一种紫须红肚海葵多肽毒素MD-384及其制备方法和应用

    技术2025-07-14  11


    本发明属于多肽相关,特别涉及一种紫须红肚海葵多肽毒素md-384及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、海葵作为刺胞动物门的成员,是现存最古老的有毒动物之一。它们具有丰富的药理和生物技术价值,被称为海洋药物资源库,含有功能多样的肽神经毒素。海洋生物毒素是海洋活性物质研究发展最迅速的领域之一,也是海洋新型药物研究的热点方向。一些海洋生物毒素已经被应用于神经科学研究工具,或直接开发成为新型海洋药物。海葵及其分泌的多肽毒素,为海洋药物研发提供了广阔的潜力和前景。

    2、现代药理学研究表明,海葵分泌的毒素具有广泛的生物活性,包括杀虫、降糖、抗肿瘤、抗菌、降压、镇痛和中枢神经抑制等作用。

    3、专利cn202311445953.4公开了一种紫点海葵多肽毒素hc-k及其合成方法和应用,其采用dpph清除自由基实验表明海葵多肽毒素hc-k具有良好的抗氧化活性。

    4、专利cn202310309321.9公开了一种套膜海葵多肽毒素ed79-wr及其制备方法和应用,其公开的套膜海葵多肽毒素ed79-wr可应用制备杀虫剂。

    5、基于前期对紫须红肚海葵转录组数据的分析,从研究较广泛的shk家族中筛选出目标多肽序列,并通过定点氧化法成功合成具有三个二硫键的海葵功能性多肽。通过针对性的镇痛实验,阐明该海葵多肽具有一定的镇痛活性基础。这为开发新型镇痛药物、新型海洋药物奠定了基础,为人类健康和海洋药物研究提供了有价值的支撑。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题是提供一种新的紫须红肚海葵多肽毒素md-384,并提供其合成方法和用途。

    2、本发明制备的紫须红肚海葵多肽毒素md-384具有镇痛效果,为研发新型、高效、安全生物镇痛药物奠定基础。本发明利用高通量转录组从紫须红肚海葵(macrodactyladoreensis)中发现紫须红肚海葵多肽毒素md-384,具有六个半胱氨酸,形成三个二硫键,其氨基酸序列如下:

    3、seq id no:1:avcahffpglcpklarggycrkgrrdrkarfaakycawacggc。

    4、本发明通过以下技术方案实现的:

    5、一种紫须红肚海葵多肽毒素md-384,具有六个半胱氨酸,形成三个二硫键,其氨基酸序列为avcahffpglcpklarggycrkgrrdrkarfaakycawacggc,二硫键的连接方式为c1-c6,c2-c4,c3-c5,同时使用trt、acm及tbu三种保护基对半胱氨酸进行保护,以确保二硫键的正确连接。

    6、紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,包括如下步骤:

    7、(1)称取树脂,先用dcm浸泡,然后依次用dmf和dcm洗涤,加入fmoc-ala-oh、dcm和diea进行反应,再加入甲醇和dcm反应,用dmf洗涤,再加入吡啶溶液反应,再用dmf洗涤,得到第一个树脂;

    8、(2)在第一个树脂中加入第二个氨基酸fmoc-val-oh和缩合剂,再加入dmf和dic反应,用dmf洗涤,再加入吡啶溶液反应,再用dmf洗涤,得到第二个树脂;

    9、(3)根据上述氨基酸序列,重复步骤(2)直到肽链结束,得到线性肽树脂;

    10、(4)向线性肽树脂中加入甲醇进行冲洗并抽干,加入切割液切割,过滤后,加入冰乙醚,离心后去除上层液冰乙醚,得到沉淀多肽粗品;

    11、(5)用hplc分离纯化多肽粗品,得到多肽纯品,即纯品线性肽md-384;

    12、(6)将步骤(5)的线性肽溶于甲醇-水的混合溶液中,再用乙酸稀释,滴加甲醇碘溶液,保持搅拌,形成第一个二硫键;

    13、(7)再加入等体积盐酸-甲醇溶液,然后加入甲醇碘溶液,保持搅拌,形成第二个二

    14、硫键;

    15、(8)用hplc分离纯化后冷冻干燥,得到冻干后的粉末;

    16、(9)冻干后的粉末溶于tfa/dmso/苯甲醚溶液中,室温搅拌,再加入tfa/dmso/苯甲醚溶液,在水浴锅中搅拌;

