RU2470031C2 - Biologically active peptide complexes - Google Patents
Biologically active peptide complexes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470031C2 RU2470031C2 RU2011106002/04A RU2011106002A RU2470031C2 RU 2470031 C2 RU2470031 C2 RU 2470031C2 RU 2011106002/04 A RU2011106002/04 A RU 2011106002/04A RU 2011106002 A RU2011106002 A RU 2011106002A RU 2470031 C2 RU2470031 C2 RU 2470031C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gly
- peptide
- val
- peptides
- alloferon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к белкам и биологически активным пептидам с иммуномодулирующей и противовирусной активностью.The present invention relates to proteins and biologically active peptides with immunomodulating and antiviral activity.
Известны соединения пептидной, полипептидной и белковой природы, используемые в медицине в качестве антивирусных средств. Среди препаратов-индукторов интерферонов (ИФН) I-го типа известны как высокомолекулярные соединения [Ершов Ф.И., Киселев О.И. Интерфероны и их индукторы от молекулы до лекарства. - М.: изд. Геотар - Медиа, 2005 - стр.356], [Berg K., Bolt G., Andersen H., Owen T.C. Zink potentiates the antiviral action of human IFN-alpha tenfold. J. Interferon Cytokine Res, 2001, Jul; 21(7): 471-4], так и низкомолекулярные индукторы. Из вторых, прежде всего, следует отметить отечественный препарат циклоферон и американский препарат - имиквимод. Эти средства относятся к производным акридонов и бензимидазолов соответственно. Для имиквимода и близких производных известен тип Toll-like рецепторов, с которыми взаимодействует эта группа препаратов, вызывая индукцию синтеза ИФН-α в различных клетках [Ершов Ф.И., Киселев О.И. Интерфероны и их индукторы (от молекулы до лекарства). М.: «Изд. Геотар - Медиа», 2005. - Стр.356].Known compounds of peptide, polypeptide and protein nature, used in medicine as antiviral agents. Among drugs-inducers of interferons (IFN) of the 1st type are known as high molecular weight compounds [Ershov F.I., Kiselev O.I. Interferons and their inducers from molecule to drug. - M .: ed. Geotar - Media, 2005 - p. 356], [Berg K., Bolt G., Andersen H., Owen T.C. Zink potentiates the antiviral action of human IFN-alpha tenfold. J. Interferon Cytokine Res, 2001, Jul; 21 (7): 471-4], and low molecular weight inductors. Of the second, first of all, it should be noted the domestic drug cycloferon and the American drug imiquimod. These funds relate to derivatives of acridones and benzimidazoles, respectively. For imiquimod and related derivatives, the type of Toll-like receptors is known, with which this group of drugs interacts, causing the induction of IFN-α synthesis in various cells [Ershov F.I., Kiselev O.I. Interferons and their inducers (from molecule to drug). M .: "Publishing House. Geotar - Media ”, 2005. - Page 356].
Широко известна биологическая активность низкомолекулярных пептидов. В первую очередь, это относится к пептидам животного и растительного происхождения с антибактериальной активностью [Boman H. Peptide antibiotics and their role in innate immunity. Anu. Rev. of Immunol., 1995, Vol.13, p.61-92]. Вместе с тем, описан ряд пептидов, которые обладают прямым противовирусным или противоопухолевым действием [Akiyama N., Hijikata М., Kobayashi A., Yamori Т., Tsuruo Т., Natori S. Anti-tumor effect of N-β-alanyl-5-S-glutathionyl dihydroxyphenylalanine (5-S-GAD) a novel anti-bacterial substance from an insect. Anticancer Research, 2000, Vol.20, p.357-362].The biological activity of low molecular weight peptides is widely known. This primarily refers to peptides of animal and plant origin with antibacterial activity [Boman H. Peptide antibiotics and their role in innate immunity. Anu. Rev. of Immunol., 1995, Vol.13, p. 61-92]. At the same time, a number of peptides have been described that have a direct antiviral or antitumor effect [Akiyama N., Hijikata M., Kobayashi A., Yamori T., Tsuruo T., Natori S. Anti-tumor effect of N-β-alanyl- 5-S-glutathionyl dihydroxyphenylalananine (5-S-GAD) a novel anti-bacterial substance from an insect. Anticancer Research, 2000, Vol.20, p. 357-362].
Особое место в этом ряду занимают пептиды земноводных и насекомых [Bulet P., Hetru С., Diamarcq J., Hoffmann D. Antimicrobial peptides in insects: structure and function. Devel. Comp. Immunol., 1999, Vol.23, p.329-344, Chinchar V.G., Wang J., Murti G., Carey C., Rolling-Smith L. Inactivation of frog virus 3 and channel catfish virus by esculentin-2P and ranatuerin-2P, two antimicrobial peptides isolated from frog skin. Virology, 2001, Vol.288, p.351-357].Amphibians and insects peptides occupy a special place in this series [Bulet P., Hetru C., Diamarcq J., Hoffmann D. Antimicrobial peptides in insects: structure and function. Devel Comp. Immunol., 1999, Vol.23, p.329-344, Chinchar VG, Wang J., Murti G., Carey C., Rolling-Smith L. Inactivation of
Известны иммуномоделирующие пептиды - аллофероны (патент РФ №2172322). Основной областью применения аллоферонов является лечение вирусных инфекций. Аллофероны являются наиболее близкими аналогами предлагаемого изобретения по химической структуре и механизму действия.Known immunomodulating peptides - alloferons (RF patent No. 2172322). The main area of application of alloferons is the treatment of viral infections. Alloferons are the closest analogues of the invention in terms of chemical structure and mechanism of action.
