肽的科学 李惟

第二讲：脑垂体肽与新药增长点

一、脑垂体后叶肽 发现历史 1895年 萃取物升压作用 1928年 分离出 加压素～升血压 催产素～促子宫收缩作用 1895年 萃取物升压作用 1928年 分离出 加压素～升血压 催产素～促子宫收缩作用 1949年 Vigneaud 精制了上述两种肽 1953年 Vigneaud 测定了结构 1954年 Vigneaud 合成了上述两种肽 1955年 Vigneaud 霍普金斯大学诺贝尔化学奖 1982年 垂体后叶基因结构

一、脑垂体后叶肽 图2-1 脑垂体结构图

一、脑垂体后叶肽 1、催产素系列肽（oxytocin） 表2-1 催产素系列肽结构 位置④ 位置⑧ 子宫收缩 （大鼠） 降压（鸡） 催乳（兔） 催产素 Gln Leu 450 中催产素 Ile 289 498 328 鱼神绿叶素 Ser 150 320 300 谷催产素 7.8 53 天冬催产素 Asn 120 202 缬催产素 Val 200 280 310 生物活性测定：子宫收缩-大鼠或豚鼠子宫切片 血压-鸡末端血管弛缓 催乳-兔末端血管弛缓

一、脑垂体后叶肽 1、催产素系列肽 临床作用： 有机天然制剂和肽合成 诱导分娩 治疗慢性出血 副作用：连续使用可能发生水潴留

一、脑垂体后叶肽 2、加压素系列激素 表2-2 加压素系列肽结构 位置③ 位置⑧ 子宫收缩（大鼠） 降压 （鸡） 催乳 （兔） 降压 （鸡） 催乳 （兔） 血压 （大鼠） 抗利尿 （大鼠） 精加压素 Phe Arg 16 57 64 380 429 赖加压素 Lys 5 46 60 270 250 异亮精 加压素 Ile 100 285 210 245

一、脑垂体后叶肽 2、加压素系列激素 作用： 临床： 促进肾脏细尿管对水的再吸收，抗利尿作用 DDAVP（1-脱氨-8-D精加压素）尿崩症 诊断库氏综合症（Cushing’s Syndrome ）

一、脑垂体后叶肽 3、催产素与加压素行为效应的研究 破解爱情的秘密 2003.5.21美国“发现”月刊～化学物质 依据：美国西部大草原田鼠一夫一妻制 大脑生化不能简化为2个分子（催产素与阿片肽协同） 催产素与自闭症 催产素与情绪激发 口腔喷入～促进社会积极性 增加诚信：178名男生投资实验 45%～21% 加压素与记忆功能：DDAVP 退行性健忘症

一、脑垂体后叶肽 4、催产素、加压素结构与功能 N-六肽20元环～活性部分 ⑧leu、Arg or Lys体现催产和加压特征 ③ Phe及Ile 有助于活性 催产素 加压素

二、垂体中前叶肽 1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC 名词 ACTH：促肾上腺皮质激素 β-LPH：脂肪酸释放激素（Lipotropic hormone） POMC：阿片样肽促黑素促皮质激素原(pro-opiomelanocertin) ACTH结构（人） H-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-Gly-Lys-Lys-Arg-Arg-Pro-Val-Lys-Val-Tyr-Pro-Asp-Gly-Ala-Glu-Asp-Gln-Ser-Ala-Glu-Ala-Phe-Pro-Leu-Glu-Phe-OH 1 30 39

1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC 二、垂体中前叶肽 活性： 使肾上腺皮质重量增加，促进从胆固醇向孕烯醇酮转化。从而产生氢化皮质酮和皮质甾酮。 对黑色素细胞刺激作用 促进脂肪酸释放 兴奋作用 国际单位：1950年的纯品1mg在体内产生的甾体激素为1个IU（现在的合成品接近100IU） 1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC

1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC 二、垂体中前叶肽 结构与活性的关系 稀酸处理ACTH切下29-39片段，活性100% 1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC 活性片段概念 N-端1-13具有激素活性 N-端6-10（H-His-Phe-Arg-Trp-Gly）具有微小活性 最小活性片段概念 His（6），Trp（9）不可缺 Lys-Lys-Arg-Arg 具有受体结合活性 C-端增加稳定性

1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC 二、垂体中前叶肽 检测： 体外法：肾上腺细胞系法 体内法：大白鼠肾上腺增重法 RIA法（1-2pg） 分泌： 各种应用（精神上，外伤，胰岛素性低血糖） CRF（上级激素）促肾上腺释放因子 1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC

1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC 二、垂体中前叶肽 临床 ACTH，ACTH（1～24），ACTH（1～18） 阿迪森氏病诊断 库欣综合症诊断（Cushing） 1、ACTH/β-LPH 及其前体：POMC 图2-2 ACTH 的三维结构图

