CN109021075B - 一种降血糖十肽 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降血糖十肽,所述十肽的氨基酸序列如下所示:Leu‑Arg‑Ser‑Glu‑Leu‑Ala‑Ala‑Trp‑Ser‑Arg,缩写为LRSELAAWSR,分子量1188.35Da,纯度为95.2%。本发明的多肽使用多肽合成仪,采用固相合成法合成。体外α‑淀粉酶和α‑葡萄糖苷酶的抑制活性检测表明,对2种酶都有良好抑制作用,对α‑淀粉酶的50%抑制浓度(IC50)为313.6μg/mL,对α‑葡萄糖苷酶的50%抑制浓度(IC50)为134.23μg/mL。本发明提供一种降血糖十肽,可应用于生物制药领域。
Description
技术领域
本发明属于生物制药领域,具体涉及一种降血糖十肽。
背景技术
糖尿病是一种慢性病,是由于体内胰岛素不足引起的蛋白质、脂肪、碳水化合物代谢紊乱,主要特点是慢性高血糖。研究发现有许多天然的抗糖尿病有效成分,譬如:银杏叶提取物、植物多糖等。生物活性多肽的降血糖方面的研究较少。已有的一些研究表明,生物活性肽能有效改善糖尿病的作用。例如,在王军波等的研究中,海洋胶原肽能够缓解高胰岛素血症大鼠的胰岛β细胞的结构损伤,增加颗粒的分泌,减少脂滴的形成,显著提高胰岛素的生物学活性;显著降低的空腹胰岛素水平,对空腹血糖和口服葡萄糖耐量也有一定的改善作用。在黄凤杰等的研究中,鲨鱼肝活性肽S-8300有抗氧化作用,通过清除自由基保护胰岛β细胞,调节糖脂代谢,延缓胰岛β细胞的衰竭,在一定程度上能够治疗糖尿病。
人体中淀粉等糖类物质的消化吸收,需要依赖α-葡萄糖苷酶与α-淀粉酶这两种关键酶。因此,抑制这两种关键酶的活性便能减缓碳水化合物降解为单糖的速度,以达到调控餐后血糖升高过快的目的。
发明内容
本发明选取α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶为研究对象,测定合成肽的体外抑制活性。本发明的目的是提供一种具有体外降血糖活性的合成多肽,可应用于生物制药领域。
本发明所述的一种降血糖十肽缩写为LRSELAAWSR,分子量1188.35Da,纯度为95.2%,序列为:Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg。其中,
Leu表示英文名称为Leucine,中文名称为亮氨酸的氨基酸的相应残基;
Arg表示英文名称为Arginine,中文名称为精氨酸的氨基酸的相应残基;
Ser表示英文名称为Serine,中文名称为丝氨酸的氨基酸的相应残基;
Glu表示英文名称为Glutamic acid,中文名称为谷氨酸的氨基酸的相应残基;
Leu表示英文名称为Leucine,中文名称为亮氨酸的氨基酸的相应残基;
Ala表示英文名称为Alanine,中文名称为丙氨酸的氨基酸的相应残基;
Ala表示英文名称为Alanine,中文名称为丙氨酸的氨基酸的相应残基;
Trp表示英文名称为Tryptophan,中文名称为色氨酸的氨基酸的相应残基;
Ser表示英文名称为Serine,中文名称为丝氨酸的氨基酸的相应残基;
Arg表示英文名称为Arginine,中文名称为精氨酸的氨基酸的相应残基。
进一步地,所述十肽对α-淀粉酶有抑制活性,IC50值为313.6μg/mL。
进一步地,所述十肽对α-葡萄糖苷酶的50%抑制浓度(IC50)为134.23μg/mL。
进一步地,所述十肽在浓度2.5-5mg/mL时,对α-淀粉酶的抑制率是77%-81%。
进一步地,所述十肽在浓度1-2.5mg/mL时,对α-葡萄糖苷酶的抑制率是120%-128%。
本发明所述的氨基酸序列采用标准Fmoc方案,通过树脂的筛选,合理的多肽合成方法。将目标多肽的C-端羧基以共价键形式与一个不溶性的高分子树脂相连,然后以这个氨基酸的氨基作为起点,与另一分子氨基酸的羧基作用形成肽键。不断重复这一过程,即可以得到目标多肽产物。合成反应完成后,去除保护基,将肽链与树脂分离,即得到目标产物。多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程,固相合成顺序从C端向N端合成。
本发明通过研究合成肽对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用来确定其降血糖作用。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:
