类弹性蛋白多肽及其应用研究进展

16生物技术世界    BIOTECHWORLD
abs141.avi类弹性蛋白多肽(elastin-like polypeptides, ELPs)是一类由多个Val-Pro-Gly-Xaa-Gly(VPGXG)五肽重复单元串联组成的人工多聚物,VPGXG来源于哺乳动物弹性蛋白原的疏水区域,式中的Xaa通常是Val,Ala,Ile等氨基酸(Pro除外)。ELPs具有相转变特性,即到达一定温度时,能发生从溶液态到凝聚态的可逆转变,这个特性使其在生物、医药、环境等领域有较广阔的应用前景。本文将从ELPs的相转变机制、命名与分类及其应用等方面的最新研究进展作一综述。
1 ELPs 的相转变机制
ELPs属于三类热敏感性多肽中的一类,具有随着环境温度发生性状改变的特性,称之为可逆的相变过程(inverse transition),即在较低标准溶液温度下为溶液态,当温度上升到达其相变温度(phase transition temperature, Tt)时,转变为凝聚态;随着温度降低,则又能恢复溶液态。可以从构象变化方面来阐明其相转变机制:当环境温度低于Tt时,自由伸展的多肽链充分的水化,呈无序状态,当温度高于Tt时,无序的多肽链形成相对有序的β-螺旋结构,分子间通过形成β-片层结构进一步交联和聚集。将ELPs与其他蛋白融合表达时,仍能保留相转变特性。影响Tt的参数有ELPs的浓度,溶液的离子强度、ELPs多肽的
分子量及Xaa的极性。前三个参数与Tt值呈反比例关系,而Xaa的极性与相变温度直接相关,当Xaa为疏水性基团时,相变温度降低;反之,则升高。可根据Xaa的极性不同设计具有不同Tt的ELP s
[1-3]
婴儿电动摇篮床2 ELPs 的命名与分类
目前,存在多种由不同重复单元序列组成的类弹性蛋白多肽的变异形式,如K G G V G ,V G G V G ,G V G V P ,L G A G G A G 和LGAGGAGVL等形式。其中,VPGXG五肽是其最为常见的形式。根据VPGXG第四位氨基酸Xaa的种类和数量不同对ELPs进行命名和分类。迄今为止公认的公式是[XiYjZk-n],其中,n代表该多肽中含有的VPGXG五肽数目,X,Y,Z分别表示不同的Xaa,其比例为i:j:k [4,5]。如ELP[KV8F-20],该多肽包含20个VPGXG五肽重复单元,其中第四位氨基酸残基组成为K、V、F,比例为1:8:1。
3 ELPs 的应用snis-110
3.1 ELPs 应用于给药系统
理想的药物载体应该尽可能提高药物到达患处的比率,同时减少药物被正常组织吸收所造成的毒性。基于ELPs的载药系统具有两个突出优势:其一,ELPs的分子量和组成精确可控,以此可调节药物的扩散率和细胞吸收率;其二,ELPs微粒结构是由亲水部分和疏水部分组成的两亲性嵌段共聚物,可自组装成亲水外壳和疏水核心,包裹并运载溶解度和稳定性差的药物。
ELPs作为药物载体,主要运载三类药物:(1)小分子药物。紫杉醇是近年来较热的抗肿瘤药物,因其溶解度低,药用时配方中常含有聚氧乙烯蓖麻油(cremophor EL)和乙醇促溶,这两种成分往往导致副作用。将ELP与紫杉醇共价结合后大大增加其溶解度,在一定程度上解决了水溶性差的问题。(2)多肽或蛋白质药物。多肽类药物一般用于调节体内重要的蛋白质与蛋白质间的相互作用。这类药物往往不能通过生物膜,入膜后胞内肽酶的存在,降低了这些药物的稳定性,限制其应用。一些抑制细胞周期的多肽类如KLAK多肽(氨基酸序列为KLAKLAKKLAKLAK),通过干扰线粒体来诱导细胞凋亡。利用基因工程手段将KLAK序列连接到ELP的C-末端,同时在N-端连接细胞渗透性多肽序列SynB1以增加其细胞膜的透过率,形成的融合多肽对于雌激素受体呈阴性和阳性的人乳腺癌细胞系均有毒性作用。(3)质粒和腺病毒载体。ELPs部分序列与二亚乙基三胺修饰的多聚Ala形成重组共聚物p[Asp(DET)]53ELP(1-90),该共聚物保留ELPs相转变特性,用其转移pGL2质粒,细胞毒性减小,转染率大大提高[6]。
3.2 组织工程
ELPs的氨基酸序列和分子量精确可控;可由质粒负载,异源高效表达;具可逆相转变特性,方便纯化;具自组装性;具有较好的生物相容性、生物可降解性和无免疫原性。这些优势使其广泛应用于软骨,椎间盘组织修复、血管移植、眼、肝组织再生和细胞层工程,以血管移植为例简要说明[7]。
ELPs本身的细胞粘附性较差,可通过ELP整合一些细胞结合结构域,如细胞识别肽序列和人造细胞外基质结合结构域,形成一种具有内皮细胞结合和相转变特性双重特点的一种新材料,将这种新材注入体内需修复的部位,可形成一种水凝胶,提供类似机体细胞支架的三维结构,用作融合内皮层的支撑,与周围组织紧密衔接与融合,避免内膜增生和血栓形成。
3.3 蛋白质纯化
类弹性蛋白多肽及其应用研究进展
李景生1  徐军1*  刘陶莹2  王玉3
(1.吉林省中医药科学院中医药基础研究所  吉林长春  130012;2.吉林省聋儿康复中心  吉林长春  130012;
3.吉林省地质科学研究所  吉林长春  130012)
摘要:类弹性蛋白多肽是一类由VPGXG五肽重复序列串连而成的人工多聚物。其具有在一定温度范围内发生可逆相转变特性,同时具有较好的生物相容性和生物可降解性,使其广泛应用于生物、医学、环境等方面。本文概述类弹性蛋白多肽的相转变特性及其机理,命名分类,并重点阐述其在药物载体、组织工程、免疫测定、影像学等方面的应用。
烟雾处理
关键词:类弹性蛋白多肽  相转变  应用中图分类号:Q819文献标识码:A 文章编号:1674-2060(2015)06-0016-02多肽修饰>编织袋缝底机
作者简介:李景生(1960—),男,副研究员,主要从事中医药学方向研究。*通讯作者:徐军

本文发布于:2024-09-22 22:22:13,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/3/340698.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:药物   细胞   转变   特性   温度
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议