Apelin-13, Fórmula Molecular C69H111N23O16S, CAS 217082-58-1. Como um ligante endógeno da proteína G da proteína G. Proteína J (APJ), é uma sequência peptídica que consiste em 13 aminoácidos presentes nos sistemas nervosos centrais e periféricos. Sua estrutura e propriedade exclusiva doam -a com várias funções fisiológicas e patológicas importantes nos organismos vivos. Estruturalmente, a sequência peptídica do APELI-13 permite que ele se liga firmemente aos receptores APJ, ativando assim os receptores acoplados à proteína G. O indicador -chave desse efeito de ativação é o valor EC50, que é a concentração necessária para atingir metade do efeito máximo. O valor EC50 do APELI-13 é de 0,37 nm, indicando sua forte capacidade de ligação aos receptores APJ. Em termos de função fisiológica, o APELI-13 atua principalmente nos sistemas nervosos periféricos e centrais, desempenhando um papel importante na regulação da função cardiovascular, homeostase fluida, hipertensão e sensibilidade à insulina. Especialmente em termos de vasodilatação e redução da pressão arterial, o APELI-13 mostrou efeitos significativos. Isso faz com que ele tenha um valor potencial de aplicação no tratamento de doenças cardiovasculares e hipertensão.
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Fórmula química |
C69H111N23O16S |
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Massa exata |
1550 |
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Peso molecular |
1551 |
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m/z |
1550 (100.0%), 1551 (74.6%), 1552 (27.4%), 1551 (7.8%), 1553 (6.6%), 1552 (6.3%), 1552 (4.5%), 1553 (3.4%), 1552 (3.3%), 1553 (2.5%), 1553 (2.2%), 1551 (1.3%), 1554 (1.2%) |
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Análise elementar |
C, 53.44; H, 7.21; N, 20.77; O, 16.51; S, 2.07 |
Apelin-13é um hormônio peptídico composto por 13 aminoácidos, envolvidos principalmente na regulação de vários processos fisiológicos e patológicos, ligando -se ao receptor acoplado à proteína G APJ.
1. Sistema cardiovascular:
-Vasodilatórios Efeito: pode causar vasodilatação agindo em células musculares lisas vasculares, reduzindo assim a resistência vascular, aumentando o fluxo sanguíneo e diminuindo a pressão arterial.
-Cardioprotetor Efeito: Estudos mostraram que ele tem um efeito protetor no coração, pode aliviar a lesão da isquemia-reperfusão do miocárdio, prevenir a fibrose miocárdica e contribuir para a recuperação da função cardíaca.
2. Regulação metabólica:
Metabolismo da glicose: pode estar envolvido na regulação do metabolismo da glicose, e alguns estudos mostraram que pode promover a sensibilidade à insulina e reduzir os níveis de açúcar no sangue.
Metabolismo lipídico: também pode afetar o metabolismo lipídico, regular a função fisiológica do tecido adiposo e ter um potencial valor terapêutico para obesidade e doenças metabólicas relacionadas.
3. Neurossistema:
-Neurorregulação: sua expressão e função no sistema nervoso central foram estudadas extensivamente. Pode estar envolvido em funções neurais, como regulamentação do apetite, regulamentação do sono e regulamentação emocional.
-Neuroproteção: alguns estudos sugerem queApelin-13Pode ter um efeito protetor no sistema nervoso, ajudando a impedir a ocorrência e o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas.
4. Regulação imune:
-Regulação imune: Estudos mostraram que pode participar da regulação imune, regulando as respostas inflamatórias, regulando a atividade celular imune e outras vias e tem possíveis efeitos terapêuticos em doenças inflamatórias.
5. Biologia do tumor:
-Ocorrência e desenvolvimento de tumores: Alguns estudos mostraram que pode desempenhar um papel importante na biologia tumoral, e seu nível de expressão está relacionado à ocorrência, desenvolvimento e metástase dos tumores, que podem se tornar um potencial biomarcador para tratamento de tumores e avaliação de prognóstico.
6. Outras funções:
-Regulação reprodutiva: pode estar envolvido na regulação da função do sistema reprodutivo, afetando a secreção de hormônios reprodutivos e a função das células reprodutivas.