数据引自 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/223178 二、垂体中前叶肽 活性：促进脂肪分解 结构：β-LPH～MSH，γ-LPH， β-内啡肽前体 ELAGERPEPARGPEAQAELAAARAELEYGLVAEAEAAEKKDEGPYKMEHFRWGSPPKDKRYGGFMTSEKSQTPLVTLFKNAIIKNAHKKGQ 2、脂肪酸释放激素（LPH） 1 41 58 10 20 30 50 60 70 80 91 40 61 65 76 77 γ-LPH β-内啡肽 β-MSH γ-内啡肽 α-内啡肽 Met-脑啡肽 图2-3. LPH的一级结构及前体图 数据引自 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/223178

3、新药开发增长点-促黑细胞激素（MSH） 二、垂体中前叶肽 α-MSH 碱性 β-MSH 酸性 γ-MSH 糖肽（并非存在所有动物中） 结构： α-MSH （哺乳动物） Ac-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-NH2 β-MSH（猪） H-Asp-Glu-Gly-Pro-Tyr-Lys-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Ser-Pro-Pro-Lys-Asp-OH 作用：促皮肤变黑（两栖类、爬行类变色） α-MSH 活性最强 β=1/10 α ACTH=1/100 α 3、新药开发增长点-促黑细胞激素（MSH） 活性部位

3、新药开发增长点-促黑细胞激素（MSH） 二、垂体中前叶肽 3、新药开发增长点-促黑细胞激素（MSH） MSH 相关药物开发 α-MSH是新的一类抗炎和免疫调节药物（与中枢神经系统相关） α-MSH 系统或局部用药对接触性皮炎，视觉炎症以及风湿性关节炎，哮喘有治疗效果。 C端三肽 KPV（Ac- α-MSH (11~13)-NH2) 特别是 Ac-[Dlys 11, D-Val 13] α-MSH (11~13)- NH2活性最强。L-Pro 12是必须的。 机理：调节炎症细胞的增殖，活化和迁移，NF-κB的活化，黏附因子和趋化因子受体的表达。 美拉诺坦Ⅱ 是α-MSH 的缩短到环肽（内酯） 治疗阳痿（也包括女性性冷淡） Palatin Technologies， PT-141 2009.8.12 Ⅰ期；2011.9 Ⅱa期

4、POMC （阿片样肽促黑素促皮质激素原，pro-opiomelanocortin ） 二、垂体中前叶肽 1 MPRLCSSRSG ALLLALLLQA SMEVRGWCLE SSQCQDLSTE SNLLACIRAC 51 KPDLSAETPV FPGNGDAQPL TENPRKYVMG HFRWDRFGRR NGSSSGGGGG 101 GGGAGGKREE EEVAAGEGPG PRGDGVAPGP RQDKRSYSME HFRWGKPVGK 151 KRRPVKVYPN GAEDELAEAF PLEFRRELAG APPEPARDPE APAEGAAARA 201 ELEYGLVAEA EAAEKKDEGP YKMEHFRWGS PPKDKRYGGF MTSEKSQTPL 251 VTLFKNAIVK NAHKKG 序列引自 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/AAB32312.1 4、POMC （阿片样肽促黑素促皮质激素原，pro-opiomelanocortin ） 图2-4 POMC的一级结构序列 1981年中西等人确定266个氨基酸，MV=29300

二、垂体中前叶肽 结构：1976年Li等人 β-LPH（61～91）具有Met-脑啡肽300倍活性，命名为β-内啡肽，α-内啡肽（ β-LPH61～76）；γ-内啡肽（61～77）；δ-内啡肽（61～79）。 H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr-Leu-Phe-Lys-Asn-Ala-Ile-Ile-Lys-Asn-Ala-His-Lys-Lys-Gly-Gln-OH 生理和药理作用 镇痛 在特定位点针灸引发内啡肽产生（在脊髓液中发现大量该肽产生） 5、内啡肽及相关肽 图2-5. β-内啡肽结构

二、垂体中前叶肽 6、脑啡肽及相应多肽 结构： 猪 牛 H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-OH 3～4 1 结构： 猪 牛 H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-OH 3～4 1 H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-OH 1 4 活性检测： 抑制 豚鼠回肠平滑肌电刺激收缩 小白鼠输精管壁刺激收缩反应 甩尾测试法；夹疼测试等 脑啡肽的RIA法 吗啡受体结合法 6、脑啡肽及相应多肽 Met脑啡肽三维结构图

二、垂体中前叶肽 6、脑啡肽及相应多肽 结构与活性的关系： 镇痛活性 脑室注射呈1/300吗啡活性（皮下、静脉无效） 镇痛活性 脑室注射呈1/300吗啡活性（皮下、静脉无效） （防止脑啡肽A和B水解） Tyr1的酚基与活性关系大 Gly2改为D-Ala 后活性大增 Gly3修饰后活性降低 Phe4与活性相关 Met5，Leu5重要，但可修饰改变 6、脑啡肽及相应多肽 如： 强度 吗啡 1 D-Ala2,Mephe4,Met(o)-ol5 64 Tyr-D-Met(o)-Gly-MePhe-ol 91 FK33824 >1000

