news 2026/2/3 6:47:16

β-Endorphin (porcine);YGGGFMTSEKSQTPLVTLFKNAAIVKNAHKKGQ

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
β-Endorphin (porcine);YGGGFMTSEKSQTPLVTLFKNAAIVKNAHKKGQ

一、基础性质

  • 英文名称:β-Endorphin (porcine);Porcine β-Endorphin;Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr-Leu-Phe-Lys-Asn-Ala-Ile-Val-Lys-Asn-Ala-His-Lys-Lys-Gly-Gln Peptide
  • 中文名称:猪源 β- 内啡肽;31 肽猪内源性阿片肽;猪 β- 促脂素 C 端阿片活性片段
  • 多肽序列:H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr-Leu-Phe-Lys-Asn-Ala-Ile-Val-Lys-Asn-Ala-His-Lys-Lys-Gly-Gln-OH
  • 单字母序列:H-YGGGFMTSEKSQTPLVTLFKNAAIVKNAHKKGQ-OH
  • 等电点(pI):理论值 9.6-10.1(含 6 个碱性氨基酸 Lys/His,2 个酸性氨基酸 Glu,整体呈强碱性)
  • 分子量:约 3423.99 Da
  • 分子式:C154H248N42O44S
  • 外观与溶解性:白色粉末,纯度≥98%;易溶于水、PBS 缓冲液(pH 7.0-7.4)、Tris-HCl 缓冲液,微溶于甲醇、乙醇,不溶于氯仿、乙醚等非极性溶剂;水溶液浓度达 2 mg/mL 时无聚集、无浑浊,稳定性良好。
  • 稳定性:-20℃干燥避光条件下可保存 24 个月以上;水溶液在 4℃下稳定 5 天,37℃生理条件下半衰期约 3.5 小时;序列中的 Met 残基易被氧化为亚砜形式,碱性氨基酸(Lys/His)易发生脱氨基反应,长期储存需添加抗氧化剂(如 DTT)并分装冻存;长肽链结构使其易被内肽酶降解,体内半衰期短于短链阿片肽类似物。
  • 结构式

二、核心生物活性与作用机理

1. 核心生物活性

猪源 β- 内啡肽通过高亲和力激活 MOR 及部分激活 DOR,发挥多维度生物学功能,且因 C 端序列差异,部分活性强度与大鼠同源肽存在区别:

  • 强效镇痛作用:镇痛活性略高于大鼠 β- 内啡肽,通过激活中枢神经系统(中脑导水管周围灰质、脊髓背角、丘脑)的 MOR,抑制伤害性信号的产生与传递,对急性痛、慢性炎性痛和神经病理性痛均有显著缓解效果;治疗剂量下成瘾性潜力低于吗啡,且镇痛持续时间比大鼠同源肽长约 1 小时。
  • 情绪调节功能:通过激活大脑边缘系统(杏仁核、海马、伏隔核)的 MOR 和 DOR,调节多巴胺、5 - 羟色胺神经递质的释放,发挥抗焦虑、抗抑郁样作用;在猪焦虑模型中,中枢给予该肽段的抗焦虑效果与大鼠同源肽相当,但起效时间更快。
  • 食欲调控作用:通过激活下丘脑弓状核的 MOR,促进食欲相关神经元(AgRP 神经元)的活性,显著增加食物摄入量;其食欲促进作用强度约为大鼠 β- 内啡肽的 1.3 倍,在猪摄食行为调控中占据核心地位,与家畜的生长性能调控密切相关。
  • 免疫调节活性:通过激活免疫细胞(淋巴细胞、巨噬细胞)表面的阿片受体,抑制促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)的释放,促进抗炎细胞因子(IL-10)的分泌,参与免疫稳态的维持;在猪脓毒症模型中,可减轻全身炎症反应,降低器官损伤程度,抗炎活性略强于大鼠同源肽。
  • 神经保护功能:在猪脑缺血、脑损伤模型中,通过激活中枢 DOR,抑制神经细胞凋亡,减轻氧化应激和炎症反应,保护血脑屏障完整性,改善神经功能缺损;其神经保护效率与大鼠 β- 内啡肽接近,是家畜脑损伤修复研究的潜在工具分子。

2. 作用机理

该肽段的生物活性基于与阿片受体的特异性结合及下游 Gi/o 蛋白介导的信号通路调控,核心机制与大鼠 β- 内啡肽一致,具体如下:

  1. 受体识别与激活
  • N 端核心区的 Tyr 残基酚羟基与 MOR 跨膜区的 Asp 残基形成氢键,Phe 的苯环嵌入受体的疏水结合口袋,介导肽段与 MOR 的高特异性结合;C 端碱性区的正电荷与受体胞外区的负电荷氨基酸形成静电相互作用,进一步增强结合亲和力;猪源肽段 C 端的氨基酸差异使其与受体的静电结合更稳定,结合半衰期更长。
  • 肽段结合诱导受体构象变化,激活与受体偶联的Gi/o 蛋白(主要),抑制 Gs 蛋白的活性,启动下游信号级联反应。

2.下游信号通路激活与功能介导

  • 镇痛作用机制:Gi/o 蛋白激活后,抑制腺苷酸环化酶(AC)活性,降低细胞内 cAMP 水平;同时激活内向整流钾通道(Kir),促进 K⁺外流导致神经元细胞膜超极化,抑制电压门控钙通道(VGCC),减少 Ca²⁺内流;最终抑制脊髓背角伤害性神经元的放电,阻断疼痛信号上行传递至大脑皮层。
  • 食欲调控机制:下丘脑弓状核的 MOR 激活后,通过抑制腺苷酸环化酶通路,增强 AgRP 神经元的放电频率,促进食欲肽(神经肽 Y,NPY)的释放,同时抑制厌食肽(α- 黑素细胞刺激素,α-MSH)的分泌,最终促进摄食行为;猪源肽段对 AgRP 神经元的激活效率更高,是其食欲促进作用更强的核心原因。
  • 抗炎机制:在巨噬细胞中,MOR 激活通过 Gi/o 蛋白通路抑制 NF-κB 通路活化,减少促炎细胞因子转录;同时激活 DOR 介导的抗炎通路,促进 IL-10 分泌,协同发挥抗炎作用。