Следует отметить, что авторы изобретения по патенту №2172322 рассматривают вариации только первичной структуры аллоферонов и не предают ключевого значения распределению остатков гистидина.It should be noted that the authors of the invention for patent No. 2172322 consider variations of only the primary structure of alloferons and do not betray the key significance of the distribution of histidine residues.
Кроме того, аллофероны следует отнести к достаточно «слабым» индукторам интерферона, что очевидно из сравнения их активности с циклофероном.In addition, alloferons should be attributed to rather “weak” interferon inducers, which is obvious from a comparison of their activity with cycloferon.
Вместе с тем, структура аллоферонов обращает на себя внимание регулярностью расположения остатков гистидина и повторяющимися остатками глицина. Совершенствование структуры аллоферонов возможно в направлении придания им элементов третичной структуры, например, путем введения ионов металлов.At the same time, the structure of alloferons attracts attention to the regularity of arrangement of histidine residues and repeating glycine residues. Improving the structure of alloferons is possible in the direction of giving them elements of the tertiary structure, for example, by introducing metal ions.
Известен также геминпептид и его фармацевтически приемлемые соли, обладающий вирулецидным и противовирусным действием, содержащий ионы металла, в качестве которого может использоваться Zn, Cu, Fe, Mn (патент РФ 2296131). Однако данное соединение относится к другому классу пептидов и не является иммуномодулятором.Also known is the heminpeptide and its pharmaceutically acceptable salts, having virucidal and antiviral effects, containing metal ions, which can be used Zn, Cu, Fe, Mn (RF patent 2296131). However, this compound belongs to another class of peptides and is not an immunomodulator.
Комплексы пептидов с ионом Zn++, обладающие элементами организованной третичной структуры и активностью индукторов интерферона первого типа в литературе не описаны.Peptide complexes with the Zn ++ ion possessing elements of an organized tertiary structure and activity of the first type of interferon inducers are not described in the literature.
Необходимость модификации гистидинсодержащих пептидов ионом Zn++ обусловлена следующими причинами:The need for modification of histidine-containing peptides by Zn ++ ion is due to the following reasons:
1. Биологически активные короткие пептиды имеют неорганизованный тип вторичной структуры, что неизбежно снижает их биологическую активность, способность к взаимодействию с другими макромолекулами, метаболическую стабильность.1. Biologically active short peptides have an unorganized type of secondary structure, which inevitably reduces their biological activity, the ability to interact with other macromolecules, and metabolic stability.
2. Биологическая и фармакологическая активность пептидов в значительной степени зависит от эффективности транспорта в клетки. Придание пептидам компактной структуры повышает эффективность их транслокации через мембраны и, следовательно, фармакологическую активность [Leng Q., Mixson J. Modified branched peptides with histidine - rich tail enhance in vitro gene transfection. Nucl. Acids. Res., 2005, Vol.33, e40].2. The biological and pharmacological activity of peptides largely depends on the efficiency of transport into cells. Giving peptides a compact structure increases the efficiency of their translocation through membranes and, therefore, pharmacological activity [Leng Q., Mixson J. Modified branched peptides with histidine - rich tail enhance in vitro gene transfection. Nucl. Acids Res., 2005, Vol. 33, e40].
3. Образование комплексов гистидинсодержащих пептидов с ионом Zn++ приводит к принципиальному изменению свойств пептидов, делая их идентичными с доменами транскрипционных активаторов вирусов и клеток.3. The formation of complexes of histidine-containing peptides with the Zn ++ ion leads to a fundamental change in the properties of the peptides, making them identical with the domains of transcriptional activators of viruses and cells.
Задачей настоящего изобретения является разработка комплексов пептидов, организованных в трехмерную структуру. Разработанные комплексы обладают высокой способностью к связыванию с другими группами молекул и проявляют широкий спектр фармакологического действия, включая индукцию ИФН I-го типа, и действуют на различных уровнях клеточных функций, что позволит на их основе создавать новые средства для профилактики и лечения вирусных инфекций.The present invention is the development of complexes of peptides organized in a three-dimensional structure. The developed complexes have a high ability to bind to other groups of molecules and exhibit a wide range of pharmacological effects, including the induction of IFN type I, and act at different levels of cellular functions, which will allow them to create new drugs for the prevention and treatment of viral infections.
Новое семейство биологически активных пептидов разработано на основе известных пептидов, обогащенных остатками гистидина, аллоферонов и их гомологах с использованием в качестве прототипа Zn-фингер доменов белков с известными функциями. Аллофероны использованы в качестве матрицы пептидов длиной от 6 до 35 аминокислотных остатков. Сконструированные таким образом пептиды обладают способностью к образованию комплексов с ионом Zn++, образующих олигомеры и агрегаты, а по структурным и биологическим свойствам удовлетворяют требованиям к иммуномодуляторам.A new family of biologically active peptides was developed on the basis of known peptides enriched in histidine residues, alloferons and their homologs using protein domains with known functions as a prototype Zn-finger. Alloferons are used as a matrix of peptides from 6 to 35 amino acid residues in length. The peptides so constructed have the ability to form complexes with the Zn ++ ion to form oligomers and aggregates, and in terms of structural and biological properties they satisfy the requirements for immunomodulators.