本发明首次合成了该肽,并且检测了合成多肽对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制活性,所述合成多肽具有降血糖能力。
附图说明
图1a为合成多肽Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg的HPLC图。
图1b为合成多肽Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg的MS图。
图2a为合成多肽Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg对α-淀粉酶的抑制活性曲线。
图2b为合成多肽Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg对α-葡萄糖苷酶的抑制活性曲线。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明作进一步说明,但本发明的实施和保护范围不限于此,需指出的是,以下若有未特别详细说明之过程或参数,均是本领域技术人员可参照现有技术理解或实现的。
多肽固相合成
选用高分子树脂(中肽生化有限公司),按照氨基酸序列Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg的特征,先将Leu的羧基以共价键的形式与一个树脂相连,然后Leu的氨基和Arg的羧基缩水反应,处理后,再添加Ser,Arg的氨基和Ser的羧基反应,依次从右到左添加氨基酸,加好最后一个Arg氨基酸后,再切除树脂即得到目标多肽。采用高效液相色谱进行纯化,色谱柱型号为Phenomenex C18,尺寸4.6*150mm,流动相A:含有0.1%(v/v)三氟乙酸(TFA)的水;流动相B:含有0.09%TFA(v/v)的溶液(80%乙腈+20%水);20min内B相由14.0%上升到24.0%,流速1.0mL/min,检测波长220nm。液氮速冻,冷冻干燥,得到最后的产品,要求纯度达到97.04%以上,并经MS鉴定结构(如图1所示)。
合成多肽对α-淀粉酶的体外抑制活性
1试剂的配制
1)0.2M磷酸缓冲液:称取Na2HPO4 2.84g、KH2PO4 2.72g分别溶于100mL蒸馏水中,取适量的两种溶液在磁力搅拌器的作用下混合至pH=6.9,搅拌过程用pH计测量实时酸碱度。
2)1U/mL淀粉酶溶液:取淀粉酶4μL,与1996μL蒸馏水混合,配成2mL酶液。
3)1%淀粉溶液:取1g可溶性淀粉,溶于99mL缓冲液中。
4)样品溶液:取一定质量的样品,配置成不同剂量的样品溶液(0~10mg/mL),溶剂为10%DMSO。
5)DNS终止反应液:称取1g DNS,12g酒石酸钠钾于锥型瓶中,加入87mL0.4MNa2CO3溶液。
6)阿卡波糖溶液:用于阳性对照,称取一定量阿卡波糖配制成不同浓度梯度的溶液(0~8mg/mL)。
2实验步骤
1)1%淀粉溶液95℃水浴8min,预处理使其变性。
2)实验组用移液枪吸取抑制剂(0~10mg/mL)20μL与酶液10μL于试管中混合,对照组缓冲液20μL与酶液10μL混合,阳性对照组取阿卡波糖(0~8mg/mL)20μL与酶液10μL混合,于37℃摇床反应15min。
3)加入经预处理的淀粉溶液500μL,于37℃摇床反应5min。
4)加入DNS溶液600μL,100℃水浴15min。
5)反应结束后,用移液枪吸取200μL反应液,于540nm测吸光度,实验组与对照组分别用A实验组与A对照组表示。
合成多肽对α-葡萄糖苷酶的体外抑制活性
1试剂的配制
1)0.2M磷酸缓冲液:称取Na2HPO4 2.84g、KH2PO4 2.72g分别溶于100mL蒸馏水中,取适量的两种溶液在磁力搅拌器的作用下混合至pH=6.9,搅拌过程用pH计测量实时酸碱度。
2)P-NPG溶液:底物溶液,称取0.003765g p-NPG,溶于15mL蒸馏水中。
3)0.2U/mLα葡萄糖苷酶液:吸取已分装的酶液(200U/ml)5μL,用蒸馏水配成5mL。
4)样品溶液:取一定质量的样品,配置成不同浓度的样品溶液(0~10mg/mL),溶剂为10%DMSO。
5)0.2M Na2CO3:称取0.848g Na2CO3,溶于40mL蒸馏水中。
