在一项新的研究中,来自澳大利亚昆士兰大学分子生物科学研究所和美国华盛顿大学蛋白设计研究所的研究人员在世界上首次从头制造出量身定制的高度稳定的限制性肽,这一进步预计有助改进药物设计和开发环境友好性的杀虫剂。相关研究结果近期发表在nature期刊上,论文标题为“accurate de novo design of hyperstable constrained peptides”。
肽---自然出现的氨基酸链---在药物开发中是高度有用的,但是它们是不稳定的。
研究人员设计出超稳定的能够用于一系列生物技术应用中的肽骨架。
论文通信作者、华盛顿大学蛋白设计研究所教授david craik说,这些肽能够拥有相当棒的药物性质:将小分子药物的稳定性和组织穿透性与更大的蛋白药物的特异性结合在一起。
craik教授说,“一般而言,肽要比传统的‘小分子’药物具有更好的特异性,这意味着它们具有更少的副作用和更强的疗效。”
“在此之前,科学家们不得不依赖天然肽来提供药物骨架,这意味着他们的研究会受限于具有一种特定形状和化学特征的天然肽的可获得性。”
“通过与来自华盛顿大学的david baker教授团队合作,我们开发出一种新方法:我们能够将这些肽进行修饰,产生几乎任何一种形状,并且促进它们获得有用的化学特征和抵抗生物降解。”
“这是一项重大进步,为肽研究开辟新的道路,并且预计会产生全球重大的影响。”
随着生物技术与多肽合成技术的日臻成熟,越来越多的多肽药物被开发并应用于临床。因适应证广、安全性高且疗效显著,多肽药物目前已广泛应用于肿瘤、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗,具有广阔的开发前景。
多肽是由多个氨基酸通过肽键连接而形成的一类化合物,通常由10~100个氨基酸分子组成,其连接方式与蛋白质相同,相对分子质量低于10000。多肽普遍存在于生物体内,迄今在生物体内发现的多肽已达数万种,其广泛参与和调节机体内各系统、器官、组织和细胞的功能活动,在生命活动中发挥重要作用。
近年来,利用现代生物技术合成的多肽药物已成为药物研发的热点之一,其因适应证广、安全性高且疗效显著,目前已广泛应用于肿瘤、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗,具有广阔的开发前景 。
多肽药物的来源
多肽药物主要来源于内源性多肽或其他外源性多肽。
内源性多肽
即人体固有的内生性多肽,如脑啡肽、胸腺肽、胰脏多肽等。
外源性多肽
如蛇毒、唾液酸、蜂毒、蛙毒、蝎毒、水蛭素、竽螺毒素衍生物和苍蝇分泌的杀菌肽等。
随着现代生物技术与多肽合成技术的发展,某些活性多肽可通过计算机进行分子设计与筛选、并经人工合成而获得 [1]。
多肽药物的品种
较早上市的多肽类药物主要是一些多肽类激素,如鲑鱼降钙素、生长抑素、人高血糖素、缩宫素等。随着新药研发的不断深入,多肽药物的开发已经发展到疾病防治的各个领域如抗肿瘤多肽、抗病毒多肽、多肽疫苗、细胞因子模拟肽、抗菌活性肽、诊断用多肽、减肥用多肽等。
多肽药物的特点
多肽易于合成改造和优化组合,能很快确定其药用价值
由于本身的特性,多肽从临床试验到FDA批准所需时间也比小分子药物时间短很多,大约平均为10年。而多肽通过临床试验的机率比小分子化合物要高两倍。多肽的特定优点使其在药物开发中表现出特定的优势和拥有临床应用价值。