Предлагаемые пептидные комплексы имеют трехмерную структуру и описываются следующей структурной формулой:The proposed peptide complexes have a three-dimensional structure and are described by the following structural formula:
где X1 отсутствует либо содержит не менее 1 аминокислоты; R1 и R2 - пептидные цепи, содержащие аминокислотные остатки, способные взаимодействовать с ионами переходных металлов; причем R1 содержит до 5 аминокислотных остатков или отсутствует, R2 содержит до 3 аминокислотных остатков или отсутствует.where X 1 is absent or contains at least 1 amino acid; R1 and R2 are peptide chains containing amino acid residues capable of interacting with transition metal ions; moreover, R1 contains up to 5 amino acid residues or is absent, R2 contains up to 3 amino acid residues or is absent.
Способность природных пептидов, обогащенных остатками гистидина к связыванию с ионами металлов, подтверждена рядом исследований [Hua Zhao H., and Waite J.H. Proteins in Load-Bearing Junctions: The Histidine-Rich Metal-Binding Protein of Mussel Byssus, Biochemistry. 2006, 45(47): 14223-14231].The ability of natural peptides enriched in histidine residues to bind to metal ions has been confirmed by a number of studies [Hua Zhao H., and Waite J.H. Proteins in Load-Bearing Junctions: The Histidine-Rich Metal-Binding Protein of Mussel Byssus, Biochemistry. 2006, 45 (47): 14223-14231].
Сущность изобретения поясняется данными, приведенными на схемах и рисунках:The invention is illustrated by the data given in the diagrams and figures:
рис.1. Анализ консенсус-последовательностей пептидов семейства аллоферонов;fig. 1. Analysis of consensus sequences of peptides of the alloferon family;
рис.2. Компьютерная модель полипептида А1;fig. 2. Computer model of A1 polypeptide;
рис.3. Теоретически возможные варианты структуры комплексов А1 с ионом Zn++;fig. 3. Theoretically possible structural variants of complexes A1 with Zn ++ ion;
рис.4. Кинетика связывания аллоферона А1 с Zn++ методом светорассеяния;fig. 4. Kinetics of binding of alloferon A1 to Zn ++ by light scattering;
рис.5. Анализ связывания пептида Al с сорбентом HiTrap, уравновешенного Ni++;fig. 5. Analysis of the binding of Al peptide to sorbent HiTrap, balanced Ni ++ ;
рис.6. Индукция Интерферонов I-го типа;fig. 6. Induction of Type I Interferons;
рис.7. Протективный эффект исследуемых препаратов при смертельной гриппозной инфекции у мышей.fig. 7. The protective effect of the studied drugs in fatal influenza infection in mice.
При разработке настоящего изобретения в качестве базовой структуры был использован пептид, представленный в таблице 2 под названием Alloferon 1 (SEQ ID NO 1), Alloferon 1 был синтезирован методом твердофазного синтеза и использован для изучения биологической активности предлагаемых пептидов. Исследования, результаты которых приведены ниже в примерах, показали, что данный пептид обладает способностью к образованию комплексов с переходными металлами, является индуктором интерферона и обладает противовирусной активностью. Компьютерный анализ баз данных по структуре и свойствам белков и пептидов установил, что данное соединение относится к новому неизвестному ранее семейству биологически активных пептидов. Полипептиды, обогащенные гистидином и глицином, с введенными ионами металлов, обладают иммуномодулирующей и противовирусной активностью и, при этом, ионы цинка потенцируют их биологическую активность.When developing the present invention, the peptide used in Table 2 under the name Alloferon 1 (SEQ ID NO 1) was used as the basic structure,
Синтез пептидов заданной последовательности проводился твердофазным методом синтеза пептидов с использованием Boc/Bzl стратегии на фенилацетамидометилполимере (РАМ). Пептиды были получены на синтезаторах пептидов Coupler-250 и Applied Biosystems 430A.The specified sequence peptides were synthesized by the solid-phase method of peptide synthesis using the Boc / Bzl strategy on phenylacetamidomethyl polymer (PAM). The peptides were obtained on the synthesizers of the peptides Coupler-250 and Applied Biosystems 430A.
Для временной защиты α-аминогрупп использовалась трет.-бутилоксикарбонильная группа, которая удалялась трифторуксусной кислотой. Для блокирования боковых радикалов трифункциональных аминокислот использовались защитные группировки бензильного и ацильного типа: динитрофенильная для гистидина, мезитиленсульфонильная для аргинина, 2-хлорбензилоксикарбонильная для лизина, формильная для триптофана, 2,6-дихлорбензильная для тирозина, O-бензиловые эфиры для треонина и серина. Метионин вводили в конденсацию в виде сульфоксидного производного.For temporary protection of the α-amino groups, a tert-butyloxycarbonyl group was used, which was removed with trifluoroacetic acid. To block the side radicals of trifunctional amino acids, benzyl and acyl type protective groups were used: dinitrophenyl for histidine, mesitylene sulfonyl for arginine, 2-chlorobenzyloxycarbonyl for lysine, formyl for tryptophan, 2,6-dichlorobenzyl for tyrosine, O-benzyl esters for tyrosine. Methionine was introduced into the condensation as a sulfoxide derivative.