（二）6、脑啡肽及相应多肽 脑啡肽相关肽和其前体 表2-3 阿片肽 脑啡肽相关肽～阿片肽（EOP，Opioid Peptides），主要包括脑啡肽、内啡肽和强啡肽 表2-3 阿片肽 1. 鸦片样促黑素促皮质激素前体产物 β-内啡肽 γ-内啡肽 α-内啡肽 2. 脑啡肽原前体产物 （Pro-proenkephalin products） Met-脑啡肽 Leu-脑啡肽 Met-脑啡肽-Arg6 Met-脑啡肽-Lys6 Met-脑啡肽-Arg6-Phe7 Met-脑啡肽-Arg6-Phe7-Leu8

（pre-prodynorphin products） （二）6、脑啡肽及相应多肽 接上表2-3 阿片肽 2. 脑啡肽原前体产物 （Pro-proenkephalin products） Metorphamine 肽1 肽E BAM-12P BAM-20P BAM-22P 肽F 肽B 3. 强啡肽原前体产物 （pre-prodynorphin products） Leu-脑啡肽-Arg6 β -新-内啡肽 α -新-内啡肽 强啡肽32 强啡肽A

（pre-prodynorphin products） （二）6、脑啡肽及相应多肽 接上表2-3 阿片肽 3. 强啡肽原前体产物 （pre-prodynorphin products） 强啡肽B 强啡肽1～8 Leu-吗啡 4. 其它内源性阿片肽 Kyotorphin Dermorphin Humoral内啡肽 Anodynin 非肽吗啡样物质 5. 外源性阿片肽 Β-Casomorphin Morphiceptin

（Proenkephalin-B preproprotein） [Homo sapiens] （二）6、脑啡肽及相应多肽 脑啡肽相关肽和其前体 前体主要有三种 ACTH-β-LPH 脑啡肽原前体A 脑啡肽原前体B MAWQGLVLAACLLMFPSTTADCLSRCSLCAVKTQDGPKPINPLICSLQCQAALLPSEEWERCQSFLSFFTPSTLGLNDKEDLGSKSVGEGPYSELAKLSGSFLKELEKSKFLPSISTKENTLSKSLEEKLRGLSDGFREGAESELMRDAQINDGAMETGT LYLAEEDPKEQVKRYGGFLRKYPKRSSEVAGEGDGDSMGHEDLYKRYGGFLRRIPKLKWDNQKRYGGFLRRQFKVVTRSQEDPNAYSGELFDA 1 61 121 181 241 图2-6.脑啡肽原前体 B 结构 （Proenkephalin-B preproprotein） [Homo sapiens] 序列数据来源：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/300116234

二、垂体中前叶肽 7、脑啡肽受体及克隆大战 受体至少有三种：μ、δ、κ、ε、σ 欣快感与成瘾性 G-蛋白偶联受体 上世纪90年代克隆大战（巴士德研究所，美国大学） 图2-7. δ-阿片受体立体结构

二、垂体中前叶肽 8、新药开发与奇考诺肽的发现 发现：食鱼的海洋蜗牛的天然肽 结构三个二硫桥段25个氨基酸酰胺 优缺点： 强力镇痛，不上瘾 鞘内注射，特殊的装置 研究课题：改为静注或肌肉注射 图2-8.奇考诺肽结构

三、脑垂体前叶肽 1、生长激素（hGH） 不同来源的GH分子量不同，结构差异大。hGH由191个氨基酸残基组成（Mr：21000），由一条肽链组成。牛GH由396个氨基酸残基组成（Mr：46000） 不同肿瘤GH结构不同，但有一部本序列相同。但牛GH对人体无效。 结构，见下图

图2-9 生长激素的一级结构图

三、脑垂体前叶肽 1、生长激素（hGH） 作用： 刺激骨及软骨的合成 促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素 促进粘多糖及胶原的合成 影响代谢，影响体重增长 相关疾病： 幼年不足—矮小症 幼年过多—巨人症 成年过多—肢端肥大症

生长 激素 侏儒症 巨人症

三、脑垂体前叶肽 1、生长激素（hGH） 临床应用：垂体性侏儒症、烧伤 （？骨折，创伤性溃疡，肌肉萎缩） 药物发展： 微球 长效 药物发展： 微球 长效 口服制剂（Oral sprays, 无效？） 合成：基因重组 图2-10 重组DNA过程示意图

三、脑垂体前叶肽 2、其它几个重要蛋白质激素 催乳激素（Prolactin / Luteotropic Hormone） 199个氨基酸残基（3对S-S） 刺激乳腺分泌乳汁 刺激黄体分泌孕酮 促甲状腺激素（TSH）：刺激甲状腺分泌 促黄体生成激素（LH）： 促进液泡发育成黄体、排卵、分泌雌激素 促进睾丸间质细胞发育，促进睾酮合成分泌，促精子合成 促卵泡激素（FSH） 刺激卵巢发育，促进卵泡成熟，产生卵子 刺激睾丸发育，产生精子

FSH、LH和TSH 化学本质：糖蛋白 结构共性：由α、β亚基构成， α-链结构相似， β-链结构不同，不同的生理活性由β-链决定。