DNJ是一種哌啶生物堿，其化學名稱是3,4,5-三羥基-2-輕甲基四氫吡啶，是1-de-oxynojirimycin的縮寫。野尻霉素首先由Inoue等作為抗生素從鏈霉菌中得到，DNJ是由野尻霉素氫化得到的。DNJ的來源有兩大類:植物來源和微生物來源。植物來源包括:桑葉及桑根皮，野跖草,風信子，沙參屬植物,爵床科植物。微生物來源包括淺紫灰鏈霉菌和芽孢桿菌。
DNJ屬于強效α-葡萄糖苷酶抑制劑，吸收優(yōu)于阿卡波糖；抑制人體糖分的轉化，降低空腹血糖和餐后血糖的升高優(yōu)于磺脲類藥物，而發(fā)生低血糖和其它副作用的可能性大大低于其它降血糖藥物，安全性好。
人體內所有細胞均以葡萄糖作為能源。血液循環(huán)中的糖幾乎全是葡萄糖，健康的人血糖值是80--100m/dl，在食后約0.5~1小時上升到110 - 140mg/dl , 2小時后恢復原血糖值。如果胰島素分泌不足或其活性不強，均會使從食物中攝人、吸收的葡萄糖停留于血液中，被充分利用而隨尿排出體外，形成糖尿病，糖尿病的臨床癥狀表現為“三多一少”(多飲、多食、多尿、體重減輕)。
葡萄糖苷酶參與多種生物過程，如碳水化合物的消化，糖蛋白的生物合成等。DNJ是所有哺乳動物a-葡萄糖苷酶的有效的抑制劑，它能通過降低碳水化合物的消化和葡萄糖的吸收來降低食后高血糖。由于這一特性，DNJ可用于治療糖尿病及糖尿病并發(fā)癥，肥胖癥和相關的機能紊亂。
DNJ對不同動物體內的a-葡萄糖苷酶的抑制作用不同，DNJ抑制蔗糖酶和麥芽糖酶的IC50 (DNJ對糖苷酶的抑制作用50%時DNJ的濃度)范圍分別是6.6~16x10-8M和7.4~63x10-8。DNJ對a一葡萄糖苷酶表現為競爭性抑制，它常作用于底物結合位點或其附近，與底物競相與酶結合。
2.1.2 DNJ對喂以碳水化合物大鼠血糖值的影響
Yoshiake Yoshikuni研究了DNJ對喂以不同碳水化合物的大鼠血糖值的影響，結果表明，當同時加人2g/kg蔗糖時，60mg/kg的DNJ能完全抑制食后血糖值的增加。20mg/kg的DNJ能顯著地降低血糖值且可持續(xù)90分鐘。當DNJ為低劑量(6mg/kg)時，它能推遲血糖值峰的出現而不影響峰的高度。在喂以淀粉的大鼠中，DNJ能推遲峰的出現，且降低峰的高度。DNJ劑量越大，血糖值峰高度越低，呈劑量效應。在喂以麥芽糖的大鼠中，DNJ對血糖值的抑制效果有類似于喂以淀粉的大鼠的劑量效應。在這些喂以碳水化合物的大鼠中，同時加人10mg/kg的DNJ能明顯抑制血糖值的上升。用20mg/kg的DNJ時，雖然血糖值峰的高度比對照低，但在食后120分鐘或180分鐘血糖值比對照高，這可能是因為DNJ為可吸收化合物，隨著時間的延長，DNJ的量減少，對a-葡萄糖苷酶的抑制作用可能不會持續(xù)很久。在DNJ為高劑量(60mg/kg)時，直到食后180分鐘才出現血糖值高峰。
飲食中的糖類，如淀粉，由于唾液a-淀粉酶的作用，邊水解邊進人胃中，到了胃內尚未與唾液混合的部分，約70%仍在進行水解。然后進人十二指腸，在胰液a-淀粉酶作用下繼續(xù)加水分解，生成蔗糖、麥芽糖等二糖。二糖運送到小腸時，借存在于小腸上部的微纖毛膜表面的a-糖苷酶水解為葡萄糖和果糖等單糖，通過腸壁吸收進人體內，導致血液中葡萄糖濃度急劇上升。將食物與DNJ一起攝人時，食物也到達小腸被分解成二糖，同時DNJ也進人小腸與其中的a-糖苷酶結合，由于DNJ與a-糖苷酶的親和力大于二糖與a-糖苷酶的親和力，因此DNJ阻礙了二糖與a-糖苷酶的結合，結果。a-糖苷酶不能對二糖進行分解，而使二糖不能水解成葡萄糖而直接被送人大腸。由于DNJ的作用，進人血液的葡萄糖減少，因而降低了血糖值。
經DNJ對莫洛尼鼠白血病毒(MoLV)的抑制實驗表明，DNJ具有顯著的抗逆轉錄酶病毒活性，其IC50為1.2-.2.5 μg/ml，且隨DNJ劑量的增加，其抑制力增強。糖蛋白形成過程中多糖前體轉移到新生肽和以后的葡萄糖修飾等糖基化步驟對HIV被膜的加工、折疊是必要的。葡萄糖修飾是通過a-葡萄糖苷酶I和II切斷外接a-1,2葡萄糖殘基和內接a-1,3葡萄糖殘基完成的，DNJ作為這些酶的抑制劑能夠抑制葡萄糖的修飾，而改變HIV在CD4+培養(yǎng)細胞中的感染力。另外，由DNJ對葡萄糖苷酶I的抑制作用而致的未成熟糖蛋白的積累可能通過抑制細胞融合、病毒與寄主細胞受體結合、病毒穿透力和合胞體形成來抑制MoLV的復制，從而抑制病毒活性。