Удаление временных защитных групп проводили неразбавленной трифторуксусной кислотой, а нейтрализацию - по методике «in situ», добавляя N,N'-диизопропилэтиламин на стадии конденсации прямо в реакционную смесь.Removal of the temporary protective groups was carried out with undiluted trifluoroacetic acid, and neutralization was carried out according to the “in situ” procedure by adding N, N'-diisopropylethylamine at the condensation stage directly to the reaction mixture.
Программа присоединения одного аминокислотного остатка при наращивании цепи пептидил-полимера из расчета общего содержания ациламинокислоты на полимере 0.2 ммол приведена в таблице. Предварительное активирование карбоксильной компоненты проводили в течение 30 минут, используя оксибензотриазол и диизопропилкарбодиимид. В этих условиях синтеза во всех случаях после присоединения необходимого количества аминокислотных остатков, соответствующих последовательности пептидного фрагмента, был получен удовлетворительный привес пептидил-полимера.The program of addition of one amino acid residue during chain extension of the peptidyl polymer based on the total content of acylamino acid on the polymer 0.2 mmol is shown in the table. The pre-activation of the carboxyl component was carried out for 30 minutes using oxybenzotriazole and diisopropylcarbodiimide. Under these synthesis conditions, in all cases, after the addition of the required amount of amino acid residues corresponding to the sequence of the peptide fragment, a satisfactory gain in the peptidyl polymer was obtained.
Удаление боковых защитных группировок и отщепление пептида от смолы производилось под действием безводного фтористого водорода в присутствии скавенджеров, в основном м-крезола. При такой обработке удалялись все боковые защитные группировки, и пептид отщеплялся от высокомолекулярной матрицы, время деблокирования колебалось от одного до полутора часов.The removal of the side protective groups and the cleavage of the peptide from the resin was carried out under the influence of anhydrous hydrogen fluoride in the presence of scavengers, mainly m-cresol. With this treatment, all side protective groups were removed, and the peptide was cleaved from the high molecular weight matrix, the release time ranged from one to one and a half hours.
Для предотвращения нежелательных побочных реакций при синтезе пептидов, содержащих метионин (в частности, алкилирование серы третбутильным радикалом, а также ее частичное окисление в ходе наращивания пептидной цепи), остаток метионина гладко вводится в последовательность пептидилполимера в виде сульфоксидного производного, которое на конечных стадиях деблокирования пептида восстанавливалось до метионина. Эта реакция восстановления проходила с удовлетворительным результатом при действии йодистого аммония либо на полностью деблокированном пептиде, либо на этапе, когда пептид еще находился на смоле.To prevent undesirable side reactions in the synthesis of peptides containing methionine (in particular, sulfur alkylation with a tert-butyl radical, as well as its partial oxidation during the growth of the peptide chain), the methionine residue is smoothly introduced into the sequence of the peptidyl polymer in the form of a sulfoxide derivative, which at the final stages of peptide deprotection restored to methionine. This reduction reaction took place with a satisfactory result under the action of ammonium iodide, either on a fully unblocked peptide or at a stage when the peptide was still on the resin.
Все синтезированные пептидные препараты были очищены с помощью препаративной обращено-фазовой жидкостной хроматографии на колонке Dynamax 60 А, 22.5×250 мм (жидкостной хроматограф Gilson, Франция) и охарактеризованы данными аминокислотного анализа гидролизатов пептидов после гидролиза метансульфокислотой в присутствии триптамина (аминокислотный анализатор Alpha Plus, LKB, Швеция).All synthesized peptide preparations were purified using preparative reverse phase liquid chromatography on a Dynamax 60 A column, 22.5 × 250 mm (Gilson liquid chromatograph, France) and were characterized by amino acid analysis of peptide hydrolysates after hydrolysis with methanesulfonic acid in the presence of tryptamine (Alpha Plus amino acid analyzer, LKB, Sweden).
Возможность достижения цели изобретения подтверждается следующими примерами.The ability to achieve the objectives of the invention is confirmed by the following examples.
Пример 1. Анализ структуры и консенсус-последовательностей семейств пептидов Аллоферона.Example 1. Analysis of the structure and consensus sequences of the families of Alloferon peptides.
Для анализа консенсуса последовательностей пептидов семейств аллоферонов использовали программу BioEdit v.7.09 Ibis Biosciences (США). Гомология аминокислотных последовательностей аллоферонов представлена в таблице 2.To analyze the consensus of the sequences of peptides of the alloferon families, the BioEdit v.7.09 Ibis Biosciences (USA) program was used. The homology of the amino acid sequences of alloferons is presented in table 2.
В патенте РФ №2172322 приводится последовательность аллоферонов без представления консенсус-последовательности, что не позволяет точно оценить «коровую»-сердцевинную часть пептидов и отделить существенные модификации от несущественных.RF patent No. 2172322 provides a sequence of alloferons without presenting a consensus sequence, which does not allow an accurate assessment of the “core” core portion of peptides and to separate significant modifications from non-essential ones.
В результате анализа семейство аллоферонов представляется возможным разделить на 3 семейства с консенсус-последовательностями:As a result of the analysis, it seems possible to divide the family of alloferons into 3 families with consensus sequences:
SGHGQ-HGV, VSGHGQ-HGV, SGHGQ-HGV, что обосновывается приведенными компьютерными расчетами (рис.1) последовательностей пептидов семейства аллоферонов.SGHGQ-HGV, VSGHGQ-HGV, SGHGQ-HGV, which is justified by the above computer calculations (Fig. 1) of the sequences of peptides of the alloferon family.
