Leupeptin亮肽素作為廣譜蛋白酶抑制劑在炎癥、抗病毒中的應(yīng)用
Leupeptin（亮肽素，AbMole，M3636）是一種天然存在的細(xì)菌小分子，也是一種廣譜的蛋白酶抑制劑。其結(jié)構(gòu)特征為Leu-Leu-Argininal序列，C末端的醛基顯著增強(qiáng)了其結(jié)合效率，也是其抑制活性的關(guān)鍵。該分子對多種蛋白酶（尤其是溶酶體中的絲氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶）具有廣譜的抑制能力，其作用機(jī)理主要通過模擬底物的過渡態(tài)，與蛋白酶活性位點(diǎn)形成可逆共價(jià)結(jié)合，從而阻斷溶酶體中的底物水解。Leupeptin（亮肽素）可通過抑制蛋白酶的水解活性，在細(xì)胞的多種生理活動(dòng)中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。例如在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，Leupeptin（CAS No.：103476-89-7）可以抑制LPS刺激的巨噬細(xì)胞中NO和ROS的產(chǎn)生，降低線粒體膜電位并減弱細(xì)胞的吞噬活性[1]。
Leupeptin（亮肽素，AbMole，M3636）在Vero細(xì)胞中，對SARS-CoV-2的半數(shù)有效濃度（EC50）為42.34 μM，提示其可能通過干擾病毒蛋白酶活性發(fā)揮抗病毒作用[2]。還有研究顯示，Leupeptin在創(chuàng)傷性腦損傷模型中，通過抑制鈣依賴性半胱氨酸蛋白酶calpain的過度激活，減輕細(xì)胞內(nèi)鈣超載引起的繼發(fā)性損傷[3]。Leupeptin在心臟纖維化研究中，通過減弱LRP6與組織蛋白酶D（CTSD）的相互作用，上調(diào)Wnt5a/Wnt11表達(dá)，從而改善心肌細(xì)胞特異性LRP6過表達(dá)大鼠（Sprague-Dawley品系）的壓力負(fù)荷性心功能損傷[4]。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細(xì)胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點(diǎn)蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻(xiàn)專利引用。
范例詳解
Cell Death Dis. 2021 Oct 16;12(11):955.
北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、蘇州大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在上述文章中使用了AbMole的MG-132（蛋白酶體抑制劑，AbMole，M1902）和Leupeptin（亮肽素，AbMole，M3636）以探究目標(biāo)蛋白的降解途徑。實(shí)驗(yàn)人員研究了Zyxin（一種黏附蛋白）在血小板生成和糖蛋白Ib-IX表達(dá)中的重要作用。實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)Zyxin缺失導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)嚴(yán)重的巨血小板減少癥，表現(xiàn)為血小板數(shù)量減少、體積增大。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Zyxin缺失不影響血小板壽命和血小板生成素（TPO）的水平，但損害了巨核細(xì)胞（MK）成熟、分界膜系統(tǒng)（DMS）形成和前血小板生成。
敲低人巨核細(xì)胞系Dami細(xì)胞中的zyxin可導(dǎo)致GPIbα通過溶酶體降解，從而降低GPIb-IX（該蛋白負(fù)責(zé)介導(dǎo)血小板與血管壁的初始黏附）的水平。并且，Zyxin與血管舒張劑刺激磷蛋白（VASP）存在共定位，而zyxin的缺失導(dǎo)致VASP分布彌散和細(xì)胞的肌動(dòng)蛋白骨架紊亂。實(shí)驗(yàn)人員認(rèn)為Zyxin可通過VASP介導(dǎo)的細(xì)胞骨架重組調(diào)節(jié)血小板生成和GPIb-IX在細(xì)胞表面的表達(dá)。AbMole的Leupeptin和MG-132在本研究中作為蛋白酶抑制劑使用。其中Leupeptin主要通過抑制溶酶體中的蛋白酶活性，防止蛋白質(zhì)降解。而MG-132是一種可逆的蛋白酶體抑制劑，通過抑制26S蛋白酶體的活性，阻斷蛋白質(zhì)的泛素-蛋白酶體降解途徑。通過對比Leupeptin和MG-132組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在zyxin敲低的Dami細(xì)胞中，使用Leupeptin處理后GPIbα的表達(dá)水平顯著恢復(fù)。而MG-132處理組未出現(xiàn)明顯的恢復(fù)效果。上述結(jié)果證實(shí)zyxin的缺失可導(dǎo)致GPIbα通過溶酶體途徑降解[5]。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學(xué)用于動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
Leupeptin（亮肽素，AbMole，M3636）在Vero細(xì)胞中，對SARS-CoV-2的半數(shù)有效濃度（EC50）為42.34 μM，提示其可能通過干擾病毒蛋白酶活性發(fā)揮抗病毒作用[2]。還有研究顯示，Leupeptin在創(chuàng)傷性腦損傷模型中，通過抑制鈣依賴性半胱氨酸蛋白酶calpain的過度激活，減輕細(xì)胞內(nèi)鈣超載引起的繼發(fā)性損傷[3]。Leupeptin在心臟纖維化研究中，通過減弱LRP6與組織蛋白酶D（CTSD）的相互作用，上調(diào)Wnt5a/Wnt11表達(dá)，從而改善心肌細(xì)胞特異性LRP6過表達(dá)大鼠（Sprague-Dawley品系）的壓力負(fù)荷性心功能損傷[4]。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細(xì)胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點(diǎn)蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻(xiàn)專利引用。
范例詳解
Cell Death Dis. 2021 Oct 16;12(11):955.
