多肽在心血管結(jié)構(gòu)和功能中的作用研究,內(nèi)科論文

多肽在心血管結(jié)構(gòu)和功能中的作用研究,內(nèi)科論文0引言進入21世紀以來，隨著計算機技術(shù)、分離及分析等技術(shù)的進步，多肽組學逐步成為一門新興熱門學科[1].多肽組學是研究多肽的組成、功能、變化規(guī)律與相關(guān)關(guān)系的學科，是對基因組學和蛋白質(zhì)組學的補充。然而，多肽組學的研究頗具難度，其復雜的構(gòu)造和動態(tài)變化性對研究人員提出了新的挑戰(zhàn)[2].多肽不僅僅僅是蛋白質(zhì)降解的產(chǎn)物，還是重要的生物活性分子，介入了很多生理活動。在心臟方面，多肽組學的研究較少，但多肽在心血管構(gòu)造和功能中發(fā)揮著重要作用[3].1多肽的定義、命名及分類多肽通常是指分子量不超過10kDa的小分子量蛋白，由兩個氨基酸分子脫水縮合而成的化合物叫做二肽，同理類推還有三肽、四肽、五肽等。通常由三個或三個以上氨基酸分子脫水縮合而成的化合物都能夠稱為多肽。根據(jù)多肽的來源，能夠?qū)⑵浞譃閮?nèi)源性生物活性肽和外源性生物活性肽[4].內(nèi)源性生物活性肽主要是指人體內(nèi)存在的、天然的生物活性肽。生物活性肽一般以較低豐度表示出，十分是在翻譯后可由蛋白水解酶進行位點特異性的降解，這使得對肽的檢測尤為困難[2].外源性生物活性肽主要指動植物、微生物體內(nèi)的、天然生物活性肽。2多肽研究的工具2.1多肽的鑒定質(zhì)譜法〔massspectrometry,MS〕是利用電磁學原理，對荷電分子或亞分子片段依其質(zhì)量和電荷的比值〔質(zhì)荷比，M/Z〕進行分離和分析的方式方法。質(zhì)譜不僅能夠檢測多肽單元的完好信息，還能夠同時檢測多肽的數(shù)量。在質(zhì)量分析器中，利用電場或磁場使這些離子發(fā)生不同的速度色散，再將它們分別聚焦，進而得到圖譜確定其質(zhì)量。2.2多肽的定量對含量差異微小的多肽樣本進行定量是多肽組學中最重要、也是最具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一[5].不同生理條件下樣品之間肽豐度的差異能夠從所測量的肽接收的信號進行統(tǒng)計學的推斷。2.2.1化學標記法肽的相對豐度的測量能夠通過同重元素標記法，分別在培養(yǎng)的細胞或者動物體內(nèi)，在肽合成的階段將一種富集同位素的元件打入生長介質(zhì)或用于標簽的蛋白[6].該方式方法更合適于在細胞系或低級組織內(nèi)的標記蛋白。2.2.2非標記法非標記法是生物學研究中最廣泛使用的方式方法，使用非標記法最顯著的一個優(yōu)點是沒有樣本量的限制[5].非標記法的策略是質(zhì)譜檢測計數(shù)，這項技術(shù)以為肽的豐度與每條被檢測的肽的序列呈線性相關(guān)。2.2.3多肽組學的絕對定量多肽的絕對定量在有參考肽或內(nèi)源性定量標準的情況下，利用質(zhì)譜技術(shù)能夠?qū)Χ嚯倪M行精到準確的定量。然而這項技術(shù)并未得到廣泛推廣，由于其在使用的經(jīng)過中需考慮個性化的定量標準。但是對于特定的肽進行定量分析仍不失為一個好的選擇[7].2.3其他工具運用在線計算工具對差異多肽的等電點〔PI〕和分子質(zhì)量〔MW〕進行描繪敘述和分析。IPA〔ingenuitypathwayanalysis〕軟件：使用IPA軟件可進一步探尋求索差異表示出的多肽及其前體蛋白的生物學意義，對差異多肽及其蛋白前體所介入的經(jīng)典生物學途徑進行分析[8].3多肽組學的應(yīng)用3.1多肽作為功能學單位很多病理經(jīng)過中伴隨著蛋白水解酶的活動，進而影響了多肽組學的研究。除此之外，一些來自長鏈非編碼RNA編碼的小肽可以以在體內(nèi)發(fā)揮生物學的調(diào)節(jié)功能。所以，從多肽水平來分析生理-病理生理的改變顯得尤為必要[9].如今對人和鼠中小肽的研究還處于起步階段，當前鑒定了一部分具有生物學功能的小肽。Anderson等[10]發(fā)現(xiàn)了一個長度為46個氨基酸的小肽MLN,能夠與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣泵SERCA特異性結(jié)合，抑制SERCA對Ca2+攝入，調(diào)節(jié)骨骼肌收縮。