CN109369782A - 一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽 - Google Patents

一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽,所述合成多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。体外二肽基肽酶4(DPP‑4)抑制活性检测表明,本发明的多肽对DPP‑4有显著抑制作用,其对DPP‑4的50%抑制浓度(IC50)为167.3μg/mL。本发明提供一种具有体外DPP‑4抑制活性的合成多肽,可应用于改善糖尿病和老年性痴呆。

Description

一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽
技术领域
本发明属于生物制药领域,具体涉及一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽。
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。
二肽基肽酶4(DPP-4)是一种由766个氨基酸组成跨膜蛋白/多肽酶,相对分子质量为110kDa,在人体中的作用是分解蛋白质/多肽。一种被DPP-4分解的多肽叫做胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1),它可以通过刺激胰岛素、抑制升糖素、抑制胃排空和让胰岛β细胞重生的方式来降低血糖。基于此,通过抑制DPP-4的活性,可以较好地达到治疗糖尿病。目前,研究DPP-4抑制剂是治疗糖尿病的主要方向之一。
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)又称老年性痴呆,是一种严重的、慢性神经退行性疾病,以记忆和认知功能的进行性减退为主要临床症状,最终导致痴呆和死亡。它严重影响老龄人群的健康和生存质量,也给患者的家庭和社会带来沉重的负担。AD的主要病理特征是β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)沉积形成的老年斑(senile plaque,SP)和神经细胞内神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)。最近有研究发现DPP-4抑制剂(利格列汀)可以改善Aβ诱导的SK-N-MC细胞内神经毒性、氧化损伤和细胞凋亡,激活Akt,抑制GSK-3β的活性,从而提高胰岛素信号通路的活性,起到保护神经的作用。在动物模型中,DPP-4抑制剂(维达列汀和沙格列汀)可以提高外周与中枢血液中GLP-1的浓度,改善小鼠学习和记忆能力。因此,DPP-4抑制剂可通过提高GLP-1水平,改善脑内GLP-1信号通路和脑内糖代谢,提高AD小鼠学习记忆能力,改善神经退行性病变。
发明内容
本发明选取二肽基肽酶4(DPP-4)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DPP-4抑制活性的改善糖尿病和老年性痴呆的十肽,可应用于改善糖尿病和保护阿尔茨海默病(AD)样神经退行性改变。
本发明所述的一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽,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,所述十肽在250-1000μg/mL浓度范围内,对DPP-4的抑制率是70%-111%。
进一步地,所述十肽对DPP-4的50%抑制浓度(IC50)为167.3μg/mL。
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DPP-4的抑制作用来确定其对糖尿病和老年性痴呆的保护作用。
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十肽,并且检测了该十肽对二肽基肽酶4(DPP-4)的抑制活性,所述合成多肽对糖尿病和老年性痴呆具有潜在的保护作用。
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~图2c为不同浓度合成多肽Leu-Arg-Ser-Glu-Leu-Ala-Ala-Trp-Ser-Arg对DPP-4的抑制活性对比图。
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%(体积浓度)三氟乙酸(TFA)的水;流动相B:含有0.09%TFA(体积浓度)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95%以上,并经MS鉴定结构(如图1所示)。
合成多肽对DPP-4的体外抑制活性
用DPP-4试剂盒检测。
1试剂的配制
1)底物溶液:共200μL,用缓冲液稀释至2.5mL,分装使用。
2)酶液:共100μL,用缓冲液稀释至5mL,分装使用。
3)阳性抑制剂(西格列汀):共50μL,用缓冲液稀释至0.5mL,分装使用。
4)样品溶液,用缓冲液配制成梯度浓度样品溶液。
2实验步骤
1)反应容器为黑色96孔板,孔板中加入25μL底物溶液和25μL样品溶液,对照组用缓冲液代替底物溶液,阳性对照组用阳性抑制剂代替样品溶液,37℃摇床反应10min。
2)加入25μL底物溶液,反应后的15~30min期间,每隔1min测量一次FLU。(FLU,λex=360/λem=460)。
斜率=(FLU2–FLU1)/(T2–T1)=FLU/minute
相对抑制率(%)=(对照组斜率–实验组斜率)/对照组斜率×100%。
应用实施例1
黑色96孔板中加入25μL底物溶液和25μL十肽溶液(250μg/mL),对照组用缓冲液(DPP-4溶液)代替底物溶液,阳性对照组用西格列汀溶液(200μg/mL),37℃摇床反应10min。加入25μL底物溶液,反应后的15~30min期间,每隔1min测量一次FLU(FLU,λex=360/λem=460),计算相对抑制率。由图2可知,十肽对DPP-4的抑制率是70%。
应用实施例2
黑色96孔板中加入25μL底物溶液和25μL十肽溶液(500μg/mL),对照组用缓冲液(DPP-4溶液)代替底物溶液,阳性对照组用西格列汀溶液(500μg/mL),37℃摇床反应10min。加入25μL底物溶液,反应后的15~30min期间,每隔1min测量一次FLU(FLU,λex=360/λem=460),计算相对抑制率。由图2c可知,十肽对DPP-4的抑制率是98%。
应用实施例3
黑色96孔板中加入25μL底物溶液和25μL十肽溶液(1000μg/mL),对照组用缓冲液(DPP-4溶液)代替底物溶液,阳性对照组用西格列汀溶液(1000μg/mL),37℃摇床反应10min。加入25μL底物溶液,反应后的15~30min期间,每隔1min测量一次FLU(FLU,λex=360/λem=460),计算相对抑制率。由图2c可知,十肽对DPP-4的抑制率是111%,高于同等条件下西格列汀的抑制率98%。
序列表
<110> 华南理工大学
<120> 一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 2
<211> 10
<212> PRT
<213> 十肽(LRSELAAWSR)
<400> 2
Leu Arg Ser Glu Leu Ala Ala Trp Ser Arg
1 5 10

Claims (4)

1.一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽,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. 如权利要求1 所述的一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽,其特征在于所述十肽对DPP-4的50%抑制浓度(IC50)为167.3μg/mL。
3. 如权利要求1 所述的一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽,其特征在于所述十肽分子量1188.35Da,纯度为95.2%。
4. 如权利要求1 所述的一种改善糖尿病和老年性痴呆的十肽,其特征在于在250-1000μg/mL浓度范围内,对DPP-4的抑制率是70%-111%。
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