Metabolismo de benos: Alguns estudos sugerem que isso pode ter um impacto no metabolismo ósseo, participar da proliferação e diferenciação das células ósseas e ter possíveis impactos na saúde óssea.
7. Regulação inflamatória:
Pode regular a resposta inflamatória, afetando a liberação de mediadores inflamatórios e a atividade das células imunes. Isso pode ter potencial terapêutico para doenças inflamatórias, como artrite reumatóide e doença inflamatória intestinal.
8. Angiogênese:
Alguns estudos sugerem que pode estar envolvido na regulação do processo de angiogênese, promovendo a proliferação e migração de células endoteliais e contribuindo para a regeneração e reparo vascular.
9. Equilíbrio de eletrólito de água:
Pode ter potenciais efeitos diuréticos e anti -hipertensivos, afetando a função de regulação da água e eletrólitos dos rins, afetando o equilíbrio do fluido e a regulação da pressão arterial.
10. Desenvolvimento de medicamentos:
O APJ e seus receptores relacionados tornaram -se um ponto de pesquisa de pesquisa no desenvolvimento de medicamentos e espera -se que se tornem alvos para o tratamento de doenças cardiovasculares, doenças metabólicas, doenças neurológicas e muito mais.
Apelin-13é um hormônio peptídico e suas propriedades farmacocinéticas são cruciais para entender seus processos de absorção, distribuição, metabolismo e excreção in vivo.
Geralmente administrado por injeção ou administração oral. No caso da administração oral, pode ser degradado por ácido gástrico e enzimas gastrointestinais, afetando assim sua eficiência de absorção. A administração de injeção pode ignorar o trato gastrointestinal e entrar diretamente no sistema circulatório, resultando em absorção mais rápida e completa.
As características de distribuição dentro do corpo não são totalmente compreendidas. Devido ao seu pequeno peso molecular e estrutura peptídica, sua faixa de distribuição pode ser limitada por tecidos e membranas celulares, concentradas principalmente no sistema circulatório e alguns tecidos específicos.
As vias metabólicas e metabólitos não foram totalmente elucidados. Devido à sua estrutura de peptídeos, ela pode ser degradada e metabolizada por proteases. O fígado pode ser um de seus principais órgãos metabólicos, mas as vias metabólicas e metabólitos específicos requerem mais pesquisas.
A via excretora ainda não está totalmente compreendida. Pode ser excretado através de caminhos como os rins e a bile. Ainda não há relatórios de pesquisa detalhados sobre sua cinética de excreção.
-No presente, há uma compreensão limitada de seus parâmetros farmacocinéticos, como taxa de liberação, meia-vida, etc. Esses parâmetros são cruciais para determinar sua concentração de medicamentos in vivo e manter os níveis de tratamento apropriados, e é necessária uma pesquisa experimental mais experimental para determinar.
A farmacocinética é influenciada por vários fatores, incluindo diferenças individuais, rotas de administração, doses e possíveis interações. Esses fatores podem afetar seus processos de absorção, distribuição, metabolismo e excreção no corpo.
Estrutura e composição moleculares
Sequência de aminoácidos e modificações
Apelin-13 consiste em 13 aminoácidos, com sua sequência principal sendo qrprlshkgpmpf (código de letra única), correspondendo à sequência de trinucleotídeos Gln-Arg-Pro-Arg-Leu-Ser-His-Lys-Gly-Pro-Met-Pro-Phe.
Cerminal C: O terminal C (PHE) do Apelin-13 natural geralmente existe em uma forma de amida (isto é, -nh₂), e essa modificação aumenta sua estabilidade de ligação ao receptor APJ.
Diferenças derivadas: Alguns derivados (como [Pyr1] -apelin-13) são modificados pela piridina N-terminal (PYR), melhorando significativamente a estabilidade metabólica, mantendo a atividade biológica.
Fórmula molecular e peso molecular
Apelina-13 natural: A fórmula molecular é c₆₉h₁₁₁n₂₃o₁₆s, com um peso molecular de 1550,83 Da (forma de base livre).
