多肽的应用

多肽的应用可能很快就会像多肽本身一样多样。事实上，细胞穿透肽（CPP）已经起到了将各种分子和颗粒输送到细胞中的作用。由于CPP和合成肽的使用，生物医学研究正在得到极大的改善和发展。通过将核酸、药物和成像剂等这些治疗分子输送到细胞和组织，疾病诊断以及未来的药物成分显示了非常光明的未来。从小的化学药物到大的质粒DNA，这些肽相对容易合成。它们也非常实用，可以很容易地描述。可以操纵CPP以获得高水平的基因表达、基因沉默，甚至肿瘤靶向。一旦它们功能化或化学改变，它们就可以创建有效的传递方法，以靶向某些损坏的细胞或组织。

除了医学和制药领域外，合成肽（通过交换地指合成肽和细胞穿透肽[CPP]）在生物化学、分子生物学和免疫学中找到了一席之地。合成肽在多肽研究中非常有用，以及：

• 肽激素

• 激素类似物

• 交叉反应抗体制剂

• 新酶的设计

合成肽的设计开始主要是由于二级结构预测方法的可用性，并且通过发现发现多于100个残基的蛋白质片段可以承担或维持其原生结构和活性。在这里需要注意的是，由于肽的生物活性，它们必须具有反映其构象特性的构象方面。这些都由以下因素决定：

•  氨基酸序列

•  介质的极性

•  配体相互作用，例如：核酸、受体、金属离子

考虑到所有这些因素，多肽化学家等已经能够执行实验和计算技术，以专注于肽的构象稳定性以及由此产生的动力学。另一方面，分子生物学家在DNA水平上进行蛋白质工程过程，但这项工作是由多肽化学家发起的。多肽化学家也是第一个大量制备合成肽（a/k/a肽库）的人。

模型蛋白质和合成迷你蛋白已被用于观察结构-活性关系（构效关系）。所有这些工作都使科学家进入了当今对多肽应用的研究，这些研究各不相同，包括发现具有宝贵药理学特性的新肽的生物技术公司。常规合成大的多肽或30-100个氨基酸的小蛋白质增强了多肽的应用。

合成的生物活性肽

合成肽和蛋白质在市场上也有自己的一席之地，它们已经产生了数十亿美元的收益。在过去十年中，除了肽和蛋白质NCE外，新的化学实体（NCE）保持稳定，这些实体一直在增加。合成肽可以对人类的功能和条件产生积极的影响。事实上，使用生物活性肽已经实现了几种对人类健康的有用特性，例如以下这些活动：

• 抗菌素

• 抗真菌

• 抗病毒

• 抗肿瘤

• 抗氧化剂

• 抗血栓

所有肽在自然环境中或自然界中数量有限。因此，研究人员在实验室中重新生产了它们，这些被称为合成生物活性肽。正如我们所看到的，它们的应用和属性已被应用于各个领域。合成肽按类别及其服务的机制进行分类。

生物合成肽和模拟肽类别

进一步深入研究特定类别的肽很重要。为了更好地理解这些类别，我们将首先探索多肽计量学，它们被称为含有模仿3D空间中蛋白质的关键元素（药团）或天然肽的化合物。他们保持着与指定生物目标互动的惊人能力。然后，它们产生与自然对应物相同的生物效应。肽计量学有助于避免与天然肽相关的一些问题，例如其活动持续时间和不可用性。此外，药效或受体选择性等特性可以得到改善，使模拟蛋白质能够帮助发现药物。现在，对于生物合成肽和模拟肽学的类别有：

Gonadorelin促性腺激素超级激动剂：这些肽已被用于治疗内分泌癌症，最明显的是乳腺癌和前列腺癌。许多正在临床试验中测试或目前正在给癌症患者服用的药物产品尚未被促性腺激素拮抗剂取代，但预计该市场将在未来几年稳步增长。

生长抑素类似物：该类产品在市场上的销售也在增长。市场上有两种主要产品含有生长抑素激动剂。它们预计将很快以通用形式发布，但目前注册的制剂将在未来几年上市。

血管紧张素转换酶（ACE）抑制剂：其中许多尚未被归类为多肽，因为它们主要是通过常规有机合成大规模开发的替代二肽。然而，如果我们仔细研究这个过程，多肽合成实际上是有机化学的一个专门分支。尽管如此，该类中的两种主要药物是依那普利和赖诺普利，并引入了新的非肽血管紧张素II受体拮抗剂。这比戈纳多雷林超级激动剂更大，当然比生长抑素类似物分类大得多。目前，该类有超过15种已推出的产品，并且还在不断增加。

HIV蛋白酶抑制剂：该序列是通过cDNA序列推断出来的，但正是Dan Veber和Steve Kent的合成使其酶活性得以精确测定，并设计合成血管加压素类似物。该家族使用最广泛的药物是去氨加压素，其治疗用途是用于遗尿。

降钙素：这类药物用于治疗骨质疏松症。降钙素来自三种主要产品，它们是鲑鱼、人类和鳗鱼降钙素。虽然一些研究表明，鲑鱼降钙素比人类降钙素强10倍，但事实证明这是错误的，因为每种降钙素都被认为同样有效。这种大肽含有32种氨基酸。

