Verbindungen zeigen signifikante hemmende Wirkungen auf α-Glucosidase

Drei der Verbindungen zeigten signifikante inhibitorische Wirkungen auf α-Glucosidase, ein Schlüsselenzym in der Kohlenhydratverdauung. Die Ergebnisse könnten den Weg für neue funktionelle Lebensmittelzutaten auf Typ -2 -Diabetes ebnen.

Funktionelle Lebensmittel sind nicht nur für ihren Ernährungswert bekannt, sondern auch für die Bereitstellung biologisch aktiver Verbindungen mit potenziellen gesundheitlichen Vorteilen wie antioxidativem, neuroprotektivem oder glukosesenkendem Eigenschaften. Das Identifizieren dieser Verbindungen aus komplexen Lebensmittelmatrizen bleibt eine große Herausforderung. Traditionelle Methoden sind oft zeitaufwändig und ineffizient.

Infolgedessen haben sich Wissenschaftler fortschrittliche Techniken wie Kernmagnetresonanz (NMR) und Flüssigchromatographie-Masse-Spektrometrie (LC-MS/MS) zugewandt, um die Entdeckung bioaktiver Moleküle zu beschleunigen, insbesondere in chemisch unterschiedlichen Systemen wie geröstetem Kaffee.

Eine Studie in veröffentlicht in Getränkepflanzenforschung Am 18. Februar 2025 zeigt das Team von Minghua Qiu, das Kunming Institute of Botany, Chinesische Akademie der Wissenschaften, vielversprechendes anti-diabetisches Potenzial und erweitert das Verständnis der funktionalen Komponenten von Kaffee.

In dieser Studie entwickelten Forscher eine dreistufige, aktivitätsorientierte Strategie, um bioaktive Diterpenester effizient in gerösteten Identifizierung zu identifizieren Coffea Arabica Bohnen. Das Ziel war es, sowohl reichlich vorhandene als auch Spurenverbindungen mit α-Glucosidase-inhibitorischer Aktivität zu entdecken und gleichzeitig die Lösungsmittelkonsum- und Analysezeit zu minimieren. Der erste Schritt bestand darin, den rohen Diterpenextrakt in 19 Fraktionen über Kieselgelchromatographie zu unterteilen, gefolgt von ^1H-NMR- und α-Glucosidase-Aktivitäts-Screening.

Eine Cluster -Heatmap basierend auf ^1H -NMR -Spektraldaten gruppierte die Fraktionen und zeigte P.9 – Fr.13 als die bioaktivsten, die durch verschiedene Protonensignale gekennzeichnet ist. Als nächstes enthüllte ^13c-t-nmr der repräsentativen Fraktion Fr.9 eine Aldehydgruppe, die mit den ^1H-NMR-Daten übereinstimmt. Fr.9 wurde dann mit semi-präparativem HPLC und drei neuen Diterpen-Estern-benannten Caffaldehyde A, B und C isoliert gereinigt.

Die strukturelle Erklärung durch 1D- und 2D-NMR und hochauflösende Massenspektrometrie (HRESIMS) bestätigten ihre Identität. Diese Verbindungen, die sich in ihren Fettsäureketten (palmitisch, stearisch und arachidsäuren) unterscheiden, zeigten eine mittelschwere α-Glucosidase-Hemmaktivität mit IC₅₀-Werten von 45,07, 24,40 bzw. 17,50 μM, wirksamer als das Kontrollmedikament.

Um Spurenbioaktive über den Umfang von NMR oder HPLC hinaus zu erkennen, führte das Team LC-MS/MS in gepoolten Fraktionsgruppen durch und baute ein molekulares Netzwerk unter Verwendung von GNPS und Cytoscape auf. Dies enthüllte drei zusätzliche unbekannte Diterpenester (Verbindungen 4–6), die eng mit Caffaldehyde A – C verwandt sind und gemeinsame Fragmentionen mit unterschiedlichen Fettsäuren (magarisch, octadecenoisch und nichtadecansäure) aufweisen.

Ihre Abwesenheit in zusammengesetzten Datenbanken bestätigte ihre Neuheit. Zusammen zeigen diese Ergebnisse die Wirksamkeit dieses integrativen Dereplikationsansatzes bei der Entdeckung strukturell vielfältiger, biologisch relevanter Verbindungen in komplexen Lebensmittelmatrizen wie geröstetem Kaffee.

Diese Forschung eröffnet die Tür für die Entwicklung neuer funktioneller Lebensmittelzutaten oder Nutrazeutika, die aus Kaffee stammen, die Glukoseregulation abzielen und möglicherweise bei der Behandlung von Diabetes hilft.

Im weiteren Sinne wird die hier eingeführte Dereplikationsstrategie, die hier eingeführt wurde, minimales Lösungsmittel und fortschrittliche Spektralanalyse-Can für das schnelle Screening bioaktiver Metaboliten in anderen komplexen Lebensmittelmatrizen angepasst werden. Zukünftige Arbeiten werden die biologische Aktivität der neu identifizierten Trace Diterpenes untersuchen und ihre Sicherheit und Wirksamkeit bewerten In vivo.

Quellen: