生物活性环肽分析与其药学进展

发表时间:2020/11/4   来源:《健康世界》2020年第18期   作者:侯磊
[导读] 环肽为植物来源,在稳定上方面比较明显。环肽属于有氨基酸在
        侯磊
        松原市食品药品检验所  138000
        摘要:环肽为植物来源,在稳定上方面比较明显。环肽属于有氨基酸在肽键连接状态下形成的化合物,化合物为环状,在自然界当中普遍存在,将环肽与其它肽之间比较,由于其形成结构较为独特,可以利用较强稳定性,并将其替换结构的实际耐受性作为依据,运用在药物设计框架当中,本文主要分析生物活性环肽以及其药学实际进展。
        关键词:生物活性环肽;药学进展;结构独特

        就当前药物研究现状来讲,蛋白质的结构与蛋白质功能在分析上发生了巨大变化,很多疾病在治疗过程中,靶标为蛋白中蛋白的彼此作用。受蛋白质在作用时实际交界面较平的影响,小分子药物和其特异性实现紧密结合的实际难度比较大。同时受小小分子药物难以向体外排出的影响,其产生的频发代谢物会存在一定毒性,在长时间积累状态导致器官不良反应的出现。而蛋白质在毒性方面较低,其组成成分具有天然性特点。环肽受结构特殊的影响,对于化学、酶、热等的稳定性较强,并且肽属于治疗当中运用高度的受限肽。就环肽特征来讲,不仅具备环状骨架,且骨架处于头部与尾部,并且与二硫键合并,形成胱氨酸结。由于环肽具有的这两个特点,使其在药物的研究和药物发展方面发挥了重要价值[1]。
一、环肽的主要结构与优势
        环肽为植物体中含量大量的大环肽,大环肽为二硫肽,由28到37个氨基酸残基相关肽键的头部与尾部相互连接而成,环肽在结构上和传统的线状结构有所互通,胱氨酸肽的含量比较多,其在形态上为环状,其中的分子不仅在骨架上为首尾相连状态,还有六个较为半胱氨酸残基,与之相邻的半胱氨酸残基为两个,彼此之间以两两的形式形成了硫键,硫键为二对三的形式,环肽由于结构的保守性与特殊性,具有稳定性特点[2]。环肽由于其特点性明显,构象上比较稳定,因此在作用受体的代谢问题性与选择性方面,都比线性肽类方面的化合物强。同时环肽在将肿瘤细胞杀灭与抗菌方面的表现都有较大的天然性优势。在环肽全新合成方法逐渐出现的作用下,和新缩合剂运用于反应当中,环肽合成获得了较为迅速的发展,同时在药物当中也获得了较为广泛的应用。
二、环肽在药学当中的应用
(一)天然性环肽
        天然性环肽生物潜在的生物活性较多,在子宫收缩、溶血、对抗肿瘤活性、抗菌等多个方面发挥着十分重要的作用。
        首先,溶血活性。环肽溶血活性的发挥需在环状条件下的进行,在环肽出现线性化时,其溶血活性会逐渐小时,这在一定程度上说明环肽环状骨架的完整和溶血活性之间的联系较为紧密[3]。同时其溶血活性的体现和的氨基酸的实际序列组成联系性较强。Viola  odorata当中的两个环肽,可能在溶血活性上有所不同,两种环肽当中的存在氨基酸的差异,差异性为一个,但是环肽一属于丝氨酸,环肽二属于丙氨酸。在对环胚进行溶血活性方面的研究时,对于如何去掉溶血活性往往较为注重,这对环胚框架在制药模板上发挥的作用十分重要。
        其次,对艾滋病毒活性产生抵抗[4]。对于环肽进行潜在天然活性进行研究时,以对艾滋病毒活性产生抵抗研究最为广泛,就非洲树皮当中的大环肽来讲,两种大环肽能够感染宿主细胞不同的艾滋病毒,但是这两种大环肽对于靶细胞来讲存在细胞毒性。但是就当前临床研究现状来讲,环肽尚未运用于与艾滋病相关的药物当中,其主要原因在于环肽治疗实际指数不高。


