反义肽概论(不知大家感冒否?)
丁香园论坛
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反义肽(antisense peptide):系指DNA 正义链的互补链(反义链)上同一读码框所编码形成的多肽。可从反义DNA 链5’→3’或3’→5’方向阅读,转录、翻译合成蛋白多肽。研究发现,正义氨基酸为亲水性,则反义氨基酸为疏水性,反之亦然。反义肽可以和正义肽相互作用,而将反义肽的N 端与C 端互换,合成的倒序反义肽(invertedantisense peptide) 同样可以选择性结合其正义肽。
相互作用:
1、反义肽与正义肽之间有相互识别的特性,对于相互识别的原理主要有:疏水相互作用原理和亲水-疏水相互作用原理。
疏水相互作用原理:认为肽段上氨基酸按亲水-亲水基和疏水-疏水基配对识别,在这种机理中,疏水残基在识别过程中起主导作用,因为亲水基团已被溶剂化;
亲水-疏水相互作用原理:由Chaiken提出,认为极性相反的正反义氨基酸识别源于肽侧链之间的疏水性相互作用以及主链和侧链亲水和疏水相互作用所导致的双亲识别,亲水和疏水残基对之间的疏水部分可相互作用;疏水性相互作用阻碍了亲水基团与水分子的接触从而使亲水基团之间也发生相互作用。残基侧链的亲水基团既可与主链亲水基团又可与侧链亲水基团相互作用。总之,反义和正义肽上的亲水和疏水基团是导致分子双亲识别的主要原因。
其他影响正反义肽结合因素: 1:净电荷数,减少则亲和力降低,但二者不呈1:1的关系模式,即相关系数不大;2:反义多肽构象变化对正义多肽的亲和力几乎没有影响;3:反义多肽氨基酸序列对亲和力没有影响,(1)乱序反义多肽可结合固相正义S2肽,(2)乱序反义多肽还可结合可溶性正义S2肽, 只是其Km/p 值比与固相正义S2肽的Km/p 值要高;4:反义多肽长度对亲和力有影响, 变短的反义多肽与其正义多肽的亲和力会下降, 因此便提出了正义-反义多肽相互作用的多位点接触假设。若将反义多肽作为固定相, 正义多肽的长短也会影响它们之间的亲和力。
反义肽技术可被广泛应用于各个领域,如固相反义肽亲合层析技术,进行多肽及蛋白的分离和纯化,酶和底物相互作用结合位点的识别,病毒和细胞的相互作用及设计新药用于疾病的治疗等。
反义肽的分子设计
目前有2 种模型,即MBB模型和R-B 模型。
MBB模型: Mekler 按5’→3’方向阅读所翻译出的多肽与其互补的DNA 链产生的正义多肽会发生作用,后来Biro 也发现类似情况,他们将此归纳为Mekler-Biro-Blalock 模型(MBB) 。
R-B 模型: Root-Bernstein 等按DNA 的3′→5′阅读,提出另一种设计方案,即R-B 模型.
反义肽的应用前景:
1、固相反义肽亲和层析技术 可以分离纯化多肽与蛋白质,尤其是纯化受体的特性为受体纯化这一当今生物界的一大难题开辟了新的方法,该方法还可用于受体蛋白质分子量的测定。
2、反义肽还可能作为一种新型的药物用于某些疾病的治疗。
3、根据反义肽抗体是一种抗独特型抗体的特性,可考虑用于自身免疫病的治疗,也是一种新思路。
4、反义肽技术还可用于酶与底物的识别及病毒与细胞相互作用的研究。在识别其他蛋白质大分子特异的领域中,也将具有广阔的应用前景。
相互作用:
1、反义肽与正义肽之间有相互识别的特性,对于相互识别的原理主要有:疏水相互作用原理和亲水-疏水相互作用原理。
疏水相互作用原理:认为肽段上氨基酸按亲水-亲水基和疏水-疏水基配对识别,在这种机理中,疏水残基在识别过程中起主导作用,因为亲水基团已被溶剂化;
亲水-疏水相互作用原理:由Chaiken提出,认为极性相反的正反义氨基酸识别源于肽侧链之间的疏水性相互作用以及主链和侧链亲水和疏水相互作用所导致的双亲识别,亲水和疏水残基对之间的疏水部分可相互作用;疏水性相互作用阻碍了亲水基团与水分子的接触从而使亲水基团之间也发生相互作用。残基侧链的亲水基团既可与主链亲水基团又可与侧链亲水基团相互作用。总之,反义和正义肽上的亲水和疏水基团是导致分子双亲识别的主要原因。
其他影响正反义肽结合因素: 1:净电荷数,减少则亲和力降低,但二者不呈1:1的关系模式,即相关系数不大;2:反义多肽构象变化对正义多肽的亲和力几乎没有影响;3:反义多肽氨基酸序列对亲和力没有影响,(1)乱序反义多肽可结合固相正义S2肽,(2)乱序反义多肽还可结合可溶性正义S2肽, 只是其Km/p 值比与固相正义S2肽的Km/p 值要高;4:反义多肽长度对亲和力有影响, 变短的反义多肽与其正义多肽的亲和力会下降, 因此便提出了正义-反义多肽相互作用的多位点接触假设。若将反义多肽作为固定相, 正义多肽的长短也会影响它们之间的亲和力。
反义肽技术可被广泛应用于各个领域,如固相反义肽亲合层析技术,进行多肽及蛋白的分离和纯化,酶和底物相互作用结合位点的识别,病毒和细胞的相互作用及设计新药用于疾病的治疗等。
反义肽的分子设计
目前有2 种模型,即MBB模型和R-B 模型。
MBB模型: Mekler 按5’→3’方向阅读所翻译出的多肽与其互补的DNA 链产生的正义多肽会发生作用,后来Biro 也发现类似情况,他们将此归纳为Mekler-Biro-Blalock 模型(MBB) 。
R-B 模型: Root-Bernstein 等按DNA 的3′→5′阅读,提出另一种设计方案,即R-B 模型.
反义肽的应用前景:
1、固相反义肽亲和层析技术 可以分离纯化多肽与蛋白质,尤其是纯化受体的特性为受体纯化这一当今生物界的一大难题开辟了新的方法,该方法还可用于受体蛋白质分子量的测定。
2、反义肽还可能作为一种新型的药物用于某些疾病的治疗。
3、根据反义肽抗体是一种抗独特型抗体的特性,可考虑用于自身免疫病的治疗,也是一种新思路。
4、反义肽技术还可用于酶与底物的识别及病毒与细胞相互作用的研究。在识别其他蛋白质大分子特异的领域中,也将具有广阔的应用前景。