Forma trifluoroacetato (TFA): Devido à ligação da molécula de ácido trifluoroacético (TFA), o peso molecular aumenta para aproximadamente 1651,94 Da (como C₇₉h₁₂₀n₂₀o₁₉, contendo a parte do TFA).
[Pyr1] -apelin-13: A fórmula molecular é c₆₉h₁₀₈n₂₂o₁₆s, com um peso molecular de 1533,8 Da, pois a modificação N-terminal reduz um átomo de hidrogênio.
Características da estrutura secundária
-Tendência da hélice: em solução, a apelina -13 pode formar estruturas hélicas locais, especialmente nas regiões hidrofóbicas (como TRP, PHE, Leu, etc.), que são cruciais para sua ligação ao receptor APJ.
Núcleo hidrofóbico: aminoácidos hidrofóbicos como triptofano (TRP), fenilalanina (PHE) e leucina (LEU) formam o núcleo, estabilizando a conformação da cadeia peptídica e participando da interação do receptor.
Propriedades físicas e químicas
Solubilidade e estabilidade
Solubilidade:
Natural Apelin-13 is soluble in PBS (pH 7.2) up to approximately 10 mg/mL, and has a higher solubility in DMSO (>155 mg/ml).
[Pyr1] -apelin-13 tem uma solubilidade de 1 mg/ml em água, e sua solubilidade precisa ser otimizada ajustando o solvente (como acetonitrila/água contendo 0,1% de TFA).
Estabilidade:
O pó liofilizado pode ser armazenado de -20 de -20 por pelo menos 6 meses. Após a reconstituição, deve ser evitado de congelamento e descongelamento repetidos.
A estabilidade em condições ácidas (como pH 3,5-4,0) é relativamente alta e é propensa à degradação em ambientes neutros ou alcalinos.
Propriedades ácidas-base
PI (ponto de equilíbrio): não relatado diretamente, mas com base na composição de aminoácidos, estima-se que esteja próximo de neutro (pH 6,5-7,5).
PKA (constante de dissociação de ácido): O valor previsto é de 3,56 ± 0,10, indicando que ele carrega uma carga negativa no pH fisiológico, o que pode afetar sua interação com receptores ou membranas celulares.
Densidade e morfologia
Densidade: O valor previsto é de 1,50 ± 0,1 g/cm³ (apelina-13 natural) e os derivados podem ter pequenas diferenças devido a modificações.
Morfologia: geralmente em pó liofilizado branco ou esbranquiçado e, após a reconstituição, é uma solução transparente.
Estabilidade química e vias de degradação
Sensibilidade enzimática
A apelina-13 é facilmente degradada pela dipeptidil peptidase-4 do soro (DPP-4) e endopeptidase neutra (NEP), resultando em uma meia-vida curta (cerca de alguns minutos).
[Pyr1] -apelin-13 resiste significativamente à degradação do DPP-4 através da modificação do terminal N, prolongando sua meia-vida no corpo.
Oxidação e agregação
Os aminoácidos contendo enxofre (como o Met) são propensos à oxidação e precisam ser armazenados no escuro e adicionados com antioxidantes (como BSA a 0,1%). Em altas concentrações, a estrutura da folha pode se formar, levando à agregação e precipitação. A concentração de armazenamento precisa ser controlada (menor ou igual a 1 mg/ml).
Atividade biológica e correlação de propriedades químicas
Especificidade de ligação ao receptor
Apelin-13 atua através do receptor acoplado à proteína G APJ. O resíduo de PHE do terminal C é crucial para a ligação ao receptor, e as modificações do terminal N (como Pyr) podem afetar a cinética de ligação.
Ativação da via do sinal
Após ativar o receptor APJ, ele inibe a adenilato ciclase (CA) através da proteína G e ativa simultaneamente as vias PI3K/Akt e MAPK/ERK, regulando a função cardiovascular, metabolismo e neuroproteção.
Relacionamento da estrutura-atividade (SAR)
Encurtando a cadeia peptídica (como apelina-12) ou substituição de resíduos-chave (como PHE → ALA) reduz significativamente a atividade, indicando que a sequência completa é crucial para a manutenção funcional.
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