CSKTALSMC/CC-9
一、基本信息
CSKTALSMC/CC - 9 中的 “CSKTALSMC” 是一段由 9 个氨基酸构成的序列,对应氨基酸依次为半胱氨酸(C)、丝氨酸(S)、赖氨酸(K)、苏氨酸(T)、丙氨酸(A)、亮氨酸(L)、丝氨酸(S)、甲硫氨酸(M)和半胱氨酸(C) 。“/CC - 9” 可能是该多肽特有的编号、分类标识或修饰标记等,虽目前其含义不明,但对识别和研究该多肽具有重要意义。
在分子量方面,半胱氨酸分子量约 121.16Da,丝氨酸约 105.09Da,赖氨酸约 146.19Da,苏氨酸约 119.12Da,丙氨酸约 89.09Da,亮氨酸约 131.17Da,甲硫氨酸约 149.21Da 。9 个氨基酸经脱水缩合形成 8 个肽键,每形成一个肽键脱去一分子水(约 18.02Da),经计算,该多肽分子量约为 1012.27Da(实际数值因氨基酸分子量取值和计算精度存在一定误差),分子式大致为 C₄₄H₇₈N₁₀O₁₄S₂ 。
从氨基酸组成来看,序列中存在多个极性氨基酸,如丝氨酸和苏氨酸,它们含有的羟基使得多肽具备一定亲水性,可参与氢键形成,也可能作为磷酸化修饰位点,改变多肽与其他生物分子的相互作用方式 。赖氨酸带有正电荷的氨基,不仅增强了多肽的水溶性,还使其能够与带负电的生物大分子,如 DNA、RNA 通过静电相互作用结合 。而丙氨酸、亮氨酸和甲硫氨酸属于疏水性氨基酸,能够在多肽内部形成局部疏水区域,对多肽的空间折叠和稳定性产生影响 。特别值得注意的是两端的半胱氨酸,其巯基(-SH)具有较高反应活性,可氧化形成二硫键,将多肽链连接成环状或特定折叠构象,这对多肽的空间结构和生物学功能可能产生显著影响 。 供应商:上海楚肽生物科技有限公司
二、结构特性
一级结构
CSKTALSMC 的一级结构中,半胱氨酸的巯基是极为关键的活性位点 。在适当条件下,两个半胱氨酸的巯基可发生氧化反应,形成二硫键(-S - S -) 。二硫键的形成能够将多肽链的不同部位连接起来,极大地限制了多肽链的柔性,促使其形成特定的、更为稳定的三维结构 。例如在许多蛋白质中,二硫键的存在对维持蛋白质的天然构象起着至关重要的作用,若二硫键被破坏,蛋白质的结构和功能往往会受到严重影响 。
赖氨酸的正电荷使其在多肽与其他生物分子相互作用中扮演重要角色 。在生理 pH 条件下,赖氨酸的氨基带正电,可与带负电的生物分子发生静电吸引 。在细胞内,DNA 的磷酸骨架带负电,某些蛋白质的特定区域也可能因氨基酸组成而带负电,CSKTALSMC 中的赖氨酸能够通过静电相互作用与这些分子结合,从而影响基因转录、蛋白质 - 蛋白质相互作用等生物学过程 。
丝氨酸和苏氨酸的羟基为多肽带来了丰富的化学活性 。羟基具有较强的亲水性,使得这些氨基酸倾向于分布在多肽表面,增强多肽的水溶性 。同时,羟基能够与其他含有合适基团的分子形成氢键 。在蛋白质 - 蛋白质相互作用中,氢键的形成可以稳定蛋白质复合物的结构,提高结合的特异性 。此外,丝氨酸和苏氨酸还是常见的磷酸化修饰位点 。在细胞信号传导过程中,蛋白激酶能够将 ATP 的磷酸基团转移到丝氨酸或苏氨酸的羟基上,这种磷酸化修饰可以改变多肽的电荷分布、空间构象,进而影响其与其他分子的相互作用,调控细胞的生理活动 。
丙氨酸、亮氨酸和甲硫氨酸的疏水性对多肽的空间折叠产生重要影响 。疏水性氨基酸倾向于避免与水接触,在多肽折叠过程中,它们会聚集在多肽内部,形成疏水核心 。这种疏水相互作用是维持多肽空间结构稳定的重要力量之一 。亮氨酸的长脂肪链和甲硫氨酸的硫醚键都具有较强的疏水性,它们与周围的疏水性氨基酸相互作用,使得多肽链能够折叠成紧密的球状或其他特定构象 。例如,在许多膜蛋白中,疏水性氨基酸形成的疏水区域能够嵌入细胞膜的脂质双分子层中,实现蛋白质在膜上的定位和功能 。
