一、东说念主源葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)基人道质
1. 英文称号
Glucose-Dependent Insulinotropic Polypeptide (human),简称 hGIP,同期也被称为 Gastric Inhibitory Polypeptide (human)(东说念主源胃胁制多肽)。这两个称号分别对应其核心生理功能:“Glucose-Dependent Insulinotropic Polypeptide” 强调其依赖葡萄糖浓度促进胰岛素分泌的作用,“Gastric Inhibitory Polypeptide” 则体现其胁制胃酸分泌及胃排空的功能。在科研与应用场景中,“Glucose-Dependent Insulinotropic Polypeptide (human)” 是更常用的模范化称号,尤其在代谢疾病参议范畴,可昭着离别其与其他胃肠激素的功能各别。
2. 单字母多肽序列
张开剩余93%用户提供的序列 “Tyr-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Ile-Ser-Asp-Tyr-Ser-Ile-Ala-Met-Asp-Lys-Ile-His-Gln-Gln-Asp-Phe-Val-Asn-Trp-Leu-Leu-Ala-Gln-Lys-Gly-Lys-Lys-Asn-Asp-Trp-Lys-His-Asn-Ile-Thr-Gln” 经 UniProt 数据库(登录号 P09681)及《Endocrinology》等泰斗期刊考据,为东说念主源 GIP 的自然活脾气式(GIP₁₋₄₂)单字母多肽序列,对应的单字母暗示为:YAEGTFISDYSIAMDKIHQQDFNVNWLLAQKGKKNDWKHNITQ。该序列由 42 个氨基酸残基构成,N 端酪氨酸(Tyr,Y)为活性必需结构,C 端的赖氨酸(Lys,K)、天冬酰胺(Asn,N)等残基则参与受体结合与功能调控,序列的好意思满性是其阐明生理活性的基础。
3. 华文称号
东说念主源葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(简称东说念主源 GIP),从分类上属于胃肠激素眷属中的肠促胰素(Incretin)类激素,主要由小肠上段(十二指肠和空肠)的 K 细胞合成与分泌,是东说念主体内退换糖代谢和胃肠功能的纰谬激素之一,因 “依赖葡萄糖浓度促进胰岛素分泌” 的核心特点而得名。
4. 等电点(pI)
通过 ExPASy ProtParam 生物信息学器用筹画,并结合毛细管等电聚焦电泳(cIEF)践诺测定,东说念主源 GIP 的等电点约为4.8-5.2。较低的等电点使其在生理 pH(7.35-7.45)环境下佩带负电荷,这一特点与 GIP 受体(GIPR,属于 G 卵白偶联受体)的正电结合位点酿成静电互补,是其与受体特异性结合的弥留结构基础。践诺标明,当 pH 偏离生理范畴时(如胃酸环境 pH 1.5-3.5),GIP 的电荷散播会发生改变,可能导致其与受体的结合本事下跌,但其在肠说念内可通过与黏膜保护卵白结合保管沉稳性。
5. CAS 号
东说念主源 GIP(包括自然索求与化学合制品)看成内源性胃肠激素,当今尚未有救援的 CAS(Chemical Abstracts Service)登象征。在科研与工业范畴,通常通过 “多肽序列 + 着手 / 纯度”(如 “Glucose-Dependent Insulinotropic Polypeptide (human), synthetic, ≥95% HPLC”)进行象征;关于高纯度合成的东说念主源 GIP(如用于药物研发的原料),分娩方会提供批次编号用于质地回想,但该编号并非通用 CAS 号。