北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、蘇州大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在上述文章中使用了AbMole的MG-132（蛋白酶體抑制劑，AbMole，M1902）和Leupeptin（亮肽素，AbMole，M3636）以探究目標(biāo)蛋白的降解途徑。實(shí)驗(yàn)人員研究了Zyxin（一種黏附蛋白）在血小板生成和糖蛋白Ib-IX表達(dá)中的重要作用。實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)Zyxin缺失導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)嚴(yán)重的巨血小板減少癥，表現(xiàn)為血小板數(shù)量減少、體積增大。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Zyxin缺失不影響血小板壽命和血小板生成素（TPO）的水平，但損害了巨核細(xì)胞（MK）成熟、分界膜系統(tǒng)（DMS）形成和前血小板生成。
敲低人巨核細(xì)胞系Dami細(xì)胞中的zyxin可導(dǎo)致GPIbα通過溶酶體降解，從而降低GPIb-IX（該蛋白負(fù)責(zé)介導(dǎo)血小板與血管壁的初始黏附）的水平。并且，Zyxin與血管舒張劑刺激磷蛋白（VASP）存在共定位，而zyxin的缺失導(dǎo)致VASP分布彌散和細(xì)胞的肌動(dòng)蛋白骨架紊亂。實(shí)驗(yàn)人員認(rèn)為Zyxin可通過VASP介導(dǎo)的細(xì)胞骨架重組調(diào)節(jié)血小板生成和GPIb-IX在細(xì)胞表面的表達(dá)。AbMole的Leupeptin和MG-132在本研究中作為蛋白酶抑制劑使用。其中Leupeptin主要通過抑制溶酶體中的蛋白酶活性，防止蛋白質(zhì)降解。而MG-132是一種可逆的蛋白酶體抑制劑，通過抑制26S蛋白酶體的活性，阻斷蛋白質(zhì)的泛素-蛋白酶體降解途徑。通過對比Leupeptin和MG-132組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在zyxin敲低的Dami細(xì)胞中，使用Leupeptin處理后GPIbα的表達(dá)水平顯著恢復(fù)。而MG-132處理組未出現(xiàn)明顯的恢復(fù)效果。上述結(jié)果證實(shí)zyxin的缺失可導(dǎo)致GPIbα通過溶酶體途徑降解[5]。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學(xué)用于動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
Knockdown of zyxin results in lysosome-mediated GPIbα degradation[5].
*本文所述產(chǎn)品僅供科研使用
參考文獻(xiàn)及鳴謝
[1] Sharma, A.; Khan, M. A.; Tirpude, N. V. Leupeptin maintains redox homeostasis via targeting ROS-autophagy-inflammatory axis in LPS-stimulated macrophages and cytokines dichotomy in Con-A challenged lymphocyte. Peptides 2023, 168, 171066.
[2] Fu, L.; Shao, S.; Feng, Y.; et al. Mechanism of Microbial Metabolite Leupeptin in the Treatment of COVID-19 by Traditional Chinese Medicine Herbs. mBio 2021, 12 (5), e0222021.
[3] Dugue, R.; Hassen, G. W.; Shulman, A.; et al. Controlled cortical impact-induced neurodegeneration decreases after administration of the novel calpain-inhibitor Gabadur. Brain research bulletin 2018, 142, 368-373.
[4] Wang, X.; Zou, Y.; Chen, Z.; et al. Low-density lipoprotein receptor-related protein 6 regulates cardiomyocyte-derived paracrine signaling to ameliorate cardiac fibrosis. Theranostics 2021, 11 (3), 1249-1268.
[5] Yan, R.; Ge, X.; Pang, N.; et al. Essential role of zyxin in platelet biogenesis and glycoprotein Ib-IX surface expression. Cell death & disease 2021, 12 (11), 955.
標(biāo)簽：
蛋白酶抑制劑
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