一个胺基酸的氨基与另一个胺基酸的羧基可以缩合成肽,形成的酰胺基在蛋白质化学中称为肽键。胺基酸的分子最小,蛋白质最大,两个或以上的胺基酸脱水缩合形成若干个肽键从而组成一个肽,多个肽进行多级摺叠就组成一个蛋白质分子。蛋白质有时也被称为“多肽”。二胜肽(简称二肽),就是由二个胺基酸组成的蛋白质片断。
基本介绍中文名 :肽 外文名 :peptide 学科 :生物,化学概念,古籍解释,肽的种类,制备方法,肽的套用,抗肿瘤多肽,抗病毒多肽,细胞因子模拟肽,抗菌活性肽,多肽疫苗,诊断用多肽,研究背景,概念一、一种有机化合物,由胺基酸脱水而成,含有羧基和氨基,是一种两性化合物。亦称“胜”。 二、酰胺之一。它是由两个或多个胺基酸通过一个胺基酸的氨基与另一个胺基酸的羧基结合而成。一个胺基酸不能称为肽,也不能合成肽,必须是两个或两个以上胺基酸以肽键相连的化合物。两个胺基酸以肽键相连的化合物称为二肽;三个胺基酸以肽键相连的化合物称为三肽,以此类推,三十四个胺基酸以肽键相连的化合物称为三十四肽。 三、是涉及生物体内多种细胞功能的生物活性物质。截止2003年9月,生物体内已发现几百种肽,是机体完成各种复杂的生理活性必不可少的参与者。所有细胞都能合成多肽物质,其功能活动也受多肽的调节。它涉及激素、神经、细胞生长和生殖各领域,其重要性在于调节体内各个系统器官和细胞。酶法多肽的生理和药理作用主要是激活体内有关酶系,促进中间代谢膜的通透性,或通过控制DNA转录或翻译而影响特异的蛋白合成,最终产生特定的生理效应或发挥其药理作用。肽优于胺基酸,一是较胺基酸吸收快速;二是以完整的形式被机体吸收;三是主动吸收(胺基酸属被动吸收);四是低耗,与胺基酸比较,肽吸收具有低耗或不需消耗能量的特点,肽通过十二指肠吸收后,直接进入血液循环,将自身能量营养输送到人体各个部位;五是肽吸收较胺基酸,具有不饱和的特点;六是胺基酸只有20种,功能可数,而肽以胺基酸为底物,可合成上百上千种。胜肽是属于降解的小分子胶原蛋白,含胺基酸基团,属于原料类产品。胜肽也是人体中原本就存在的成分,是一种胺基酸形成的链状结构。我们所熟悉的蛋白质,就是一种多胜肽链。因胺基酸的组份和顺序各不相同而组成不同的肽。由两个胺基酸以肽键相连的化合物称为“二肽”,以此类推,有9个胺基酸组成的化合物称为“九肽”,由多个胺基酸(一般为50个,也有称100个的)组成的肽则称为多肽,组成多肽的胺基酸单元称为“胺基酸残基”。肽键将胺基酸与胺基酸头尾相连。 肽是一种链状的胺基酸聚合物古籍解释 康熙字典《唐韵》《集韵》《韵会》桑经切,音星。《说文》犬膏臭也。从肉,生,意兼声。一曰不熟也。徐引礼记,饭胜而苴熟。《礼·内则·秋宜犊麛膳膏腥释文》腥,音星。鸡膏也。说文作胜,云:犬膏臭也。 又《集韵》七正切,音婧。《山海经》玉山有鸟焉,名曰胜遇。《注》音姓。 又新佞切,音性。与腥同。星见食豕,令肉中生小息肉也。 又《五音集韵》所庚切,音生。饩肉也。 考证:〔一曰,不熟也。徐引礼记,飮胜而苴熟。〕 谨照原文飮胜改饭胜。肽的种类 肽 多肽 活性肽与大肽分子量段在5000~50之间的才能称为肽。分子量段在5000~10000之间的称为大肽。分子量段在1000~50之间的称为小肽、寡肽、低聚肽,也称为小分子活性多肽。生物学家将肽称为“胺基酸链”,将小分子活性多肽统称为“生物活性肽”。常见的有二肽(Dipeptide),三肽(Tripeptide),甚至 多肽 (Polypeptide)等,而2~10肽属于 寡肽 (Oligo-peptide),10~50肽属于 多肽 ,通常十肽以下者较具医药及商业实用性。