LC-QTOF-MSを用いた代謝物プロファイリングとCoccinia grandis果実のα-グルコシダーゼ阻害活性の評価

LC-QTOF-MS based metabolite profiling and evaluation of α-glucosidase inhibitory kinetics of Coccinia grandis fruit.

• Joydeb Chanda
• Pulok K Mukherjee
• Amit Kar
• Prasanta Kr Maitra
• Seha Singha
• Pallab Kanti Halder
• Rahul Gajbhiye
• Ravichandiran Vishnuvardh

抄録

Coccinia grandis (C. grandis)は、インドで食用として広く利用されているウコン科の重要な食用作物である。また、低血糖、低脂血症、抗酸化作用があることが報告されている。本研究では、α-グルコシダーゼに対するC. grandisの活性画分の主要成分と阻害速度を検討した。本研究では、p-ニトロフェニル-α-D-グルコピラノシドを基質とし、濃度を変化させながら、分光光度法により阻害速度論的研究を行った。インビトロ抗酸化試験は、DPPHアッセイを用いて行った。また、UPLC-QTOF-MS分析により、C. grandisの生理活性画分の代謝物プロファイリングを行った。その結果、C. grandisの酢酸エチル画分のα-グルコシダーゼ阻害活性（IC 2.43±0.27 mg/mL）と標準阻害剤であるアカルボース（2.08±0.19 mg/mL）との間には、0.05のp値で統計学的に有意な差は認められなかった。酵素動態からは、阻害モードが混在していることが確認された。また、EFCGは全画分の中で最も高い抗酸化活性（101.74±1.95μg/mL）を示した。EFCGの抗酸化活性とα-グルコシダーゼ阻害活性には有意な相関が認められた。EFCGの抗酸化作用とα-グルコシダーゼ阻害作用に関与すると考えられる35の代謝物をLC-QTOF-MSにより同定した。このように、C. grandisの果実は、α-グルコシダーゼに関連する糖尿病関連疾患に対応する機能性食品としての役割を果たすことができる。

Coccinia grandis (C. grandis) is an important food crop of Cucurbitaceae family, widely used as culinary purpose in India. It is reported to possess hypoglycemic, hypolipidemic, and antioxidant activities. The current study was aimed to explore the inhibition kinetics as well as major constituents of active fraction of C. grandis against α-glucosidase. The kinetic study was performed through spectrophotometric assay, with p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside as a substrate with varying concentration. In vitro antioxidant study was performed by DPPH assay. In addition, UPLC-QTOF-MS analysis was carried out for metabolite profiling of bioactive fraction of C. grandis. The results showed that the difference between the α-glucosidase inhibitory activity of ethyl acetate fraction of C. grandis (EFCG) (IC 2.43 ± 0.27 mg/mL), and standard inhibitor, acarbose (2.08 ± 0.19 mg/mL) was not statistically significant at a p-value of 0.05. The enzyme kinetics confirmed the inhibition mode in a mixed manner. The EFCG also showed the highest antioxidant activity (101.74 ± 1.95 μg/mL) among all the fractions. A significant correlation between antioxidant and α-glucosidase inhibitory activity of EFCG was observed. LC-QTOF-MS study of the EFCG putatively identified 35 metabolites, which may be responsible for its antioxidant and α-glucosidase inhibitory properties. Thus, C. grandis fruits can serve as a functional food to address the diabetes-related disorders associated with α-glucosidase.

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