BPP-BrachyNH2通过结合精氨琥珀酸合酶（AsS）促进L-瓜氨酸循环改善大鼠肠系膜动脉血管舒张功能的机制研究

本研究针对血管功能障碍中一氧化氮（NO）代谢失衡问题，通过分子动力学模拟和功能实验揭示了蛙皮肤源多肽BPP-BrachyNH2通过结合精氨琥珀酸合酶（AsS）促进L-瓜氨酸循环，显著增强L-精氨酸生物利用度，从而在LPS诱导的血管炎症模型中恢复内皮依赖性血管舒张。该发现为富含脯氨酸寡肽（PROs）治疗血管疾病提供了新靶点。

　　

在心血管疾病领域，内皮功能障碍导致的血管张力异常是高血压、动脉粥样硬化等疾病的共同病理基础。其中，一氧化氮（NO）作为关键血管舒张因子，其合成依赖于L-精氨酸的供应。然而，在炎症状态下，内毒素脂多糖（LPS）会诱导诱导型一氧化氮合酶（iNOS）过度激活，导致L-精氨酸耗竭和L-瓜氨酸蓄积，破坏精氨琥珀酸合酶（AsS）介导的"瓜氨酸-NO循环"。这一代谢紊乱使得传统血管舒张疗法效果受限，亟需开发新型调控手段。

来自丹麦奥胡斯大学、葡萄牙波尔图大学等机构的研究团队将目光投向自然界——一种从短头蟾（Brachycephalus ephippium）皮肤分泌物中分离的富含脯氨酸寡肽BPP-BrachyNH₂（序列：Trp-Pro-Pro-Pro-Lys-Val-Ser-Pro）。前期研究发现该肽具有类似卡托普利的血管舒张作用，但其作用机制是否涉及NO代谢调控尚不明确。研究人员通过整合离体血管功能实验、免疫组化和分子模拟技术，首次揭示BPP-BrachyNH₂通过特异性结合AsS促进L-瓜氨酸回收的分子机制，相关成果发表在《European Journal of Pharmacology》。

关键技术方法包括：1）采用LPS诱导的大鼠肠系膜动脉炎症模型；2）微血管张力测定技术评估血管舒张反应；3）分子对接与30 ns分子动力学模拟分析AsS与配体相互作用；4）MM-PBSA计算结合自由能；5）圆二色谱和核磁共振解析肽构象。

研究结果：

1. LPS诱导iNOS表达与AsS分布特征
   免疫组化显示LPS处理组动脉外膜出现iNOS表达，而AsS主要分布于内皮层。这为建立炎症状态下NO代谢研究模型奠定基础。

2. BPP-BrachyNH₂的血管舒张效应具有炎症依赖性
   仅在LPS预处理组观察到BPP-BrachyNH₂（10^-9-10^-5 M）浓度依赖性舒张（E_max=22.7%），且该效应被非选择性NOS抑制剂L-NNA完全阻断，提示其作用依赖NO通路。

3. 多通路参与机制验证
   特异性抑制剂实验表明，iNOS抑制剂1400W使舒张效应降低50%，可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）抑制剂ODQ抑制70%，AsS抑制剂MDLA抑制48%，证实该肽通过iNOS/eNOS-AsS-sGC轴发挥作用。

4. 分子相互作用特征
   分子动力学显示：①BPP-BrachyNH₂与AsS结合能（-150.985 kJ/mol）优于天然底物L-瓜氨酸（2.411 kJ/mol）；②双配体体系中，肽结合增强而L-瓜氨酸与活性位点（Asn123）相互作用减少58%，提示其可能通过变构调节促进底物周转。

讨论与意义：
该研究首次阐明两栖动物源肽通过"劫持"AsS促进L-瓜氨酸循环的新机制。在病理状态下，BPP-BrachyNH₂通过以下途径重建NO稳态：1）直接增强AsS活性，加速L-精氨酸再生；2）减轻iNOS过度激活导致的"精氨酸窃取"效应。其分子优势体现在：①富含脯氨酸的结构赋予细胞穿透能力（CPP特性）；②与AsS的13个疏水相互作用位点确保结合稳定性。

该发现为开发靶向NO代谢的下一代血管药物提供新思路：1）针对炎症性血管疾病的精准治疗；2）克服传统NO供体耐受性问题。后续研究可探索该肽在动脉粥样硬化、糖尿病血管病变等慢性炎症模型中的长效效应，并优化其药代动力学特性以推动临床转化。