研究者們還在一例患有阿爾茨海默病患者的cDNA文庫中，挑選到一個含24個氨基酸殘基的SEP,將其命名為Humanin[11],它能夠逆轉(zhuǎn)由多種阿爾茨海默病相關(guān)基因突變所導致的神經(jīng)細胞凋亡，具有治療阿爾茨海默病的潛能。3.2多肽作為疾病診斷標志物大量的肽是在細胞內(nèi)合成并遭到調(diào)控的，華而不實一些則能夠在組織內(nèi)或體液內(nèi)檢測到，所以對于人體內(nèi)這些肽的檢測和定量能夠作為疾病早期的診斷標志物[2].多肽的動態(tài)變化可作為人體健康的一個參考標準。而其本身又遭到多種因子的調(diào)控[12].當前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多肽可作為疾病診斷的標志物。Bery等[13]在卵巢癌患者的腹腔積水中發(fā)現(xiàn)了777個差異表示出的多肽，而華而不實的12條可能是卵巢癌潛在的腫瘤標志物。Zhang等[14]發(fā)現(xiàn)了一個新的方式方法來識別早期乳腺癌可變剪切的標志物亞型。Tian[15]檢測了人HBV感染的多肽表示出譜，辨別了可能影響疾病進展的特異性血清肽。4多肽在心血管疾病研究中的進展心臟功能的順利執(zhí)行主要依靠于精到準確的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，病理生理反響以及環(huán)境適應(yīng)能力。心臟的獨特性不僅具體表現(xiàn)出為其復雜的生物學發(fā)育經(jīng)過，體系構(gòu)造和不間斷收縮的特性，而且還具體表現(xiàn)出在它具有能夠及時地對不斷變化的生理和神經(jīng)心理情況做出反響的能力[16].因而，調(diào)節(jié)心臟發(fā)育和適應(yīng)能力的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，一直都在被深切進入的研究探尋求索[17].心血管疾病在全世界范圍內(nèi)仍然是發(fā)病率最高的疾病，所以挖掘新的診療工具對疾病的診斷及治療有重要的意義。多肽組學在心血管疾病中的研究主要有兩方面，一是發(fā)如今疾病病理生理經(jīng)過中具有功能的肽，作為治療的藥物進行研究。二是尋找那些對疾病狀態(tài)作出反響的肽，這些肽可能作為疾病的診斷標志物。4.1高血壓回首最近幾年文獻，心房鈉尿肽〔ANP〕和腦鈉肽〔BNP〕都參與了血壓和體液穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)[18],在新生兒體液循環(huán)中ANP的水平要明顯高于成人，而新生兒心室中ANP和BNP的水平都要高于成人，這可能是由于新生兒的心室較成人有著更強的ANP儲存能力[3].腦鈉肽〔BNP〕是一種主要由心肌細胞產(chǎn)生的，具有利尿、利鈉和血管舒張功能的心臟利鈉激素。心房利鈉肽〔ANP〕的作用是減少循環(huán)系統(tǒng)中的水鈉負荷，進而降低血壓[19].ANP和BNP主要都在心臟組織合成：ANP來自心房、BNP來自心室[20],一些小鼠模型已經(jīng)說明了這些鈉尿肽的作用[21],這些數(shù)據(jù)均顯示鈉尿肽對于心臟發(fā)育的特定通路有著重要的作用。鈉尿肽信號通路的復雜性通過另外兩個受體NPR2和NPR3與相應(yīng)的活性肽的互相作用得到了進一步的說明。NPR2在心臟發(fā)育中的作用還未完全說明，但是在大鼠上過表示出NPR2的一個亞型受體能夠造成心臟的肥大。在小鼠上敲除NPR3能夠?qū)е赂哐獕汉凸趋兰〉膿p害[22].4.2先天性心臟病Eindhoven等[23]在研究成人先天性心臟病N-末端腦鈉肽原〔NT-proBNP〕水平與其心室功能關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，NT-proBNP水平在各種先天性心臟之間的表示出有所不同。法洛四聯(lián)癥患者，升高的NT-proBNP水平通常與左心室功能減退有關(guān)。大動脈轉(zhuǎn)位的患者，NT-proBNP水平與右心室容積和右心室收縮功能相關(guān)。Chen等[24]發(fā)現(xiàn)了一條由高度保守的基因所編碼的肽，這條肽對于斑馬魚的心臟發(fā)育較為重要。ELABELA,之前一直被以為是非編碼RNA,然而，作者發(fā)現(xiàn)ELABELA含有一段保守的ORF能夠編碼54個氨基酸的蛋白。ELA成熟體僅由32個氨基酸構(gòu)成。研究人員變異了一些等位基因以此證明ELA能夠?qū)е滦呐K形態(tài)的異常。ELA變異的表