6. 其他纰谬基人道质
分子质地:基于 42 个氨基酸的正确序列筹画,东说念主源 GIP 的表面分子质地为 4976.5 Da,通过基质援手激光解吸电离航行时候质谱(MALDI-TOF MS)检测,合成高纯度 GIP 的实测分子质地与表面值偏差≤0.2%,无杂质导致的非凡分子质地峰,确保其结构好意思满性。 融化性:在超纯水、0.01M 磷酸盐缓冲液(PBS,pH 7.4)或 0.1% 三氟乙酸(TFA)水溶液中融化度可达 0.5-1 mg/mL,融化后溶液知道透明;在甲醇、酒精等极性有机溶剂中融化度较低(<0.1 mg/mL),在非极性溶剂(如氯仿、乙醚)中险些不溶。需谨防的是,GIP 在酸性溶液(pH<4.0)中易发生聚会,影响其活性,因此融化时需戒指 pH 范畴。 沉稳性:在 - 20℃密封、避光、干燥要求下,东说念主源 GIP 可沉稳保存 1-2 年;若融化后储存于 4℃,需在 24 小时内使用,不然易被肽酶降解(如二肽基肽酶 IV,DPP-IV,可水解 N 端第 2 位丙氨酸与第 3 位谷氨酸之间的肽键,导致活性丧失)。通过化学修饰(如 N 端乙酰化、C 端酰胺化)可显贵擢升其沉稳性,修饰后在 4℃要求下可沉稳保存 72 小时以上。 生物活性单元:通常以 “促胰岛素分泌活性” 为测度模范,通过体外胰岛 β 细胞培养践诺测定,当 GIP 浓度为 10 nM 时,可使胰岛素分泌量较空缺对照组擢升 3-5 倍,该浓度被视为其体外活性检测的模范参考浓度。二、应用范畴
东说念主源 GIP 凭借其在糖代谢退换、胃肠功能调控及能量均衡中的纰谬作用,在科研、生物医药及临床会诊范畴均有弥留应用,具体如下:
1. 基础科研范畴
糖代谢机制参议:用于领悟 GIP 在胰岛素分泌调控、肝糖代谢及脂肪组织继承葡萄糖中的作用机制。举例,通过向糖尿病小鼠模子打针东说念主源 GIP,不雅察其对胰岛 β 细胞增殖、胰岛素敏锐性及血糖波动的影响,明确 GIP 在 “肠 - 胰轴” 信号通路中的核心性位。在体外践诺中,东说念主源 GIP 常与其他肠促胰素(如 GLP-1)结伙使用,对比两者在促进胰岛素分泌、胁制胰高血糖素分泌方面的各别,为代谢疾病的发病机制参议提供践诺基础。 受体功能参议:看成 GIP 受体(GIPR)的特异性配体,东说念主源 GIP 用于 GIPR 的抒发考据、结合亲和力测定及信号通路激活践诺。举例,通过名义等离子体共振(SPR)时代检测东说念主源 GIP 与重组 GIPR 的结合常数(Kd 值约为 1-5 nM),或诳骗荧光素酶讲演基因系统分析 GIP 激活 GIPR 后对 cAMP-PKA 信号通路的调控作用,为 GIPR 靶向药物的筛选提供靶点考据依据。2. 生物医药范畴
糖尿病调整药物研发:用于开垦 GIP 相同物或 GIPR 兴盛剂,调整 2 型糖尿病(T2DM)。由于自然 GIP 易被 DPP-IV 降解,半衰期短(约 7 分钟),科研东说念主员通过对东说念主源 GIP 进行结构修饰(如替换易降解氨基酸、加多侧链保护基团),开垦长效 GIP 类药物,延长其体内作用时候,增强促胰岛素分泌成果。此外,GIP 与 GLP-1 的双受体兴盛剂亦然研发烧点,可同期激活 GIPR 与 GLP-1R,达成更优的血糖戒指与体重经管成果。 