免疫刺激肽：这些肽自20世纪80年代以来一直被生产。其中最著名的是胸腺苷，是一种免疫刺激胸腺激素的序列，但由于保险公司的报销政策，它被从市场上撤下了。另一种胸腺激素，胸腺素和α-1继续在南美洲、南亚和中东使用。

其他存在更久的肽，如天然人类血管紧张素和催产素，以及ACTH-（124）仍在生产和使用中。请允许我们再次强调一下，多肽和蛋白质市场正在稳步增长。通过使用这些强有力的工具，某些受体的触发或酶活性的调节可以以特定和有针对性的方式完成，以预防和战胜人类疾病。

基于肽的疫苗

特异性肿瘤抗原已经推进了医学领域，特别是肿瘤学，以及靶向癌细胞。由于对抗原识别的分子基础有了更高的了解，因此开发了癌症疫苗。这导致了人类第一类或第二类主要组相容性（MHC）基序，这些基序与这些人类类别结合。在这里，合成肽被用于这些癌症疫苗，同时具有以下用途优势：

•  易于建造和生产

•  化学稳定性

•  缺乏传染性或致癌潜力

•  通过刺激T细胞亚群的表位改善免疫反应的操纵

•  提高产生自我蛋白免疫反应的有效性

主要目标是激发对肿瘤抗原的免疫反应，这是癌症治疗的一个令人兴奋的领域，多肽免疫正在发挥巨大作用。大量证据主要表明，T细胞对自我蛋白的显性表位具有耐受性，但它们也可能对亚显性表位做出反应（表位是抗原表面分子上单个抗体分子结合的位点）。

I类肽疫苗：癌症患者可以接种（接种）I类肽疫苗。有一些临床试验涉及为被诊断出患有某些癌症的患者接种疫苗。这源于各种肿瘤抗原，患者接种疫苗，以提高他们对自我肿瘤抗原的免疫力。基于肽的疫苗提供了一个全面而卓越的模型，通过测定产生的免疫力来评估这些免疫的能力。这些分析测量I类T细胞反应。

II类肽疫苗：癌症患者也可以接种II类肽疫苗。研究发现，用干扰素上调I类疫苗治疗的癌症并不总是对疫苗有反应。在这些情况下，GM-CSF被用作患者免疫的佐剂。GM-CSF是皮肤树突状细胞和Langerhans细胞的成熟因子，可能允许比I类肽疫苗接种中使用的标准佐剂更有效地呈现肽表位。因此，它们被描述为基于II类肽基的疫苗接种。

对I类和II类衍生表位使用多种肿瘤抗原特异性肽的持续临床试验显示，对癌症的治疗很有希望。单肽的临床试验表明，癌症患者可以接种抗自身肿瘤抗原的疫苗，一些研究显示了积极的早期结果。多肽疫苗用于预防和治疗人类恶性癌症的努力正在持续进行。其他努力包括专注于提高单个MHC结合肽的免疫原性。

肽纳米管

纳米技术被称为分子制造。纳米管在实验室中生长，例如，它们具有用于芯片的热和电气特性。纳米管还具有用作半导体的能力，并有可能取代硅。肽纳米管（PNT）正在成为纳米技术领域最引人注目的纳米结构之一。这些智能自组装具有各种应用程序，例如：

• 传感器

• 催化

• 电子产品

• 刺激反应材料

•纳米反应器设计

PNT的合成和生产是非常有前途的，正在进行广泛的研究。新的生物医学应用还包括智能纳米设备和创新的药物输送系统。通过控制肽-纳米颗粒的相互作用，将有可能生产出具有更增强性能和纳米结构的更复杂的生物功能化材料。然而，在确定肽-纳米颗粒相互作用以及设计更精确的计算机建模以帮助预测和指导肽-纳米材料结合等关键纳米过程方面，还需要做更多的研究。

食品安全抗菌肽

抗菌肽在生物医学设备、食品加工设备和食品保存领域也有很好的应用。在后者中，多肽可以合并到材料中，形成抗菌包装(Appendini和Hotchkiss, 2002)。这种类型的包装通过减少产品表面的细菌生长来维持食品安全和质量（Soares等人，2009年）。它有助于抑制、减少或延缓食物中不健康微生物的生长。通过肽合成和肽生物属性来实施特定的食品保存，使食品对公众消费更安全。

肽作为药物的优缺点

合成肽和CPPs作为药物使用时，尽管它们非常有效以及有各种应用，但确实还是存在缺点。例如，它们必须采用注射的方式，或者由于生物利用度低，它们必须由特定的配方组成。此外，合成成本很高，但随着受保护氨基酸、耦合试剂和树脂等必要产品的生产量增加，这可能会发生变化。然而，它们的优点远远超过任何缺点，其中包括为了有效，只需要小剂量的肽，而要生产的总量也很小。它们的全身毒性也很低，因为它们由于半衰期短而不会在身体组织、器官和血液中积累。

正在开发新的非注射肽（和蛋白质）配方，如不可降解的植入物、脂质体、吸入、口服等。虽然数十家公司正在支持新的配方，但并非所有公司都专注于肽和蛋白质。人们认为，随着越来越多的研究表明合成肽对人类治疗、诊断和治疗以及纳米技术、食品安全和食品质量的稳定益处，这种情况将发生变化。

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