(二)点变突环肽
        天然性环肽往往具有上述生物学功能,功能较多,但是部分环肽由于存在溶血活性,以致于其运用于医学领域当中使用条件与发展条件比较有限。但是就环肽结构来讲,在不对结构稳定性与生物活性有所影响或者不使其做出改变的情况下,能够使环肽在的溶血活性方面限制[5]。因此需对个体氨基酸实施深入探索,探索内容主要为对肽结构完整性以及生物活性的影响,强化环肽在制药与蛋白工程上的应用,将KBI环肽作为例,环肽在溶血活性以及杀虫活性,运用丙氨酸在扫描期间出现突变的特点,利用丙氨酸将的环肽结构当中所有的非半胱氨酸残基进行替代,进而针对环肽结构在自身活性方面产生的影响进行深入研究[6]。环肽结构在进行自我作用时,主要有三个亚区,第一个是将Clu-7作为中心,同时与相邻残基之间构成亲水面,临近残基在生物活性方面发挥着十分重要的作用。残基在环上往往具有一定差异性,但是三维结构上能够实现丛集,在此情况下形成生物活性面,即为亲水面。KBI环肽当中的生物活性主要是由亲水残基区决定。第二个为在表面暴露的疏水残基区,表面疏水区与膜结合联系紧密,疏水区域和生物活性处于分析当中的同一侧。第三个可对活性提高区活性进行修正,进而将区侧当中处于疏水区域和生物活性面相互相面一侧。
        KBI杀虫活性、溶血活性区域和亲水区域、疏水区域的实际完整程度联系紧密,就亲水区域来讲,作用主要体现在与膜磷脂进行结合,疏水区属于在地膜中插入的疏水核。在亲水区发生突变但是疏水区不发生改变的情况下,环胚实际溶血活性以及杀虫活性作用的发挥会受到较大影响,出现骤减问题。在亲水区域不发生突变的情况下,需将亲水程度较高的赖氨酸引入到疏水区当中,在此情况下,会与前者相同出现的溶血性以及杀虫性骤减的问题,其出现这一问题的主要原因在于亲水残基发生了阻挡问题,和膜疏水的作用使生物活性出现损失问题。亲水区域在不出现突变的情况下,仅仅在疏水区域进行不同疏水氨基酸的引入,将不会造成环胚在杀虫活性发面出现骤减问题。这主要是丙氨酸为疏水氨基酸,能够发挥对疏水区域当中氨基酸的取代作用,不会影响和膜骤减的结合,因此不会影响环肽当中的杀虫活性,单纯对环肽当中的溶血活性产生影响。环肽实际溶血活性和疏水区域的大小以及疏水性之间联系紧密。疏水区如果越大,其在疏水性方面就会越明显,体现出的溶血性也会比较强。运用氨基酸实施疏水区域的突变破坏的情况下,环肽会将溶血活性逐渐失去。
        疏水区实现突变能不仅能够使环肽实际杀虫活性得到保证,也能使其溶血活性降低。杀虫活性从某种程度上讲与抗肿瘤活性在机制上存在一致性,因此抗癌作用比较明显。制药过程中对氨基酸突变进行使用能够使溶血活性下降,使其降到最低状态,进而避免肿瘤活性受到影响,进而使抗癌方面的环肽药物潜力能够被充分挖掘。
结束语:
        总之,环肽当前得到了广泛运用与研究,并且研究逐渐向着深入方向发展,在药物支架方面的潜力比较大。尽管环肽运用于制药当中潜力比较大,但是由于其活性具有多样性,并受毒性因素的影响,尚没有环肽运用于临床当中,此项研究处于初级阶段,但是其在不断发展中,势必能获得较大进步,在药学研究上有所突破。
参考文献:
[1]段慧明.生物活性环肽及其药学研究进展[J].中国现代应用药学,2019,36(5):633-638.
[2]樊红秀,刘鸿铖,董欣, 等.玉米环二肽(组氨酸-脯氨酸)的分离纯化、结构鉴定及其生物活性[J].食品科学,2016,37(21):53-60.
[3]吴莹莹,高利慧,康前进, 等.大型真菌来源含氮杂环化合物的结构及生物活性研究进展[J].食用菌学报,2020,27(2):120-138.
[4]龙登凯,周涛.植物石竹型环肽的研究进展[J].贵阳中医学院学报,2016,38(5):86-89.
[5]戈家傲,刘畅,龚建刚, 等.抗菌环肽的研究进展[J].中国生物工程杂志,2018,38(11):76-83.
[6]杨瑾,马琪森,钟颖, 等.环六肽Thermoactinoamide A的固相合成及其抗菌活性[J].应用化学,2019,36(6):677-682.
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