Пример 2. Компьютерное моделирование пептида А1 (анализ третичной структуры)Example 2. Computer simulation of peptide A1 (analysis of the tertiary structure)
Для понимания структуры коротких пептидов можно использовать компьютерное моделирование, позволяющее оценить структуру пептида, в целом, и отдельных его доменов. В частности, также было необходимо оценить возможности образования комплексов данных пептидов с ионом Zn++. Для этого проводили компьютерное моделирование пептида А1, имеющего следующую структуру: His-Val-Ser-His-Gly-Gln-His-Gly-Val-His-Gly (А1). Построение простого комплекса А1 с ионом Zn++ позволяет продемонстрировать формирование пептидной петли, стабилизированной координатными связями остатков гистидина с ионом Zn++.To understand the structure of short peptides, computer simulation can be used to evaluate the structure of the peptide as a whole and its individual domains. In particular, it was also necessary to evaluate the possibility of forming complexes of these peptides with the Zn ++ ion. For this, a computer simulation of peptide A1 was carried out, having the following structure: His-Val-Ser-His-Gly-Gln-His-Gly-Val-His-Gly (A1). The construction of a simple complex A1 with the Zn ++ ion allows one to demonstrate the formation of a peptide loop stabilized by the coordinate bonds of histidine residues with the Zn ++ ion.
Компьютерное моделирование пептида А1 (рис.2) показало, что короткий пептид образует релаксированную петлю, в которой ион Zn++ может взаимодействовать с остатками гистидина, доступными для взаимодействия. При этом общая структура полипептида соответствует возможностям образования комплекса иона Zn++ как минимум с тремя остатками гистидина в положениях 1, 6 и 9.Computer simulation of peptide A1 (Fig. 2) showed that the short peptide forms a relaxed loop in which the Zn ++ ion can interact with the histidine residues available for interaction. Moreover, the general structure of the polypeptide corresponds to the possibility of complex formation of the Zn ++ ion with at least three histidine residues at
На упрощенной модели (рис.3) Zn - A1 видно, что значительная доля остатков глицина находятся в N-концевой половине молекулы. Это соответствует вторичной структуре типа бета-слоев. С-концевая часть имеет альфа-спиральную структуру с экспонированными внутрь имидазольными кольцами гистидина, доступными для взаимодействия с ионом Zn++.In the simplified model (Fig. 3) of Zn - A1, it is seen that a significant fraction of glycine residues are in the N-terminal half of the molecule. This corresponds to a secondary structure such as beta layers. The C-terminal part has an alpha-helical structure with imidazole histidine rings exposed inwardly and interacting with the Zn ++ ion.
На рисунке приведен пример с Zn++. Zn++ может быть размещен практически в любом положении.The figure shows an example with Zn ++ . Zn ++ can be placed in almost any position.
А - внутримолекулярный комплекс Zn - А1, организованный в виде петли.A - intramolecular complex Zn - A1, organized in the form of a loop.
Б - межмолекулярный комплекс Zn - А1, организованный в димер. Агрегация может осуществляться путем присоединения новых молекул А1 за счет межмолекулярного встраивания иона Zn++ в участках «а» и «б» или по центру линейного полипептида при взаимодействии иона Zn++ с остатками гистидина в положениях 6 и 9.B - intermolecular complex Zn - A1, organized into a dimer. Aggregation can be carried out by the addition of new A1 molecules due to intermolecular incorporation of the Zn ++ ion in regions “a” and “b” or in the center of the linear polypeptide upon interaction of the Zn ++ ion with histidine residues at
При анализе структуры А1 обращает на себя внимание высокое содержание и регулярное расположение остатков гистидина. На рисунке 2 видно, что полипептид А1 образует почти идеальную седловидную структуру. В такой конфирмации максимально доступны для взаимодействия с ионом Zn++ остатки Гис - 1, 6 и 9.When analyzing the structure of A1, the high content and regular arrangement of histidine residues are noteworthy. Figure 2 shows that A1 polypeptide forms an almost perfect saddle structure. In such a confirmation, Gis residues - 1, 6, and 9 are maximally accessible for interaction with the Zn ++ ion.
При этом важным выводом может явиться заключение о том, что комплексообразования при избытке пептида по отношению к Zn++ способно приводить к образованию межмолекулярных агрегатов (рис.2 - B). Этот структурный переход принципиально изменяет свойства пептидов, придавая им компактность структуры, необходимую для биологической активности, что продемонстрировано в ряде исследований [Rydengard V., Nordahl E. А., Schmidtchen A. Zinc potentiates the antibacterial effects of histidine-rich peptides against Enterococcus faecalis. FEBS Lett., 2006, Vol.273, p.2399-2406].An important conclusion may be the conclusion that complexation with an excess of peptide with respect to Zn ++ can lead to the formation of intermolecular aggregates (Fig. 2 - B). This structural transition fundamentally changes the properties of peptides, giving them the compact structure necessary for biological activity, as demonstrated in a number of studies [Rydengard V., Nordahl E. A., Schmidtchen A. Zinc potentiates the antibacterial effects of histidine-rich peptides against Enterococcus faecalis . FEBS Lett., 2006, Vol. 273, p. 2399-2406].