2实验步骤
1)于96孔板中反应,实验组、背景组、对照组、阳性对照组添加试剂如表1所示,于37℃摇床反应20min。
表1样品的添加量
2)各孔中加入缓冲液50μL,底物溶液40μL,于37℃摇床反应20min后去除,加入140μL Na2CO3溶液终止反应。
3)于405nm测吸光度。
应用实施例1
取1%淀粉溶液95℃水浴8min,预处理使其变性。实验组用移液枪吸取十肽(2.5mg/mL)20μL与α-淀粉酶酶液10μL于试管中混合,对照组缓冲液20μL与α-淀粉酶酶液10μL混合,阳性对照组取阿卡波糖(5mg/mL)20μL与α-淀粉酶酶液10μL混合,于37℃摇床反应15min。加入经预处理的淀粉溶液500μL,于37℃摇床反应5min。加入DNS溶液600μL,100℃水浴15min。反应结束后,用移液枪吸取200μL反应液,于540nm测吸光度,计算抑制率。由图2a可知,十肽对α-淀粉酶的抑制率是77%。
应用实施例2
取1%淀粉溶液95℃水浴8min,预处理使其变性。实验组用移液枪吸取十肽(5mg/mL)20μL与α-淀粉酶酶液10μL于试管中混合,对照组缓冲液20μL与α-淀粉酶酶液10μL混合,阳性对照组取阿卡波糖(5mg/mL)20μL与α-淀粉酶酶液10μL混合,于37℃摇床反应15min。加入经预处理的淀粉溶液500μL,于37℃摇床反应5min。加入DNS溶液600μL,100℃水浴15min。反应结束后,用移液枪吸取200μL反应液,于540nm测吸光度,计算抑制率。由图2a可知,十肽对α-淀粉酶的抑制率是81%。
应用实施例3
于96孔板中添加实验组(十肽(2.5mg/mL)20μL与α-葡萄糖苷酶酶液10μL)、背景组(十肽(2.5mg/mL)20μL与缓冲液10μL)、对照组(缓冲液10μL与α-葡萄糖苷酶酶液10μL)、阳性对照组(阿卡波糖溶液(2.5mg/mL)20μL与α-葡萄糖苷酶酶液10μL),于37℃摇床反应20min。各孔中加入缓冲液50μL,底物溶液40μL,于37℃摇床反应20min后去除,加入140μLNa2CO3溶液终止反应。于405nm测吸光度并计算抑制率。由图2b可知,十肽对α-葡萄糖苷酶的抑制率是128%,是阿卡波糖抑制率(50%)的2倍。
应用实施例4
于96孔板中添加实验组(十肽(1mg/mL)20μL与α-葡萄糖苷酶酶液10μL)、背景组(十肽(1mg/mL)20μL与缓冲液10μL)、对照组(缓冲液10μL与α-葡萄糖苷酶酶液10μL)、阳性对照组(阿卡波糖溶液(1mg/mL)20μL与α-葡萄糖苷酶酶液10μL),于37℃摇床反应20min。各孔中加入缓冲液50μL,底物溶液40μL,于37℃摇床反应20min后去除,加入140μLNa2CO3溶液终止反应。于405nm测吸光度并计算抑制率。由图2b可知,十肽对α-葡萄糖苷酶的抑制率是120%,是阿卡波糖抑制率(28%)的4倍。
序列表
<110> 华南理工大学
<120> 一种降血糖十肽
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 2
<211> 10
<212> PRT
<213> 十肽(LRSELAAWS)
<400> 2
Leu Arg Ser Glu Leu Ala Ala Trp Ser Arg
1 5 10
Claims (5)
1.一种降血糖十肽,其特征是该十肽的氨基酸序列为Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg,缩写为LRSELAAWSR。
2.权利要求1 所述的降血糖十肽在制备降血糖药物中的应用,其特征在于所述十肽对α-淀粉酶有抑制活性,IC50值为313.6μg/mL。
3.权利要求1所述的降血糖十肽在制备降血糖药物中的应用,其特征在于所述十肽对α-葡萄糖苷酶的50%抑制浓度(IC50)为134.23μg/mL。
4.权利要求1 所述的降血糖十肽在制备降血糖药物中的应用,其特征在于所述十肽在浓度2.5-5 mg/mL时,对α-淀粉酶的抑制率是77%-81%。
5.权利要求1 所述的降血糖十肽在制备降血糖药物中的应用,其特征在于所述十肽在浓度1-2.5mg/mL时,对α-葡萄糖苷酶的抑制率是120%-128%。
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