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空间结构
当两个半胱氨酸形成二硫键后,CSKTALSMC 会在空间中形成相对稳定且独特的构象 。二硫键如同分子中的 “桥梁”,将多肽链的不同部分连接起来,限制了多肽链的自由旋转和伸展,促使其按照特定方式折叠 。在形成的三维结构中,带正电的赖氨酸和极性的丝氨酸、苏氨酸由于其亲水性,更倾向于分布在多肽表面 。赖氨酸的正电荷可以与周围环境中的水分子或带负电的离子发生相互作用,增强多肽在水溶液中的溶解性和稳定性 。丝氨酸和苏氨酸的羟基也暴露在表面,便于与其他分子形成氢键,参与分子间的识别和结合 。
而丙氨酸、亮氨酸和甲硫氨酸等疏水性氨基酸则被包裹在多肽内部,形成疏水核心 。疏水核心的存在使得多肽结构更加紧密和稳定,减少了多肽与周围水环境的不利相互作用 。在疏水核心中,疏水性氨基酸之间通过范德华力等弱相互作用相互吸引,进一步巩固了多肽的空间结构 。此外,氨基酸之间还会通过氢键、离子键(赖氨酸参与形成离子键)等相互作用,进一步稳定空间结构 。例如,多肽链上不同部位的羰基(C = O)和氨基(-NH₂)之间可以形成氢键,这些氢键在维持二级结构(如 α - 螺旋、β - 折叠)的稳定性方面起着关键作用 。这种独特的空间结构决定了 CSKTALSMC 与其他生物分子结合的方式和特异性,是其发挥生物学功能的基础 。
三、作用机理
与生物分子结合
基于其结构特点,CSKTALSMC 可能与生物体内多种分子发生相互作用 。赖氨酸的正电荷使其能够与带负电的生物大分子,如 DNA、RNA 或某些蛋白质区域结合 。在基因转录过程中,DNA 的双螺旋结构表面带有大量负电荷,CSKTALSMC 中的赖氨酸可以通过静电相互作用与 DNA 结合,可能影响 RNA 聚合酶与 DNA 的结合效率,从而调控基因的转录过程 。在蛋白质 - 蛋白质相互作用中,某些蛋白质表面可能存在带负电的氨基酸残基聚集区域,CSKTALSMC 能够通过赖氨酸与之结合,改变蛋白质的构象,进而影响蛋白质的活性和功能 。
半胱氨酸的巯基除了形成二硫键外,还具有其他重要的化学反应活性 。巯基可以与金属离子发生配位作用,形成稳定的络合物 。在生物体内,许多酶的活性中心含有金属离子,如锌离子、铜离子等,CSKTALSMC 的半胱氨酸巯基可能与这些金属离子结合,影响酶的活性 。例如,一些抗氧化酶,如谷胱甘肽过氧化物酶,其活性中心含有硒代半胱氨酸,通过巯基与硒的协同作用发挥抗氧化功能 。此外,巯基还可以参与一些亲核取代反应,与含有合适亲电基团的分子发生反应,从而影响多肽与其他生物分子的结合和功能 。
丝氨酸和苏氨酸的羟基在分子间相互作用中也发挥着重要作用 。羟基可以与其他分子中的氢受体(如羰基、硝基等)形成氢键 。在蛋白质 - 蛋白质相互作用中,这种氢键的形成可以增强蛋白质之间的结合力,提高结合的特异性 。例如,在抗原 - 抗体相互作用中,抗体分子上的某些丝氨酸或苏氨酸残基的羟基可以与抗原分子表面的相应基团形成氢键,稳定抗原 - 抗体复合物的结构 。此外,如前文所述,丝氨酸和苏氨酸作为磷酸化修饰位点,磷酸化修饰后其电荷和空间构象发生改变,能够进一步影响多肽与其他分子的相互作用 。
