Amylin, Human, Amide;KCNTATCATQRLANFLVHSSNNFGAILSSTNVGSNTY-NH2
人胰淀素酰胺含核心疏水聚集域(NFGAILS),该区域是驱动肽段形成 β- 折叠结构、组装为淀粉样纤维的关键单元;生理状态下,胰淀素与胰岛素以 1:10 的比例共分泌,胰岛素可通过分子间相互作用抑制胰淀素聚集;病理状态下,胰岛素分泌不足或胰淀素过表达打破平衡,胰淀素通过疏水核心的 π-π 堆积与分子间氢键形成纤维聚集体,损伤胰岛 β 细胞。该肽段可复现 2 型糖尿病中胰淀素的病理聚集过程,是相关研
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一、基础信息
- 英文名称:Amylin, Human, Amide;Islet Amyloid Polypeptide (IAPP), Human, Amide
- 中文名称:人胰淀素酰胺;人胰岛淀粉样多肽酰胺
- 氨基酸序列:赖氨酸 - 半胱氨酸 - 天冬酰胺 - 苏氨酸 - 丙氨酸 - 苏氨酸 - 半胱氨酸 - 丙氨酸 - 苏氨酸 - 谷氨酰胺 - 精氨酸 - 亮氨酸 - 丙氨酸 - 天冬酰胺 - 苯丙氨酸 - 亮氨酸 - 缬氨酸 - 组氨酸 - 丝氨酸 - 丝氨酸 - 天冬酰胺 - 天冬酰胺 - 苯丙氨酸 - 甘氨酸 - 丙氨酸 - 异亮氨酸 - 亮氨酸 - 丝氨酸 - 丝氨酸 - 苏氨酸 - 天冬酰胺 - 缬氨酸 - 甘氨酸 - 丝氨酸 - 天冬酰胺 - 苏氨酸 - 酪氨酸 - 酰胺
- 单字母序列:KCNTATCATQRLANFLVHSSNNFGAILSSTNVGSNTY-NH₂(C2 与 C7 形成分子内二硫键)
- 三字母序列:H-Lys-Cys-Asn-Thr-Ala-Thr-Cys-Ala-Thr-Gln-Arg-Leu-Ala-Asn-Phe-Leu-Val-His-Ser-Ser-Asn-Asn-Phe-Gly-Ala-Ile-Leu-Ser-Ser-Thr-Asn-Val-Gly-Ser-Asn-Thr-Tyr-NH₂(二硫键:Cys2-Cys7)
- 分子量:3903.28 Da
- 分子式:C165H261N51O55S2
- 等电点:该肽段含赖氨酸、精氨酸、组氨酸等碱性氨基酸(4 个),及天冬酰胺、谷氨酰胺等中性氨基酸,无酸性氨基酸,经解离常数计算,理论等电点约为8.9-9.3(碱性多肽,实测值受溶液离子强度、pH 影响,偏差通常≤0.3)。
二、应用领域与应用原理
1. 主要应用领域
- 2 型糖尿病病理机制研究:用于探究胰淀素异常聚集的分子动力学、纤维形成过程及其对胰岛 β 细胞功能的损伤机制,解析胰岛淀粉样变性的核心病理环节。
- 抗糖尿病药物研发:作为靶标分子,用于筛选能抑制胰淀素聚集、解离淀粉样纤维或保护胰岛 β 细胞的候选药物(小分子、肽类、抗体等)。
- 糖尿病并发症研究:用于研究胰淀素聚集体在糖尿病肾病、视网膜病变、神经病变中的作用,明确其与并发症发生发展的关联。
- 胰岛功能评价模型构建:通过体外胰淀素聚集模型,评估药物或干预措施对胰岛 β 细胞存活及功能的保护效果。
2. 应用原理
人胰淀素酰胺含核心疏水聚集域(NFGAILS),该区域是驱动肽段形成 β- 折叠结构、组装为淀粉样纤维的关键单元;生理状态下,胰淀素与胰岛素以 1:10 的比例共分泌,胰岛素可通过分子间相互作用抑制胰淀素聚集;病理状态下,胰岛素分泌不足或胰淀素过表达打破平衡,胰淀素通过疏水核心的 π-π 堆积与分子间氢键形成纤维聚集体,损伤胰岛 β 细胞。该肽段可复现 2 型糖尿病中胰淀素的病理聚集过程,是相关研究与药物研发的核心模型分子。
三、药物研发与作用机理
1. 药物研发方向