TsulomuTsuruoka等以小鼠β-16肺黑色細胞腫瘤為模型，研究了與野尻霉素A相關的衍生物及其類似物的抗腫瘤轉移活性，指出DNJ是野尻霉素的結構類似物，它對腫瘤轉移的抑制率是80.5%，并闡明了抗腫瘤轉移活性與抗糖苷酶和抗a-葡萄糖苷酸酶活性的可能的關系，認為DNJ對肺腫瘤轉移的抑制機理可能是:DNJ通過抑制糖苷酶的活性在腫瘤細胞表面產生未成熟的碳水化合物鏈，削弱了腫瘤的轉移能力。這些表面活性發(fā)生政變的腫瘤細胞被寄主免疫系統(tǒng)攻擊而使這些腫瘤細胞不能結合到寄主細胞上。但其詳細的作用機理尚不清楚，有待于進一步研究。
DNJ是葡萄糖淀粉酶的一種強烈的抑制劑。DNJ抑制葡萄糖淀粉酶的IC50為14μg/ml。a-葡萄糖淀粉酶的活性位點由多個亞位點組成，每個亞位點以一定的親和力與底物的一個葡萄糖殘基結合。DNJ對A.niger淀粉酶的抑制活性與酶的亞位點結構有關。DNJ結合在酶活性位點的1亞位點。在水解對硝基苯a-D-葡萄糖苷時表現為競爭性抑制，大部分或全部底物以可逆方式結合于酶上，與DNJ竟相結合在亞位點1上。
DNJ和葡萄糖淀粉酶復合體包括G2,2分子DNJ和605個水分子作用位點。一個抑制劑分子結合在強電廠密度區(qū)，該區(qū)是DNJ與酶作用的主要位點。另一個抑制劑分子結合于弱電子密度區(qū)，可能是DNJ與酶的一個低親和力的結合位點。DNJ和酶主要位點的相互作用發(fā)生在Arg45,Asp55,Arg305及羥基177。另外，水分子結合于G1u400和DNJ的6-OH處抑制劑周圍官能團的結構排列說明麥芽寡糖水解時，Glu 179是催化酸，G1u400是催化堿，水500是親核試劑。在DNJ存在時，通過G1和G2的差式掃描熱量測定表明DNJ結合于葡萄糖淀粉酶的催化域，且催化域與淀粉結合域無相互作用。雖然催化域與淀粉結合域都與連接域相連，但催化域與淀粉結合域獨立作用而它們之間無相互作用。連接域可能是催化域的一個成分，與催化域有相互作用但與淀粉結合域無相互作用。
藥用高純度麥芽糖的工業(yè)化生產通常用β-淀粉酶和脫支酶對淀粉進行水解。這一水解過程的弊端在于：由于脫支酶所致的可逆反應使反應不易在高濃度淀粉狀態(tài)下進行，另外，由于產物中的葡萄糖、麥芽糖、麥芽丙糖及其它麥芽寡糖的理化性質的相似性，不易得到高純度的麥芽糖。以前多用離子交換樹脂、活性炭柱等方法進行麥芽糖的純化。由于這些方法是從葡萄糖及其它麥芽寡糖等中間產物中分離麥芽糖，因而效率不高。而用DNJ生產高純度麥芽糖時，這種方法生成的中間產物只有麥芽糖，因此容易進行麥芽糖的分離。該方法包括環(huán)糊精糖基轉移酶(CGT-ase)的轉糖基化反應和β-淀粉酶的水解反應，其反應流程為：第一步是轉糖基化反應。轉糖基化反應的混合物經強的離子交換樹脂得糖基化DNJ，包括M,G1,M,G2M,G2n-1M，G2nM(n>1)(M代表DNJ, G代表葡萄糖殘基)。第二步是β-淀粉酶水解糖基化DNJ。反應為:G2n-1M → (n-1)G2+G1M (n>1) G2nM→(n-1)G2+G2M (n> 1)。因為M,G1M和G2M不被β-淀粉酶水解，因此最終產物為M, G1M, G2M和G2 (麥芽糖)。M, G1M和G2M是反應物而只有G2是中間產物，因此將反應后的混合物經過強的離子交換柱可得G2，用該方法生產的麥芽糖產率為42%
總之，作為a-葡萄糖苷酶的抑制劑，DNJ的多種功能為其在醫(yī)學中的應用提供了一定的理論依據。但是由于DNJ在各種生物中的天然含量極低，怎樣提高DNJ含量從而獲得更多的天然DNJ將成為以后開發(fā)研究的一個方向。
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