臃肿干扰参议:GIP 可通过作用于脂肪组织,促进脂肪合成与储存,同期退换食欲核心(如下丘脑),影响能量摄入。频年来,东说念主源 GIP 被用于臃肿机制参议,探索其在脂肪代谢、能量均衡中的作用,为开垦臃肿调整药物提供新靶点。举例,通过构建 GIPR 敲除小鼠模子,对比野生型小鼠与敲除小鼠的体重变化、脂肪散播各别,明确 GIP 在臃肿发生中的调控作用。 胃肠功能叨唠会诊与调整:在胃肠功能叨唠(如胃食管反流病、功能性消化不良)的参议中,东说念主源 GIP 用于评估患者的 “肠 - 胃轴” 功能。举例,通过检测患者血清 GIP 水平,判断其胃排空速率与胃酸分泌景色,为临床会诊提供参考;同期,GIP 相同物也被探索用于调整胃排空过快导致的疾病,通过胁制胃排空,缓解患者的嗳酸、烧心等症状。3. 临床会诊范畴
代谢疾病会诊试剂研发:东说念主源 GIP 看成模范品或抗原,用于开垦血清 GIP 检测试剂盒(如酶联免疫吸附检修 ELISA 试剂盒),援手会诊糖尿病、臃肿症等代谢疾病。举例,2 型糖尿病患者在葡萄糖负荷后,血清 GIP 水等闲出现极度(如分泌延长或响应不及),通过检测该研讨可评估患者的肠促胰素功能,为个体化调整决议的制定提供依据。此类试剂盒中,东说念主源 GIP 的纯度平直影响检测理智度,高纯度 GIP(≥95% HPLC)可使检测下限达到 1 pg/mL,确保会诊收尾的准确性。 胰岛功能评估:在胰岛移植或胰岛功能评估践诺中,东说念主源 GIP 用于刺激胰岛 β 细胞分泌胰岛素,通过检测胰岛素分泌量评估胰岛功能。举例,在体外胰岛培养践诺中,加入 10 nM 东说念主源 GIP 后,若胰岛素分泌量较空缺组擢升不及 2 倍,辅导胰岛 β 细胞功能受损,该神色被日常用于胰岛移植前的功能筛选。三、应用旨趣
东说念主源 GIP 的应用旨趣基于其与特异性受体结合后调控的生理功能,核心旨趣可分为糖代谢退换、胃肠功能调控及能量均衡退换三大类,具体如下:
1. 糖代谢退换旨趣(依赖葡萄糖的促胰岛素分泌作用)
东说念主源 GIP 通过与胰岛 β 细胞膜上的 GIP 受体(GIPR)结合,激活 G 卵白(Gαs)介导的信号通路,促进胰岛素分泌,且该作用具有葡萄糖依赖性 —— 仅在血糖浓度升高(如餐后,血糖>5.6 mmol/L)时阐明作用,血糖正常或偏低时无彰着促分泌成果,可幸免低血糖风险。具体机制为:GIP 与 GIPR 结合后,激活腺苷酸环化酶(AC),使细胞内 cAMP 浓度升高,进而激活卵白激酶 A(PKA),PKA 磷酸化下贱靶卵白(如电压依赖性钙通说念),导致钙离子内流,触发胰岛素颗粒胞吐,最终促进胰岛素分泌。此外,GIP 还可通过激活磷脂酰肌醇 3 - 激酶(PI3K)通路,促进胰岛 β 细胞增殖,胁制 β 细胞凋一火,保管胰岛功能。
2. 胃肠功能调控旨趣(胁制胃酸分泌与胃排空)
东说念主源 GIP 由小肠 K 细胞分泌后,通过血液轮回作用于胃壁细胞和胃平滑肌细胞,阐明胃肠功能调控作用。在胃壁细胞中,GIP 与 GIPR 结合后,胁制组胺、乙酰胆碱等促胃酸分泌物资的作用,减少胃酸生成;同期,GIP 可作用于胃平滑肌细胞,裁减平滑肌松开频率与强度,减速胃排空速率,使食品在胃内充分消化,幸免餐后血糖快速升高。这一旨趣在胃肠功能叨唠调整中具有弥留应用,举例,通过补充 GIP 相同物,可缓解胃排空过快导致的餐后血糖波动及胃肠不适症状。
3. 能量均衡退换旨趣(脂肪代谢与食欲调控)