Пример 3. Аллоферон и его ближайшие аналоги являются Zn++ - связывающими пептидами.Example 3. Alloferon and its closest analogues are Zn ++ - binding peptides.
Изучение связывания иона Zn++ с аллофероном 1 (А1) и его гомологами проводили по методу, описанному [Shi Y., Beger R.D., Berg J.M. Metal binding properties of single amino acid deletion mutants of zinc finger peptides: studies using cobalt(II) as a spectroscopic prob. Biophys.J., 1993, Vol.64, p.749-753]. Связывание иона Zn++ с пептидом А1 исследовали методом светорассеяния с использованием флюориметра ISS, Campaign, IL при 400 нм и возбуждающем свете 398 нм.The study of the binding of the Zn ++ ion with alloferon 1 (A1) and its homologues was carried out according to the method described by [Shi Y., Beger RD, Berg JM Metal binding properties of single amino acid deletion mutants of zinc finger peptides: studies using cobalt (II) as a spectroscopic prob. Biophys. J., 1993, Vol. 64, p. 749-753]. The binding of the Zn ++ ion to peptide A1 was studied by light scattering using an ISS, Campaign, IL fluorimeter at 400 nm and exciting light 398 nm.
На рисунке 4 представлены графики взаимодействия иона Zn++ с пептидом А1.Figure 4 shows graphs of the interaction of the Zn ++ ion with peptide A1.
Условия анализа см. Shi Y. с соавт. (1993).For analysis conditions, see Shi Y. et al. (1993).
А - (открытые кружки) взаимодействие А1 с Zn(NO3)2. Молярный избыток иона Zn++ по отношению к пептиду составлял 1:10. Сплошная линия - насыщение пептида ионом Zn++. При полном насыщении основная масса пептида переходила в агрегаты. К агрегатам добавлялась ЭДТА. В результате добавления ЭДТА комплекс быстро диссоциировал и пептид (аллоферон) переходил в растворимую фазу.A - (open circles) the interaction of A1 with Zn (NO 3 ) 2 . The molar excess of the Zn ++ ion with respect to the peptide was 1:10. The solid line is the saturation of the peptide with Zn ++ ion. When fully saturated, the bulk of the peptide passed into aggregates. EDTA was added to the aggregates. As a result of the addition of EDTA, the complex quickly dissociated and the peptide (alloferon) passed into the soluble phase.
На рисунке 4 видно, что Zn++ (Zn(NO3)2) взаимодействует с пептидом А1, что приводит к экспоненциальному росту светорассеивания и последующей агрегации пептида в виде полидисперсных наночастиц до 50-60 нм в диаметре с последующим образованием взвеси крупных агрегатов. При добавлении хелатного агента ЭДТА агрегаты и комплексы пептида А1 растворяются.Figure 4 shows that Zn ++ (Zn (NO 3 ) 2 ) interacts with peptide A1, which leads to an exponential increase in light scattering and subsequent aggregation of the peptide in the form of polydisperse nanoparticles up to 50-60 nm in diameter with subsequent formation of a suspension of large aggregates. When the chelating agent EDTA is added, aggregates and complexes of peptide A1 are dissolved.
Таким образом, пептид А1 способен взаимодействовать с ионом Zn++ с образованием на первой фазе растворимых комплексов.Thus, peptide A1 is able to interact with the Zn ++ ion to form soluble complexes in the first phase.
Пример 4. Пептиды взаимодействуют с Zn++, проявляя высокое сродство к никелевым сорбентам.Example 4. Peptides interact with Zn ++ , exhibiting high affinity for nickel sorbents.
Хроматография на колонках HiTrap показала, что А1 ведет себя, как олигогистидин и обладает достаточно высоким сродством к данному сорбенту и полностью элюруется раствором Имидазола. Элюция проведена градинентом фосфатный буфер/0,5М имидазол (рис.5).Chromatography on HiTrap columns showed that A1 behaves like oligohistidine and has a fairly high affinity for this sorbent and is completely eluted with an imidazole solution. Elution was performed with a gradient of phosphate buffer / 0.5M imidazole (Fig. 5).
Пример 5. Индукция интерферонов 1-го типаExample 5. Induction of
Индукцию интерферонов 1-го типа исследовали по методу, опубликованному ранее [Ершов Ф.И., Киселев О.И. Интерфероны и их индукторы (от молекулы до лекарства). М.: «Изд. Геотар - Медиа», 2005 - стр.356, Chemysh с соавт., 2002]. На рисунке 6 представлены результаты тестирования препаратов на способность к индукции интерферонов 1-го типа. Как видно из полученных данных, максимальной активностью в индукции интерферонов обладал пептид Zn-А1. Несколько уступал ему пептид Zn - А2. Немодифицированный пептид А1 проявлял достаточно высокий уровень способности к индукции интерферонов, но однако существенно уступал производным в комплексе с ионом Zn++ и соответствовал активности циклоферона.Induction of
В примере 6 будет видно, что эти данные коррелируют с защитным действием препаратов при смертельной гриппозной инфекции на мышах.In example 6, it will be seen that these data correlate with the protective effect of the drugs in case of fatal influenza infection in mice.
Пример 6. Противовирусная активность на модели экспериментальной летальной гриппозной пневмонии у белых мышей, вызванной вирусом гриппа А.Example 6. Antiviral activity in a model of experimental lethal influenza pneumonia in white mice caused by influenza A.