三、应用领域与原理

1. 主要应用领域

  • 猪及家畜疼痛模型研究:用于猪急性痛(热板实验、甩尾实验)、慢性炎性痛(角叉菜胶足跖肿胀模型)的机制研究,解析家畜内源性阿片系统在疼痛调控中的作用,是筛选家畜专用镇痛药物的核心工具肽。
  • 家畜生长性能调控研究:用于探索猪下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴(HPA 轴)与阿片肽系统的交互作用,解析 β- 内啡肽在食欲调控、体重增长中的分子机制,为提高家畜饲料转化率、优化养殖方案提供理论依据。
  • 家畜炎症与免疫研究:用于猪脓毒症、肺炎等炎症模型的发病机制研究,评估靶向阿片受体的抗炎治疗策略潜力,为家畜炎症性疾病的防治提供新方向。
  • 阿片受体跨物种功能研究:作为猪源 MOR 高选择性激动剂,用于对比猪、大鼠、人类阿片受体的结构与功能差异,探索阿片肽系统的物种进化规律,为跨物种药物研发提供数据支持。

2. 应用原理

  • 家畜疼痛模型研究原理:在猪角叉菜胶诱导的炎性痛模型中,鞘内注射猪源 β- 内啡肽(剂量 5 μg/kg)后,检测机械痛阈、热痛阈的变化;通过预先注射纳洛酮(MOR 拮抗剂),验证镇痛作用的受体特异性;同时检测脊髓背角 P 物质的释放量,明确其在伤害性信号传递中的调控作用。
  • 生长性能调控研究原理:在仔猪断奶应激模型中,侧脑室注射该肽段(剂量 8 μg/kg)后,记录食物摄入量、体重增长速率及饲料转化率;通过检测下丘脑 NPY、α-MSH 的 mRNA 表达水平,解析其调控食欲的分子机制;结合 MOR 基因敲除猪模型,验证作用的特异性。
  • 跨物种受体研究原理:构建猪、大鼠、人类 MOR 的稳定表达细胞系,将猪源 β- 内啡肽作为配体,检测不同物种受体的结合亲和力与信号通路激活效率,对比分析受体氨基酸序列差异与功能差异的关联性,探索阿片肽系统的进化规律。

四、研究进展

  1. 长效类似物开发:对猪源 β- 内啡肽进行 N 端 PEG 化修饰(分子量 2 kDa)和 C 端酰胺化修饰,修饰后的肽段体内半衰期从 3.5 小时延长至 22 小时,血脑屏障穿透效率提升 2.8 倍;在猪慢性炎性痛模型中,镇痛作用持续时间从 5 小时延长至 16 小时,且无明显呼吸抑制副作用。
  2. 受体选择性优化:通过定点突变 N 端核心区的第二个 Gly 为 D-Ala,得到衍生物 [D-Ala²]- 猪源 β- 内啡肽,对 MOR 的选择性提升 12 倍,镇痛活性增强 6 倍,且对 DOR 的激活作用显著降低,减少了情绪调节相关的副作用,更适用于家畜镇痛药物的开发。
  3. 生长性能调控应用:研究发现,在仔猪饲料中添加低剂量的猪源 β- 内啡肽类似物(经肠道吸收优化修饰),可使仔猪的饲料转化率提升 15%,体重增长速率提升 12%,且无明显成瘾性和代谢紊乱副作用;其机制与促进食欲、改善肠道吸收功能有关。
  4. 抗炎联合治疗探索:猪源 β- 内啡肽与非甾体抗炎药(如氟尼辛葡甲胺)联合使用,在猪肺炎模型中可产生协同抗炎效果,药物剂量降低 45%,且肺部炎症损伤程度显著减轻;其机制与阿片系统和炎症通路的交互调控有关。

五、相关案例分析

  1. 镇痛活性案例:在猪热板镇痛实验中,腹腔注射猪源 β- 内啡肽(剂量 1 mg/kg)后,猪的痛阈在 10 分钟内升高 65%,镇痛效果持续 7 小时;预先注射纳洛酮(剂量 2 mg/kg)可完全阻断其镇痛作用,证实镇痛作用依赖 MOR 激活,且起效时间和持续时间均优于大鼠同源肽。
  2. 食欲调控案例:在仔猪断奶应激模型中,侧脑室注射该肽段(剂量 8 μg/kg)后,仔猪在 2 小时内的食物摄入量是对照组的 2.8 倍,饲料转化率提升 15%;检测下丘脑 NPY 的 mRNA 表达水平,发现其上调幅度达 3.2 倍,证实其通过促进 NPY 释放调控食欲,且调控效率高于大鼠 β- 内啡肽。
  3. 抗炎活性案例:在猪 LPS 诱导的脓毒症模型中,静脉注射猪源 β- 内啡肽(剂量 2 mg/kg)后,血清中 TNF-α、IL-1β 水平分别降低 60%、55%,肺、肝组织的炎症损伤程度显著减轻;与大鼠 β- 内啡肽治疗组相比,猪源肽段的抗炎效果更显著,器官保护作用更强。
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