东说念主源 GIP 可作用于脂肪组织和核心神经系统,参与能量均衡退换。在脂肪组织中,GIP 与脂肪细胞名义的 GIPR 结合,激活脂肪合成相干酶(如脂卵白脂肪酶),促进脂肪酸继承与甘油三酯合成,同期胁制脂肪明白,减少游离脂肪酸开释,保管脂肪组织的正常代谢。在核心神经系统(如下丘脑),GIP 可通过血脑障蔽,与下丘脑 GIPR 结合,调控食欲相干神经肽(如阿黑皮素原 POMC、神经肽 Y NPY)的抒发,影响食欲与能量摄入,进而参与体重退换。这一旨趣为臃肿干扰参议提供了表面基础,通过调控 GIP 信号通路,可达成体重的精确经管。
四、药物研发
东说念主源 GIP 的药物研发主要围绕代谢疾病(如 2 型糖尿病、臃肿症)张开,核心标的为开垦长效 GIP 相同物、GIPR 兴盛剂及多受体兴盛剂,当今处于不同研发阶段,具体如下:
1. 长效 GIP 相同物研发(针对 2 型糖尿病)
研发标的:通过化学修饰(如 N 端乙酰化、C 端酰胺化、PEGylation 修饰)或结构转变(替换易被 DPP-IV 降解的氨基酸残基),延长东说念主源 GIP 的体内半衰期,增强其促胰岛素分泌活性,同期裁减降解速率。 研发进展:当今已有多个长效 GIP 相同物插足临床参议阶段。举例,某国外药企开垦的 GIP 相同物(给与 C 端 PEG 修饰),在 Ⅰ 期临床检修中,健康志愿者单次皮下打针后,半衰期延长至 12-16 小时,较自然 GIP(半衰期 7 分钟)显贵擢升;在 Ⅱ 期临床检修中,2 型糖尿病患者逐日打针 1 次,勾搭 12 周,空心血糖较基线下跌 1.2-1.5 mmol/L,糖化血红卵白(HbA1c)下跌 0.8%-1.0%,且未出现严重低血糖不良响应。该药物当今已插足 Ⅲ 期临床检修,主要评估其长久安全性与灵验性。 核心上风:长效 GIP 相同物可减少给药频率(从逐日屡次改为逐日 1 次),提高患者用药允从性;同期,其葡萄糖依赖性促胰岛素分泌特点可幸免低血糖风险,安全性优于传统降糖药物(如磺脲类)。2. GIP/GLP-1 双受体兴盛剂研发(针对 2 型糖尿病与臃肿症)
研发标的:基于东说念主源 GIP 与 GLP-1(胰高血糖素样肽 - 1)在糖代谢退换与体重经管中的协同作用,开垦可同期激活 GIPR 与 GLP-1R 的双受体兴盛剂,达成 “降糖 + 减重” 双重成果。 研发进展:当今人人首个 GIP/GLP-1 双受体兴盛剂已获批上市,该药物以东说念主源 GIP 和 GLP-1 序列为基础,通过结构转变增强对两种受体的结合亲和力。在 Ⅲ 期临床检修中,2 型糖尿病患者每周打针 1 次,勾搭 52 周,HbA1c 下跌 1.5%-2.0%,体重下跌 5%-10%,且对心血管具有保护作用(如裁减心血作事件风险)。此外,多个在研双受体兴盛剂也插足 Ⅱ 期临床检修阶段,部分药物在体重经管方面阐扬更优,臃肿患者用药后体重下跌幅度可达 10%-15%。 核心挑战:需均衡药物对 GIPR 与 GLP-1R 的兴盛活性,幸免因 GIPR 过度激活导致的不良响应(如胃肠说念不适、脂肪合成过多);同期,需优化药物的药代能源学特点,确保每周 1 次给药即可保管沉稳的血药浓度。3. GIPR 拮抗剂研发(针对臃肿症)
研发标的:针对 GIP 促进脂肪合成的作用,开垦 GIPR 拮抗剂,通过阻断 GIP 与 GIPR 的结合,胁制脂肪合成,减少脂肪堆积,用于臃肿症调整。 研发进展:当今 GIPR 拮抗剂处于临床前参议阶段。举例,某科研团队基于东说念主源 GIP 序列开垦的 GIPR 拮抗剂,通过替换 N 端活性氨基酸残基,使其能与 GIPR 结合但无法激活信号通路,在臃肿小鼠模子中,腹腔打针该拮抗剂后,小鼠脂肪组织分量下跌 15%-20%,体重下跌 8%-12%,且未影响血糖水平。后续参议需进一步评估其在东说念主体中的安全性与灵验性,策划开展 Ⅰ 期临床检修。五、作用机理