制备方法传统获得肽的方法有很多。传统法主要有:微生物发酵法、酸法、碱法、电法、人工嫁接法、基因表达法、酶解法等。 ·微生物发酵法: 微生物发酵法的生产工艺技术主要是通过现代微生物发酵技术将大分子球蛋白转化为小分子肽,通过控制微生物的代谢和发酵条件可生产不同胺基酸排序和分子量不同的肽。在发酵过程中,产生的游离胺基酸被微生物再次吸收利用,对微生物的代谢不会产生反馈抑制。通过微生物的代谢作用,对胺基酸和小肽进行移接和重排,对某些肽基团进行修饰和重组。例如以大豆豆粕为原料经过微生物发酵法生产的大豆肽,改变了大豆蛋白质固有的胺基酸序列,修饰了肽的疏水性胺基酸末端,使大豆肽没有苦味,活性更高,并赋予大豆肽一些生物活性功能,属于生物工程的高新技术范围、科技含量高、在食品行业、发酵工业、饲料行业、制药行业、化妆品行业和植物营养促进剂等行业中都能套用。具有十分广泛的用途和非常广阔的开发套用前景。 ·酸法: 用化学强酸催化蛋白质获得肽的方法叫酸法,此法投资大、占地多、工艺复杂、污染大、分子量难以控制,产品有化学残留,难以形成功能,很难实现工业化生产,至今仍停留在实验室。 ·碱法: 用化学强碱催化蛋白质的方法叫做碱法,这种方法与酸法殊途同归,结果是一样的。 ·电法: 电解蛋白质的方法叫做电法,此法有明显优势,成产成本低,与酶解法相比,口感好。 · 人工嫁接法 :就是精细化工生产出的胺基酸,有选择的进行定向嫁接,这种方法基本上用机器来操作,生产量大,产出的肽无活性,生理功能不明显。 ·基因表达法: 从动物的血液或组织分离提取的方法等统称基因表达法,此方法重要用于研究生产“肽类药物”其代表产品有:胸腺肽、胸腺五肽、干扰素、白细胞介素1、白细胞介素11、白细胞介素111、人血清白蛋白、免疫球蛋白、丙种球蛋白、肿瘤细胞坏死因子等。 ·酶法: 用生物酶催化蛋白质的方法称为酶法。酶法在传统法的基础上有所突破和创新,适应了低碳经济和绿色环保的要求。酶法就是用生物酶催化蛋白质获得多肽,就是蛋白质降解,人工合成的肽。酶法较酸法、碱法、电法温和、环保。生产工艺简易,投资少、见效快,适宜工业化生产。酶法获得的肽,分子量易控制、产品自身富有绿色属性、生产出来的肽无苦味、肽分子量小(分子量大都在1000以下)、这些小分子肽不需消化直接吸收,具有动力、载体、运输、递质和营养功能,特别是它具有极强的活性和多样性即重要的生物学功能。 ·水解法肽可由膳食蛋白质(Dietary protein)通过化学方法水解出来,也可以人工方法取得。系由两个或以上的胺基酸(Amino acids)聚合所构成,在细胞生理及代谢功能的调节上甚为重要。肽的套用主要分为医用类多肽药物,肽类抗生素,疫苗,农用类抗菌肽,饲料小肽,日化用化妆品,食品用大豆多肽,玉米多肽,酵母多肽,海参肽。 从功能角度来分,可以分为,降压肽,抗氧化肽,降胆固醇肽,类鸦片活性肽,高F值寡肽,食品强味肽等等。 活性肽,与营养,荷尔蒙、酵素抑制、调节免疫、抗菌、抗病毒、抗氧化有非常紧密关系。多肽大体上分为:多肽类药物和多肽类保健品。传统的多肽类药物主要是多肽类激素,2011年对多肽类药物的开发已经发展到疾病防治的各个领域,特别是在以下各领域发展较快。
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