小分子活性肽作為疫苗、診斷試劑、藥物以及藥物先導化合物已成為藥物研究領域的新趨勢。小分子活性肽有多種篩選方法:基于噬菌體展示肽庫、隨機合成多肽庫、反義多肽庫、蛋白質(zhì)降解(酶法、化學法)、MHC-多肽復合物、蛋白質(zhì)結構和蛋白質(zhì)結構預測等。
噬菌體展示肽庫篩選是比較成熟的篩選方法。通過3輪篩選,可獲得較理想的菌株,通過DNA測序推測其表達的小分子肽序列,再通過定向合成來驗證小分子肽的生物活性。其缺點是庫容多樣性易受到多種因素的影響,且獲得的是小分子肽親和力較低。
隨機合成肽庫可根據(jù)客戶的需求進行合成,通常生產(chǎn)周期短,庫容大,合成一個含10個氨基酸的肽庫,其庫容可達到1012。通常隨機合成肽庫有2中合成方法:分開再混合(split and mix)和氨基酸預混合(pre-mix)。分開再混合的方法獲得的肽庫,其不同序列的含量較一致且每個樹脂球只含有一種多肽。氨基酸預混合法獲得的肽庫,其不同序列的含量千差萬別,可能會造成篩選失敗。由于庫容過于龐大,對篩選到的活性多肽進行結構鑒定是非常具有挑戰(zhàn)性的一項工作。
反義肽庫篩選,反義肽庫是根據(jù)生物學原理設計的肽庫,其篩選成功率高,但需要確定目標蛋白關鍵區(qū)域的氨基酸序列。通常可以運用Clustal X等生物信息分析軟件進行比對分析確定關鍵區(qū)域的氨基酸序列。氨基酸序列確定后,根據(jù)Meker-Idlis(M-I)理論,設計反義肽庫。此時,可以直接合成反義肽庫進行多肽篩選,也可以通過軟件(Discovery Studio)進行模擬篩選獲得容量更小的肽庫。此類篩選方法由于目標明確且肽庫庫容較小(一個含10個氨基酸的反義肽庫,其庫容僅103。),較容易篩選到目標多肽并進行結構確認。
篩選到目標多肽后,可以通過構建不同的多肽文庫,進行功能區(qū)域的確認和篩選到活性更強的多肽。
對于篩選到的多肽序列,可以通過:多位點掃描隨機多肽文庫、對多肽序列進行優(yōu)化,篩選到活性更強的多肽序列。
單位點掃描矩陣的設計比較簡單。多肽某個選定的區(qū)域或位點被系統(tǒng)地用其他氨基酸替換,這類肽庫有助于研究人員發(fā)現(xiàn)在某個特定位置上具有特殊影響或活性的特定區(qū)域。
多位點掃描隨機多肽文庫相對比較復雜。此多肽文庫的設計是以20種天然氨基酸通過鳥槍式法(shotgun approach)同時地、隨機地取代被選擇的氨基酸殘基。此多肽文庫在被選擇的氨基酸中構建了盡可能多的突變。這類文庫可篩選到活性增強的多肽序列。此方法設計的多肽文庫,庫容大且篩選工作量大,同時進行三位點的篩選其庫容即達到8000條。采用peptidegoTM專有組合化學策略,可以大大降低多肽合成數(shù)量及篩選工作量,對于三位點的篩選,其篩選工作量和多肽的生產(chǎn)費用可降低至800條。采用peptidegoTM專有組合化學策略,使更多位點同時掃描成為可能。
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