Для тестирования противовирусной активности комплексов пептидов использовали модель летальной гриппозной инфекции на белых беспородных мышах обоего пола массой 10-12 г, полученных из питомника «Рапполово». В работе использовали штамм вируса гриппа A/Aichi/2/68 (H3N2), адаптированный к белым мышам в лабораторных условиях и проявляющий высокую патогенность, вызывая инфекцию с развитием пневмонии и смертельным исходом в течение 5-10 дней в зависимости от дозы вируса.To test the antiviral activity of the peptide complexes, a model of lethal influenza infection was used on white outbred mice of both sexes weighing 10-12 g, obtained from the Rappolovo nursery. We used the strain of the influenza virus A / Aichi / 2/68 (H3N2), adapted to white mice in the laboratory and showing high pathogenicity, causing infection with the development of pneumonia and death within 5-10 days depending on the dose of the virus.
Пептиды и их производные вводили животным однократно за 6 и 12 ч до инфицирования в количестве 1-2 мкг/кг веса животных внутрибрюшинно. Плацебо в контрольной группе животных служил физиологический раствор или фосфатный буфер в равном объеме.Peptides and their derivatives were administered to animals once 6 and 12 hours before infection in an amount of 1-2 μg / kg of animal weight intraperitoneally. A placebo in the control group of animals served as saline or phosphate buffer in equal volume.
Вирус предварительно титровали на животных и определяли его концентрацию по летальности мышей. Для эксперимента вирус вводили животным интраназально под легким эфирным наркозом в дозе 0,2 и 5 LD50. В каждую группу наблюдения брали по 10 мышей. Наблюдение за животными осуществляли до 15 дней, т.е. срока, в течение которого при экспериментальном гриппе отмечается 100% смертность животных.The virus was pre-titrated in animals and its concentration was determined by the lethality of mice. For the experiment, the virus was administered to animals intranasally under light ether anesthesia at a dose of 0.2 and 5 LD 50 . In each observation group, 10 mice were taken. Observation of animals was carried out up to 15 days, i.e. the period during which experimental flu has a 100% mortality rate in animals.
Ежедневно фиксировали вес и смертность животных в контрольных и опытных группах. На основании полученных показателей смертности рассчитывали процент смертности в каждой группе (отношение числа павших за 15 дней животных к общему числу зараженных животных в группе), индекс защиты. Полученные данные представлены на рис.5. Анализ полученных результатов показал, что действие исследованных препаратов А1 в отношении вируса гриппа А, патогенного для мышей, было сравнимо с эффективностью защитного эффекта референс-препарата Ремантадина (80-87% - при дозе вируса 1 LD50). Высокий защитный эффект комплексов Zn-Al свидетельствует о том, что образование комплекса Zn++ с А1 сильно потенцирует активность пептидов типа А1. Способ тестирования, использованный в данном случае, свидетельствует о том, что защитный эффект следует отнести, главным образом, за счет индукции интерферонов. Препарат проявлял максимальную активность при применении в профилактической схеме.Daily recorded weight and mortality of animals in the control and experimental groups. Based on the obtained mortality rates, the percentage of mortality in each group was calculated (the ratio of the number of animals killed in 15 days to the total number of infected animals in the group), and the protection index. The data obtained are presented in Fig. 5. An analysis of the results showed that the effect of the studied preparations A1 against the influenza A virus pathogenic for mice was comparable with the effectiveness of the protective effect of the reference drug Remantadin (80-87% at a dose of
На рис.7 показан протективный эффект исследуемых препаратов при смертельной гриппозной инфекции у мышей. На основании вышеизложенного можно утверждать, что разработанный пептид обладает всеми заявленными свойствами.Fig. 7 shows the protective effect of the studied drugs in case of fatal influenza infection in mice. Based on the foregoing, it can be argued that the developed peptide has all the claimed properties.
Комплексы пептидов, обогащенные гистидином, и, в первую очередь, пептидов семейства аллоферонов с ионом Zn++, позволят создать препараты с направленным механизмом действия и осуществлять их дизайн в соответствии с пониманием свойств и строения пептидов, а также природы лекарственной мишени.Complexes of peptides enriched with histidine, and, first of all, peptides of the alloferon family with Zn ++ ion, will allow the creation of drugs with a directed mechanism of action and their design in accordance with an understanding of the properties and structure of peptides, as well as the nature of the drug target.
