和日本。現已報導的這類酶抑制劑20~30種。Namiki等報導從一株鏈黴菌發酵液中分理出一種新的寡糖類α-糖苷水解酶抑制劑Adiposin。體內實驗Trestatins對胰腺或唾液的α-澱粉酶有很強的抑制作用，並能降低血糖和血脂的濃度，是一種新的α-澱粉酶抑制劑[19]。
國內酶抑制劑方面的研究始於70年代末，福建省微生物所從土壤中篩選到產生的澱粉酶抑制劑的產生菌S-2-35菌株，並對其代謝產物的分離及其理化性質進行深入研究，研究成果顯著[20]，上海醫藥工業研究所在80年代初就開始與日本東京微生物化學研究所，日本麒麟啤酒和美國輝瑞公司等合作從土壤中尋找新的有為生物產生的生理物質的研究，建立澱粉酶抑制劑等的篩選模型。國內研究突出得是河北科學院生物研究所從鏈黴菌中獲得產生α-澱粉酶抑制劑的菌種S-19-1，是國內首次從淡紫灰類群中篩選出該抑制劑菌株，建立適合S-19-1菌株的發酵工藝，並對其化學性質進行研究。發酵濾液中的α-澱粉酶抑制劑活性超過70％。經BALB小鼠試驗，無任何毒副作用。該研究已獲得中國科技成果獎。江西省中醫藥研究所從小麥中提取一種α-澱粉酶抑制劑，並對其理化性質及結構組成作了進一步研究[21]。
目前，建立在分子生物學基礎上的植物基因工程技術，研究得較多的抗蟲基因是α-澱粉酶抑制劑基因，α-澱粉酶抑制劑在禾穀類和豆科作物的種子中含量較為豐富。它的殺蟲機理就在於其能抑制昆蟲消化道內澱粉酶的活性，使食入的澱粉不能消化水解，阻斷了主要能量來源，同時，α-AI和澱粉消化酶結合形成EI複合物，也會刺激昆蟲的消化腺過量分泌消化酶，使昆蟲產生厭食反應，導致發育不良或死亡。在小麥或大麥中已克隆出多個澱粉酶抑制劑基因。轉化菸草地實驗證實，該基因在體內可正確表達，中科院從事菜豆澱粉酶抑制劑基因地研究正處於實驗階段。
大多數α-澱粉酶抑制劑已從微生物源（主要集中在鏈酶菌屬）、植物原（植物界中普遍存在，尤其實禾穀作物和豆類作物的種子中）獲得，少數從哺乳動物中獲得，而且也在合成物質中發現過。天然存在的α-澱粉酶抑制劑有三種類型[17]分別為：（1）微生物產帶一個寡生物胺單位的含氮碳水化合物；（2）微生物產多肽，如：paim（來自微生物的豬胰腺α-澱粉酶抑制劑）和Haim（微生物起源人α-澱粉酶抑制劑）；（3）在穀類、豆類以及其它較高等植物中發現的大分子蛋白質抑制劑。
通常的α-澱粉酶抑制劑都是些有機化合物，在化學結構上，它們可以是蛋白質、多肽和碳水化合物[22]。它們的化學物理性質因來源的不同而不同。
由多種不同的鏈黴菌屬種產生的澱粉酶抑制劑具有低的分子量，大約在500~2000Da（道爾）之間，而且是α-澱粉酶中非常有效的抑制劑，它們有三種類型（1）oligostatins寡糖制菌素：（2）amylosatins制澱粉酶素：（3）tresatins。它們共用有擬雙糖單元工寡生物胺或脫氫寡生物胺，不同數目α-D-葡萄糖基團以α-1，4糖苷鍵連線，而在tresatins中與一個α-1，1-糖苷鍵葡萄糖連線。這個含N個碳水化合物對幾個葡萄苷酶包括α-澱粉酶有抑制作用[23~25]
Tajiri等[26]報導從鏈黴菌屬中產生α-澱粉酶抑制劑具有14種肽，一些是如上所述的含N個碳水化合物，另一些是分子量為3936-8500Da之間的聚合肽，它們是由單個多肽鏈組成，且不含碳水化合物，具有質序列同源性，特別重要的是位於18~20的WRY序列和位於59~70的胺基酸，它們被認為和α-澱粉酶的結合有關。X射線衍射晶體分析法顯示的三級結構，表明WRY序列在分子表面顯著呈現，而位於59~70胺基酸殘基鄰近DEF序列。
具有α-澱粉酶抑制活性的蛋白質從小麥、大麥、小米、高粱、穀物、花生、大豆、芋頭根和一些其它植物中分離。抑制劑分子量範圍為9KD~63KD。另外複合抑制劑因其抑制的特異性不同一般可能為同工酶，已有一些複合抑制劑從小麥、大麥及小米中被分離[17] 。
據報導ragi中具有二個雙功能（double-headed）抑制劑（即枯草桿菌蛋白酶/α-澱粉酶抑制劑）和一個枯草桿菌蛋白酶抑制劑已分離並測定它們的特性。雙功能抑制劑同時結合一個分子蛋白酶（枯草桿菌蛋白酶和胰蛋白酶）與一個分子α-澱粉酶。胰蛋白酶和α-澱粉酶抑制劑的一級、二級、三級結構已仔細地研究，其分子量為13800Da，含有122個胺基酸和以相同方式排列在WAI-0.28和WAI-0.53(小麥中α-澱粉酶同效抑制劑)5個二硫鍵[27]。
據Leiner等報導菜豆中的α-澱粉酶抑制劑與其它豆類相比具有較高效價[8]，因其含有幾種特殊類型的抑制劑（耐熱和不耐熱）[28]而倍受國外內許多研究工作者關注。Lajolo等[9]報導黑菜豆中含有兩種同效抑制劑；白菜豆中一些抑制劑為一種糖蛋白（Yamaguchi，1993），帶有一個相同的肽（Pick，1978）或不同的多肽 [8]，能抑制哺乳動物和昆蟲澱粉酶的活性，但不抑制植物中α-澱粉酶的活性[27]，因此在植物抗蟲基因工程研究領域中具有潛在作用。
嚴哲[4]等探索了α-澱粉酶抑制劑在澱粉含量不同的植物果實中的分布規律，比較了不同植物的α-澱粉酶抑制劑與澱粉含量之間的關係，結果得出α-澱粉酶抑制劑含量植物中澱粉含量具有強烈的相關性，即澱粉含量越高的植物果實中，其所含有的α-澱粉酶抑制劑也越高。