    17、(10)加入冰乙醚,离心后去除上层液冰乙醚,得到沉淀多肽粗品;

    18、(11)用hplc分离纯化、ms鉴定,得到多肽纯品,即氧化肽md-384;

    19、进一步的,步骤(1)中,加入0.6~1.0mmol氨基酸fmoc-ala-oh、10~15ml的dcm和1~3ml的diea进行反应80~100min,后再加3~5ml甲醇和8~12mldcm,封闭反应25~35min。

    20、进一步的,步骤(1)和步骤(2)中,采用含哌啶质量分数为20%的dmf溶液脱除fmoc,15~25min。

    21、进一步的,步骤(2)中,称取1.5~2.0mmol氨基酸fmoc-val-oh和1.5~2.0mmol缩合剂(hobt),倒入5~15mldmf,再加入1~3mldic反应0.5~1.5h。

    22、进一步的,步骤(4)中,切割液为95%tfa、1%h20、2%edt和2%tis,离心为4℃、12000r/min、5min离心3次。

    23、进一步的,步骤(5)中,用hplc分离纯化粗品多肽,线性肽md-384的洗脱时间为27.42min,得到纯品多肽,即纯品线性肽md-384。

    24、进一步的,步骤(6)中,甲醇-水的混合溶液为50%甲醇/50%水,再用乙酸稀释使肽液最终浓度为每毫升5%甲醇/5%水/90%乙酸的混合溶液中含有肽1mg,甲醇碘溶液为10mg/ml,搅拌1min。

    25、进一步的,步骤(7)中,盐酸-甲醇溶液为50mmhcl/50%甲醇,甲醇碘溶液10mg/ml(10-20倍过量),搅拌1h。

    26、进一步的,步骤(8)和步骤(11)中,hplc分离纯化流动相a(h,o),流动相b(acn),流速5ml/min,线性梯度洗脱,检测波长220nm。

    27、更进一步的,所述梯度洗脱程序如下:

    28、

    29、进一步的,步骤(9)中,第一次加入的tfa/dmso/苯甲醚溶液为97.9%/2%/0.1%2mg/ml,室温搅拌40min。再按40μl/mg肽加入tfa/dmso/苯甲醚(97.9%/2%/0.1%)溶液,在70℃水浴锅中搅拌3h。

    30、进一步的,步骤(10)中,离心为4℃、12000r/min、5min离心3次。

    31、进一步的,步骤(11)中,用hplc分离纯化氧化肽,氧化肽md-384的洗脱时间为26.49min,得到纯品多肽,即纯品氧化肽md-384。

    32、本发明还提出所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384在制备镇痛药物剂中的应用。进一步的,本发明紫须红肚海葵多肽毒素md-384在制备斑马鱼及小鼠镇痛剂的应用。

    33、本发明使用试剂或原料的中文名称如下表1:

    34、 试剂 中文名称 dcm 二氯甲烷 diea n,n-二异丙基乙胺 dic n,n’-二异丙基碳二亚胺 tfa 三氟乙酸 edt 1,2-乙二硫醇 tis 三异丙基硅烷 acn 乙腈 dmso 二甲基亚砜 hob t(缩合剂) 1-羟基苯并三唑 fmoc-ala(tbu)-oh n-(9-芴甲氧羰基)-o-叔丁基-l-丙氨酸 fmoc-cys-oh n-(9-芴甲氧羰基)-l-半胱氨酸

    35、本发明的有益效果:

    36、1、本发明利用高通量转录组从紫须红肚海葵(macrodactyla doreensis)中发现紫须红肚海葵多肽毒素md-384,具有六个半胱氨酸可以形成三个二硫键,其氨基酸序列:avcahffpglcpklarggycrkgrrdrkarfaakycawacggc。

    37、2、本发明通过采用多肽固相合成法(spps)合成了线性肽md-384,对线性肽进行hplc纯化,然后利用分步法对合成的线性肽进行氧化折叠,通过二硫键定点氧化后获得含有三个二硫键的氧化肽md-384,二硫键的连接方式为c1-c6,c2-c4,c3-c5,同时使用trt、acm及tbu三种保护基对半胱氨酸进行保护,以确保二硫键的正确连接,并对氧化折叠后的产物进行hplc纯化和质谱鉴定,得到紫须红肚海葵多肽毒素md-384,即氧化肽md-384。

