多肽在植物体内的作用?

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多肽(Peptide)是蛋白质的片段,由氨基酸通过酰胺键连接而成的小分子有机物。由于氨基酸的数量、组合方式的多变性,以及终止密码子的存在,使多肽具有了化学结构的多样性且不会像蛋白质那样完全不可逆。目前从天然蛋白中直接分离得到的多肽一般只有几十或几百个氨基酸残基组成,相对分子量较小,易被人体吸收利用,且能穿透细胞膜进入细胞发挥作用。相较于蛋白质,多肽可看作是经过酶促反应修饰过的蛋白前体物质。因此也可以认为多肽是一种药物分子。

目前,全球多肽类药物市场正处于快速发展阶段并有望继续保持增长势头。据New York Times报道,2015年,美国FDA批准的新药共39款,其中多肽类新药即有4款,占比约为10.26%;另据Frost & Sullivan报告,2017年全球多肽类药物市场规模已达348亿美元,预计至2025年将达538亿美元,年均复合增长率(CAGR)为5.9%。

在我国,多肽类药物的研发起步较晚,但近年来发展迅速,已有包括重组人白介素-2(IL-2)、重组人尿激酶原(Pro-UK)等十余种品种获批上市,另有重组抗CD25单克隆抗体注射液、重组人促红细胞生成素(rhEPO)等几个品种提交NDA或PMDA申请并在审评审批过程中。根据国家药品监督管理局药品审评中心数据,截至2020年1月,共有132个多肽类药物制剂申请并获得临床试验登记,约占所有化药制剂申请的10%,位列小分子化合物药物与生物制品之间。

作为基因翻译的直接产物,多肽可以看作是更高级的形式的生物活性物质,几乎不存在免疫原性,故应用较为广泛。 基于此,本文对多肽药物的分类及其在植物提取领域的应用进行简单介绍。

根据化学结构的不同,多肽可大致分为氨基酸多肽和脂肪酸多肽两大类。由于合成原料的差异,各类多肽又有其具体的命名规则。 以赖氨酸和苯丙氨酸为例,若以L-赖氨酸为原料经化学合成得到的多肽称作amino acid peptides,简写为AAPs;若以D-苯丙氨酸为原料经化学合成得到的多肽则称为dipeptide acids,简写为DPA。

除了人工合成的多肽药物外,从天然产物中萃取得到的活性多肽同样具有重要的药用价值。由于氨基酸是构成蛋白质的基本单位,所以只要从天然产物中先分离到氨基酸,通常就可以间接得到该氨基酸序列的全序列多肽。

目前从天然植物中提取获得的多肽主要采用溶剂萃取法、柱色谱法和膜滤器法,也有部分企业采用微生物发酵的方法制备多肽。 随着技术的发展和应用领域的扩张,今后还有可能从动植物体内直接“捕捉”特定多肽。通过DNA重组技术直接将所需多肽“写入”微生物,进而大量培养获取高浓度产物也是有可能实现的。

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