丙氨酸、亮氨酸和甲硫氨酸形成的疏水区域可与蛋白质的疏水口袋结合 。许多蛋白质在其结构中存在疏水口袋,这些口袋通常由疏水性氨基酸残基组成 。CSKTALSMC 的疏水区域能够插入这些疏水口袋中,通过疏水相互作用与蛋白质结合 。这种结合方式可以影响蛋白质的构象变化,例如,某些酶的活性中心附近存在疏水口袋,CSKTALSMC 与疏水口袋的结合可能改变酶的活性中心构象,从而调节酶的催化活性 。
细胞功能调节
在细胞层面,CSKTALSMC 或许能够对细胞的生理活动产生调节作用 。它可能与细胞膜上的受体结合,细胞膜是细胞与外界环境进行物质交换和信号传递的重要屏障,其上分布着各种各样的受体蛋白 。CSKTALSMC 的结构特点使其有可能与某些受体蛋白相互作用 。例如,一些受体蛋白的胞外结构域含有带负电的区域或疏水区域,CSKTALSMC 可以通过赖氨酸的正电荷或自身的疏水区域与之结合 。这种结合可能改变受体蛋白的构象,进而激活或抑制受体介导的信号通路 。信号通路的激活或抑制会影响细胞膜的流动性和通透性,改变细胞内外物质的运输和信号传导 。例如,通过调节离子通道蛋白的活性,影响细胞内外离子的浓度分布,从而影响细胞的兴奋性和代谢活动 。
CSKTALSMC 也有可能进入细胞内,与细胞内的信号通路蛋白相互作用 。细胞内存在着复杂的信号传导网络,各种信号通路蛋白相互协作,调控细胞的生长、分化、凋亡等过程 。CSKTALSMC 进入细胞后,可能与信号通路中的关键蛋白结合,通过改变这些蛋白的活性或相互作用方式,调控信号通路的传导 。例如,在细胞凋亡信号通路中,某些蛋白的活性和相互作用决定了细胞是否走向凋亡 。CSKTALSMC 可能与这些蛋白结合,影响其活性或与其他蛋白的结合能力,从而调节细胞凋亡的进程 。在免疫细胞中,CSKTALSMC 可能调节免疫细胞的活性和功能,参与免疫反应的调控 。免疫细胞的活化和功能发挥依赖于一系列信号通路的激活,CSKTALSMC 可能通过影响这些信号通路,调节免疫细胞的增殖、分化、细胞因子分泌等过程 。在肿瘤细胞中,CSKTALSMC 也许能影响肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力 。肿瘤细胞具有异常的增殖和迁移能力,其相关信号通路往往处于异常激活状态 。CSKTALSMC 可能通过干扰肿瘤细胞内的信号通路,抑制肿瘤细胞的增殖,阻碍其迁移和侵袭过程 。不过,这些作用目前大多只是基于氨基酸特性和结构特点的推测,还需要大量的实验研究来验证 。
四、研究进展
基础研究探索
目前对于 CSKTALSMC/CC - 9 多肽的研究很可能处于基础探索阶段 。科研人员首要任务可能是通过可靠的化学合成方法制备该多肽 。化学合成多肽的方法有多种,如固相合成法,该方法先将第一个氨基酸的羧基端固定在固相载体上,然后按照氨基酸序列依次连接其他氨基酸,最后将合成好的多肽从载体上切割下来 。通过优化合成条件,如反应温度、反应时间、试剂纯度等,可以提高多肽的合成产率和纯度 。
在成功制备多肽后,需要研究其在不同环境条件下的性质 。在不同 pH 值条件下,多肽的电荷状态会发生改变 。例如,在酸性环境中,赖氨酸的氨基会结合更多的氢离子,使多肽带更多正电荷;在碱性环境中,丝氨酸和苏氨酸的羟基可能会发生去质子化,影响多肽的电荷分布和水溶性 。研究不同 pH 值对多肽溶解性的影响,有助于了解其在不同生理环境下的稳定性和存在形式 。温度也是影响多肽性质的重要因素,过高的温度可能导致多肽的空间结构发生变化,即发生变性 。通过热稳定性实验,如差示扫描量热法(DSC),可以测定多肽的热变性温度,了解其在不同温度下的结构稳定性 。离子强度同样会对多肽产生影响,高离子强度可能会屏蔽多肽分子之间的电荷相互作用,影响其聚集状态和与其他分子的结合能力 。
