近日,食品学院刘学波教授领衔的食品分子营养与健康创新团队在膳食多酚对淀粉酶抑制的研究领域取得了新进展，在《Advanced Science》发表了题为“Enzymolysis Modes Trigger Diversity in Inhibitor‐α‐Amylase Aggregating Behaviors and Activity Inhibition: A New   Insight Into Enzyme Inhibition”的研究论文，博士生曹俊伟为论文第一作者，孙立军教授为论文通讯作者。

α-淀粉酶是淀粉水解过程的关键酶，催化淀粉中的α-1,4-糖苷键的水解，其活性与餐后血糖水平密切相关。抑制该酶的活性能够有效调节餐后血糖波动，对于糖尿病等的预防和治疗具有重要意义。研究创新性地发现底物水解模式的差异，即α-1,4-糖苷键的结构组成和浓度，会导致抑制剂-酶聚集行为的多样性，从而影响α-淀粉酶的抑制作用。在竞争性抑制中，α-淀粉酶-底物催化亲和力和抑制剂-α-淀粉酶结合亲和力之间存在平衡；因此，较高的底物酶解亲和力和α-1,4-糖苷键浓度会干扰这种平衡，不利于抑制剂-酶复合物的形成，从而减弱抑制剂对α-淀粉酶的抑制作用。对于反竞争性抑制，大分子淀粉（非小分子GalG2CNP），不仅需要与活性位点结合，还与接近该位点的辅助水解的柔性环（Gly304-Gly309）结合。因此，由于酶分子柔性，其结构发生微调，有利于抑制剂与非活性柔性环环结合，形成抑制剂-酶-淀粉三元聚集体。总之，本研究为抑制剂对α-淀粉酶抑制作用评估提供新的见解，即底物在抑制剂-酶聚集相互作用中的参与，强调了在研发和筛选α-淀粉酶抑制剂时选择合适底物的重要性。另外，研究首次通过微量热泳动（MST）、原子力显微镜（AFM）和冷冻-扫描电镜成像技术（Cryo-SEM）解析了酶/底物/多酚水解体系下酶-多酚、酶-底物-多酚聚集体的微观图像，为理解酶抑制机制提供了直观的视角。

该研究深入探讨了底物酶解模式对多酚抑制作用机制的影响，强调了底物在酶/底物/多酚水解体系中引起的多酚抑制效果的关键作用，为评估膳食多酚对酶活性抑制提供了重要的新见解。

该研究受到国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202404127