L-/D-酪氨酸取代N端苯丙氨酸的新型FELL类似物合成及其镇痛与抗炎活性研究

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Current Research in Biotechnology 4

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  推荐:本研究针对疼痛与炎症共病的治疗难题,通过固相合成技术设计FELL四肽的N端L-/D-Tyr取代类似物(BB9/BB10/BB15/BB16),发现L-Tyr-CONH2型化合物BB9的镇痛效果优于母体分子(PP阈值提升30%),且通过纳洛酮/AM251拮抗实验证实其作用涉及μ-OR和CB1r双通路,为开发非NSAIDs类双功能药物提供新思路。

  

疼痛与炎症是困扰全球数亿人口的重大健康问题,现有非甾体抗炎药(NSAIDs)长期使用易导致消化道出血等副作用。针对这一临床困境,保加利亚化学技术与冶金大学的Boryana Borisova团队在《Current Research in Biotechnology》发表研究,通过结构优化开发新型镇痛抗炎肽。

研究灵感来源于两个关键发现:一是源自CABS1蛋白的FELL四肽(Phe-Glu-Leu-Leu)具有显著抗炎特性,能减少肺部51%的中性粒细胞浸润;二是内源性脑啡肽(如Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu)通过Tyr芳香羟基与阿片受体(μ-OR/δ-OR)结合发挥镇痛作用。基于"消息-地址"(message-address)假说,团队用L/D-酪氨酸取代FELL的N端苯丙氨酸,并设计C端羧基/酰胺变体,旨在开发兼具双重活性的稳定肽类药物。

研究采用固相肽合成(SPPS)制备4种新型类似物,通过足压阈值(PPT)和角叉菜胶诱导爪水肿实验评估活性,结合纳洛酮(μ-OR拮抗剂)和AM251(CB1r反向激动剂)解析作用机制。水解稳定性实验模拟胃肠环境(pH2/7.4/9),采用含胃蛋白酶/胰酶的缓冲体系。

2.1 合成与表征

通过Fmoc/t-Bu策略合成L/D-Tyr-Glu-Leu-Leu-OH/NH2系列化合物,HPLC纯度>94%。其中L-Tyr-CONH2型BB9收率最高(89%),D-Tyr-COOH型BB16比旋光度达-30°·dm-1·cm3·g-1,显示立体构型显著影响物化性质。

2.2 镇痛活性

PPT实验显示L-Tyr类似物呈U型量效曲线:BB9在10分钟时镇痛效果超越对照药美洛昔康(+++p<0.001),40分钟再现峰值。D-Tyr型BB16则呈现渐进式增强,50分钟达等效。纳洛酮预处理使BB9镇痛消失时间提前至10分钟,而BB16延迟至30分钟,提示L型更依赖μ-OR早期激活。

2.3 抗炎活性

母体分子BB11在3小时抑制43.5%爪水肿(p=0.047),但修饰后活性降低。L-Tyr型BB15仅维持65.5%基础活性,D-Tyr型BB10反而在4小时加重炎症20%,显示Tyr取代可能破坏原有抗炎构效关系。

2.4 水解稳定性

所有化合物在模拟胃肠环境中24小时保持完整,胰酶(pH7.4)和胃蛋白酶(pH2)均未引显著降解,证实结构修饰未牺牲代谢稳定性。

讨论部分指出三个关键突破:1)L-Tyr芳香羟基通过类似脑啡肽的YGGF模体增强μ-OR结合,BB9的CONH2修饰进一步延长作用时间;2)双相镇痛曲线提示存在OR/CB1r协同机制,AM251拮抗使BB15早期出现痛觉过敏,证实内源性大麻素系统参与;3)D型异构体虽提高稳定性,但抗炎活性损失提示立体选择性在双功能设计中的复杂性。

该研究为多靶点肽类药物的开发提供重要范式:通过N端Tyr实现"消息"功能靶向OR,C端酰胺化调节药代动力学,而中间Glu-Leu-Leu序列可能作为"地址"域影响组织分布。未来可结合CADD(计算机辅助药物设计)优化疏水性,或通过Pro-Leu-Gly-NH2(MIF-1)等模块进行嵌合设计,有望突破现有NSAIDs的治疗瓶颈。

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