    38、3、本发明方法制备的紫须红肚海葵多肽毒素md-384具有镇痛效果,为研发新型、高效、安全的生物镇痛药物奠定基础。


    技术特征:

    1.紫须红肚海葵多肽毒素md-384,其特征在于,其氨基酸序列为如seq id no:1所示:avc ahffpglcpklarggycrkgrrdrkarfaakycawacggc,具有六个半胱氨酸,,二硫键链接方式为c1-c6,c2-c4,c3-c5,同时使用trt、acm及tbu三种保护基对半胱氨酸进行保护,以确保二硫键的正确连接。

    2.紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

    3.根据权利要求2所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,步骤(1)反应体系中,所述树脂的取代度sd=0.2~1.4mmol/g,按比例加入0.6~1.0mmol的fmoc-ala-oh、10~15ml的dcm和1~3ml的diea进行反应80~100min,再加入3~5ml甲醇和8~12ml的d cm反应25~35min。

    4.根据权利要求2所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,反应体系中,在步骤(1)得到的第一个树脂中,按比例加入1.5~2.0mmol氨基酸fmoc-val-0h和1.5~2.0mmol的1-羟基苯并三唑,倒入5~15ml的dmf,再加入1~3ml的dic反应0.5~1.5h。

    5.根据权利要求2所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,按质量百分比计,所述切割液由95%tfa、1%h20、2%edt和2%tis制得;步骤(4)和步骤(10)中,所述离心条件为于3~5℃、11000~13000r/min离心4~6min,重复离心2~4次。

    6.根据权利要求2所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,步骤(6)中,所述甲醇-水的混合溶液中甲醇和水的体积比为1:0.8~1.2,所述乙酸与甲醇-水的混合溶液的体积比例为8.5~9.5:1,每毫升乙酸混合溶液中含有肽0.8~1.2mg;所述甲醇碘溶液的浓度为9~11mg/ml,每毫克肽滴加甲醇碘溶液9~11μl,所述搅拌时间为0.5~2min。

    7.根据权利要求2所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,步骤(7)中,所述盐酸-甲醇溶液由45~55mmhcl和甲醇按照体积比1:0.8~1.2制得;所述甲醇碘溶液的浓度为8~12mg/ml,每毫克肽加入甲醇碘溶液0.15~0.25ml。

    8.根据权利要求2所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,步骤(5)、步骤(8)和步骤(11)中,hplc分离纯化流动相a为h20,流动相b为acn,流速4~6ml/min,检测波长220nm。

    9.根据权利要求2所述的紫须红肚海葵多肽毒素md-384的制备方法,其特征在于,步骤(9)中,所述tfa-dmso-苯甲醚溶液中tfa、dmso及苯甲醚中体积比为97.8~98.0:1.9~2.1:0.1,室温搅拌前每毫克冻干后的粉末加tfa-dmso-苯甲醚溶液0.4~0.6ml,室温搅拌后加入tfa-d mso-苯甲醚溶液35~45μl,所述室温搅拌的时间为35~45min;所述水浴锅搅拌温度为65~75℃,搅拌时间为2~4h。

    10.紫须红肚海葵多肽毒素md-384在制备镇痛药物中的应用。


    技术总结
    本发明提供一种紫须红肚海葵多肽毒素MD‑384及其制备方法和应用,其氨基酸序列为如SEQ ID NO:1所示。本发明通过采用多肽固相合成发(SPPS)合成了线性肽MD‑384并对线性肽进行纯化’然后通过定点氧化后获得含有三个二硫键的氧化肽MD‑384,二硫键的连接方式为C1‑C6,C2‑C4,C3‑C5,同时使用Trt、Acm及tBu三种保护基对半胱氨酸进行保护,以确保二硫键的正确连接,并对氧化折叠后的产物进行液相纯化、高效液相分析和质谱鉴定,得到紫须红肚海葵多肽毒素MD‑384。本发明将合成的氧化肽MD‑384通过行为轨迹实验测试了对斑马鱼的镇痛作用及热板和扭体实验测试了对小鼠的镇痛作用,本发明将合成的氧化肽MD‑384通过细胞膜片钳实验测试了对Kv1.1~1.6及Kv3.1的阻断强度,本发明的紫须红肚海葵多肽毒素MD‑384可用于制备镇痛药物。

    技术研发人员:高炳淼,华子强,林立闵,廖燕玲,黄美玲,林成章,李欣茹,何攀敏,孙士博
    受保护的技术使用者:海南医科大学(海南省医学科学院)
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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