利用光谱学技术解析其空间结构是深入了解该多肽的关键 。圆二色谱(CD)可以用于研究多肽的二级结构,通过测量多肽在不同波长下的圆二色性,判断其是否存在 α - 螺旋、β - 折叠等二级结构单元,并估算各二级结构的比例 。核磁共振(NMR)技术则能够提供多肽原子层面的结构信息,通过分析 NMR 谱图中的化学位移、耦合常数等参数,可以确定氨基酸残基之间的距离和空间取向,从而解析多肽的三维结构 。此外,还可以通过细胞实验,观察该多肽对不同细胞系的影响 。选择多种细胞系,如肿瘤细胞系(如肺癌细胞系 A549、肝癌细胞系 HepG2 等)、正常细胞系(如人胚肾细胞系 HEK293 等),将多肽加入细胞培养液中,观察细胞的形态变化、增殖能力、凋亡情况等 。通过 MTT 法、CCK - 8 法等检测细胞增殖活性,通过 Annexin V - FITC/PI 双染法检测细胞凋亡情况,筛选可能的作用靶点和生物学效应 。
潜在应用研究
在潜在应用方面,若研究发现 CSKTALSMC/CC - 9 多肽具有抗菌活性,科研团队可能会进一步优化其结构,开发新型抗菌多肽药物,以应对日益严重的抗生素耐药问题 。目前,抗生素耐药性已成为全球公共卫生面临的重大挑战,开发新型抗菌药物迫在眉睫 。抗菌多肽具有独特的作用机制,不易引发细菌的耐药性 。可以通过对 CSKTALSMC/CC - 9 的氨基酸序列进行改造,如替换某些氨基酸残基,改变其电荷分布、疏水性等性质,增强其抗菌活性,降低对正常细胞的毒性 。同时,研究其抗菌作用机制,例如是否通过破坏细菌细胞膜的完整性、干扰细菌的蛋白质合成或核酸代谢等途径发挥抗菌作用,为进一步优化提供理论依据 。
鉴于其可能具备的细胞功能调节作用,在肿瘤治疗领域,可能会探索其抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡的潜力 。肿瘤细胞的异常增殖和逃避凋亡是肿瘤发生发展的重要特征 。通过深入研究 CSKTALSMC/CC - 9 对肿瘤细胞信号通路的影响,确定其作用靶点,有可能将其开发为肿瘤治疗药物 。研究将其与纳米技术相结合,构建靶向肿瘤细胞的递送系统,提高药物在肿瘤组织中的富集程度 。纳米技术可以制备纳米载体,如纳米颗粒、脂质体等,将 CSKTALSMC/CC - 9 包裹其中,并通过修饰纳米载体表面,使其能够特异性地识别肿瘤细胞表面的标志物,实现对肿瘤细胞的靶向递送 。这样可以提高药物的疗效,减少对正常组织的副作用 。
另外,基于其对金属离子的潜在结合能力,CSKTALSMC/CC - 9 也有可能在重金属解毒、生物传感器开发等领域展现应用价值 。在重金属污染环境中,生物体摄入重金属离子后会对健康造成严重危害 。CSKTALSMC/CC - 9 的半胱氨酸巯基能够与重金属离子结合,可能用于开发重金属解毒剂 。通过动物实验,研究其对重金属中毒动物的解毒效果,评估其在重金属解毒方面的应用潜力 。在生物传感器开发方面,利用 CSKTALSMC/CC - 9 与特定生物分子或金属离子的特异性结合能力,将其固定在传感器表面,当目标物质与多肽结合时,会引起传感器的物理或化学信号变化,从而实现对目标物质的检测 。例如,将其用于检测环境中的重金属离子浓度、生物体内的某些疾病标志物等 。
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