- 胰淀素聚集抑制剂:设计靶向核心疏水域(NFGAILS)的小分子或肽类化合物,阻断 β- 折叠结构形成,抑制纤维聚集(如基于胰淀素片段的反向肽、小分子芳香族化合物)。
- 胰淀素纤维解离剂:研发能破坏已形成的胰淀素纤维结构、促进其降解的化合物,恢复胰岛 β 细胞生存微环境。
- 胰淀素受体调节剂:靶向胰淀素受体(降钙素受体样受体 / 受体活性修饰蛋白复合物),调控其生理功能(如抑制食欲、延缓胃排空),同时阻断病理聚集体的受体介导毒性。
- 胰岛 β 细胞保护剂:筛选能抵抗胰淀素聚集体诱导的氧化应激、凋亡的药物,保护胰岛功能。
2. 核心作用机理
- 生理作用机理:胰淀素通过与中枢及外周受体结合,抑制餐后胰高血糖素分泌、延缓胃排空、减少食物摄入,与胰岛素协同维持血糖稳态;同时调节骨代谢、心血管功能等生理过程。
- 病理作用机理:异常聚集形成的胰淀素纤维可直接破坏胰岛 β 细胞膜完整性,导致细胞内钙稳态失衡、线粒体功能障碍,激活 caspase 凋亡通路;纤维沉积引发局部炎症反应,激活巨噬细胞释放促炎因子,进一步损伤胰岛组织;胰淀素聚集体还可通过血液循环沉积于肾脏、视网膜等组织,参与糖尿病并发症的发生。
- 药物作用机理:聚集抑制剂通过结合疏水核心域,干扰分子间 π-π 堆积与氢键形成,阻止纤维组装;纤维解离剂通过插入纤维缝隙,破坏 β- 折叠结构的稳定性,促进纤维解聚;受体调节剂通过特异性结合胰淀素受体,选择性激活其生理信号通路,阻断病理聚集体的毒性信号传导。
四、研究进展
- 聚集机制研究:通过冷冻电镜解析人胰淀素酰胺纤维的原子结构,发现其采用双股交叉 β- 折叠构象,核心疏水域(NFGAILS)形成稳定的疏水核心,分子内二硫键则维持肽段的初始构象;突变疏水域中的苯丙氨酸残基可完全抑制纤维形成,证实该区域是聚集的核心位点。
- 聚集抑制剂研发:基于核心疏水域结构,设计出肽类抑制剂(如 pramlintide,胰淀素类似物),其通过竞争性结合胰淀素单体,阻断纤维聚集;pramlintide 已获批用于 2 型糖尿病的辅助治疗,可延缓胃排空、降低餐后血糖波动。
- 受体调控研究:明确胰淀素的功能受体为降钙素受体样受体(CLR)与受体活性修饰蛋白(RAMP1/2/3)的复合物,开发出特异性 CLR/RAMP2 拮抗剂,可阻断胰淀素聚集体的受体介导毒性,保护胰岛 β 细胞功能。
- 并发症关联研究:发现胰淀素聚集体可沉积于糖尿病患者的肾小球系膜区,诱导系膜细胞增殖与细胞外基质沉积,参与糖尿病肾病的病理进程;靶向胰淀素聚集的药物可显著减轻肾病模型小鼠的肾损伤,为并发症治疗提供新方向。
五、相关案例分析
- pramlintide 临床应用案例:pramlintide 是人工合成的胰淀素类似物,通过修饰核心疏水域减少自身聚集,同时竞争性抑制天然胰淀素的聚集。Ⅲ 期临床试验显示,pramlintide 联合胰岛素治疗 2 型糖尿病患者,可使糖化血红蛋白(HbA1c)降低 0.6%-0.8%,餐后血糖峰值下降 30%,且未观察到明显的胰岛淀粉样沉积加重。
- 小分子聚集抑制剂筛选案例:某研究团队以胰淀素核心疏水域为靶点,筛选出一种姜黄素衍生物(Cur-IAPP),体外实验显示,10 μM 的 Cur-IAPP 可使胰淀素纤维形成率下降 80%,并能解离已形成的纤维;在 2 型糖尿病大鼠模型中,腹腔注射 Cur-IAPP 可使胰岛胰淀素沉积减少 45%,胰岛 β 细胞存活率提升 50%,血糖水平显著改善。
- 受体调节剂应用案例:CLR/RAMP2 拮抗剂(CGRP8-37)在糖尿病小鼠模型中,可阻断胰淀素聚集体诱导的 β 细胞凋亡信号,使 β 细胞数量恢复至正常水平的 70%,胰岛素分泌功能显著改善;同时,该拮抗剂可减轻小鼠视网膜微血管损伤,延缓糖尿病视网膜病变的进展。
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