Claims (3)
где X1 выбран из Gln, Ser, Asn, Val, Ala, Phe, Asp или отсутствует;
R1 и R2 - пептидные цепи, содержащие аминокислотные остатки His- или Cys-, способные взаимодействовать с ионами переходных металлов, при этом
R1 выбран из: His-Gly-Val-Ser-Gly-, Cys-Val-Val-Thr-Gly-, Cys-Gly-, His-Gly-Ser-Asp-Gly-, Gly-, His-Gly-Asp-Ser-Gly-, Val-Ser-Gly-, His-Gly- или отсутствует;
R2 выбран из: -Val-His-Gly, -Val-Phe-Val, -Val-His, -Val-Asp или отсутствует.1. Peptide complexes in which the peptide is organized into a three-dimensional structure, and characterized by the general structural formula:
where X 1 is selected from Gln, Ser, Asn, Val, Ala, Phe, Asp or absent;
R 1 and R 2 are peptide chains containing His- or Cys- amino acid residues capable of interacting with transition metal ions, while
R 1 is selected from: His-Gly-Val-Ser-Gly-, Cys-Val-Val-Thr-Gly-, Cys-Gly-, His-Gly-Ser-Asp-Gly-, Gly-, His-Gly- Asp-Ser-Gly-, Val-Ser-Gly-, His-Gly- or absent;
R 2 selected from: -Val-His-Gly, -Val-Phe-Val, -Val-His, -Val-Asp or absent.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106002/04A RU2470031C2 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Biologically active peptide complexes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106002/04A RU2470031C2 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Biologically active peptide complexes |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008147686/04A Previously-Filed-Application RU2008147686A (en) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | BIOLOGICALLY ACTIVE PEPTIDE COMPLEXES |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011106002A RU2011106002A (en) | 2012-08-27 |
RU2470031C2 true RU2470031C2 (en) | 2012-12-20 |
Family
ID=46937274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011106002/04A RU2470031C2 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Biologically active peptide complexes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470031C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575069C2 (en) * | 2013-09-10 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ликели" ( ООО "Ликели") | Biologically active peptides |
WO2018124933A1 (en) | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Герман Петрович БЕККЕР | Composition for preparing an anti-tumour agent and a method for preparing an anti-tumour agent on the basis of same |
RU2673807C2 (en) * | 2017-05-05 | 2018-11-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ВЕРТА" | Agent possessing biocidal action |
EA031772B1 (en) * | 2013-09-10 | 2019-02-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Юнит Мф" | Peptides inducing intensified interferon gamma and il-18 formation, and immunomodulatory, antiviral pharmaceutical composition |
EA035031B1 (en) * | 2013-09-10 | 2020-04-20 | Индивидуальный Предприниматель Беккер Герман Петрович | Biologically active derivative of alloferon-1 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172322C1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-08-20 | Энтофарм Ко., Лтд. | Allopherones as immunomodulating peptides |
-
2011
- 2011-02-18 RU RU2011106002/04A patent/RU2470031C2/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172322C1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-08-20 | Энтофарм Ко., Лтд. | Allopherones as immunomodulating peptides |
Non-Patent Citations (4)
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575069C2 (en) * | 2013-09-10 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ликели" ( ООО "Ликели") | Biologically active peptides |
EA031772B1 (en) * | 2013-09-10 | 2019-02-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Юнит Мф" | Peptides inducing intensified interferon gamma and il-18 formation, and immunomodulatory, antiviral pharmaceutical composition |
EA035031B1 (en) * | 2013-09-10 | 2020-04-20 | Индивидуальный Предприниматель Беккер Герман Петрович | Biologically active derivative of alloferon-1 |
WO2018124933A1 (en) | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Герман Петрович БЕККЕР | Composition for preparing an anti-tumour agent and a method for preparing an anti-tumour agent on the basis of same |
RU2667128C2 (en) * | 2016-12-29 | 2018-09-14 | Герман Петрович Беккер | Composition for preparation of anti-tumor medication and method for preparation of anti-tumor medication based on it |
US11166908B2 (en) | 2016-12-29 | 2021-11-09 | German Petrovich Bekker | Composition for preparing an anti-tumour agent and a method for preparing an anti-tumour agent on the basis of same |
RU2673807C2 (en) * | 2017-05-05 | 2018-11-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ВЕРТА" | Agent possessing biocidal action |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011106002A (en) | 2012-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10125170B2 (en) | Bioactive peptide complexes | |
RU2472805C2 (en) | Antibiotic peptides | |
ES2404052T3 (en) | Peptides that have pharmacological activity for the treatment of disorders associated with altered cell migration, such as cancer | |
RU2470031C2 (en) | Biologically active peptide complexes | |
CN108472329B (en) | Use of polypeptides to stimulate the immune system | |
CA2112907C (en) | Peptide which abrogates tnf and/or lps toxicity | |
CN116018349A (en) | Anti-infective bicyclic peptide ligands | |
KR102490489B1 (en) | Novel stapled peptides and uses thereof | |
US10597426B2 (en) | Polypeptide compound and preparation method and use thereof | |
US20180244724A1 (en) | Polypeptide compound and preparation method and use thereof | |
WO2018062217A1 (en) | Ebola virus vaccine | |
TW202122410A (en) | Agonist compounds of calcium-sensing receptor and uses thereof | |
EP3392263A1 (en) | Polypeptide compound, preparation method therefor and use thereof | |
CN101838307B (en) | K2 polypeptide synthesis product and application thereof | |
CN101838305A (en) | T2 peptide synthesis product and application thereof | |
AU2016261299B2 (en) | Influenza virus neutralizing peptidomimetic compounds | |
CN117120459A (en) | Antiinfective bicyclic peptide ligands | |
JP2018070571A (en) | Immunity inducing agent | |
KR20030077950A (en) | Physiologically active complex | |
EP4274841A1 (en) | Anti-infective bicyclic peptide ligands | |
EP4274840A1 (en) | Anti-infective bicyclic peptide ligands | |
BR112020009113A2 (en) | beta clip peptidomimetics | |
WO2024009108A1 (en) | Anti-infective bicyclic peptide ligands | |
KR20240111800A (en) | Peptide inhibitors of the interleukin-23 receptor |