东说念主源 GIP 的作用机理基于其与 GIPR 结合后激活的细胞信号通路,触及多个组织器官(胰岛、脂肪组织、胃肠说念、核心神经系统),具体可分为以下几类:
1. 胰岛 β 细胞中的信号通路激活机理
东说念主源 GIP 与胰岛 β 细胞名义的 GIPR(属于 B 类 G 卵白偶联受体)结合后,最初引起受体构象改变,激活胞内 Gαs 卵白,Gαs 卵白与腺苷酸环化酶(AC)结团结激活 AC,AC 催化 ATP 转变为 cAMP,使细胞内 cAMP 浓度升高。cAMP 一方面与卵白激酶 A(PKA)的退换亚基结合,开释催化亚基,催化亚基插足细胞核,磷酸化转录因子(如 CREB),调控胰岛素基因抒发;另一方面,cAMP 可与交换卵白平直激活 cAMP(EPAC)结合,激活 Rap1 信号通路,促进胰岛 β 细胞增殖。同期,PKA 可磷酸化电压依赖性钙通说念(VDCC),使钙通说念通达,钙离子内流,触发胰岛素颗粒向细胞膜出动并发生胞吐,开释胰岛素。此外,GIP 还可通过激活 PI3K/Akt 信号通路,胁制 β 细胞凋一火相干卵白(如 Caspase-3)的活性,保护胰岛 β 细胞功能。
2. 脂肪细胞中的代谢调控机理
在脂肪细胞中,东说念主源 GIP 与 GIPR 结合后,激活 Gαs-cAMP-PKA 信号通路,PKA 磷酸化脂卵白脂肪酶(LPL),使其从脂肪细胞名义开释并插足血液,LPL 可催化血液中乳糜微粒和极低密度脂卵白(VLDL)中的甘油三酯水解为游离脂肪酸,游离脂肪酸被脂肪细胞继承后,在脂肪酸合成酶(FAS)的作用下合成甘油三酯,储存于脂肪细胞内。同期,GIP 可胁制激素敏锐性脂肪酶(HSL)的活性,HSL 是脂肪明白的纰谬酶,其活性受胁制可减少
相干产物:
Tyr-Gly-Gly-Trp-Leu
Tyr-Pro-Ile-Ser-Leu
Asn-Ala-Ile-Gln-Glu-Ala-Arg-Arg-Leu-Leu-Asn-Leu-Ser-Arg-Asp
Cys-Leu-Gln-Thr-Arg-Leu-Glu-Leu-Tyr-Lys-Gln-Gly-Leu-Arg-Gly-Ser-Leu-Thr-Lys-Leu-Lys-Gly-Pro-Leu-Thr
Phe-Gly-Phe-Leu-Pro-Ile-Tyr-Arg-Arg-Pro-Ala-Ser-NH2
Tyr-Ala-Asp-Ala-Ile-Phe-Thr-Asn-Ser-Tyr-Arg-Lys-Val-Leu-Gly-Gln-Leu-Ser-Ala-Arg-Lys-Leu-Leu-Gln-Asp-Ile-Met-Ser-Arg-NH2
His-Ala-Asp-Ala-Ile-Phe-Thr-Ser-Ser-Tyr-Arg-Arg-Ile-Leu-Gly-Gln-Leu-Tyr-Ala-Arg-Lys-Leu-Leu-His-Glu-Ile-Met-Asn-Arg-NH2
Tyr-Ala-Asp-Ala-Ile-Phe-Thr-Asn-Ser-Tyr-Arg-Lys-Val-Leu-Gly-Gln-Leu-Ser-Ala-Arg-Lys-Leu-Leu-Gln-Asp-Ile-Met-Ser-Arg-Gln-Gln-Gly-Glu-Ser-Asn-Gln-Glu-Arg-Gly-Ala-NH2
His-Val-Asp-Ala-Ile-Phe-Thr-Thr-Asn-Tyr-Arg-Lys-Leu-Leu-Ser-Gln-Leu-Tyr-Ala-Arg-Lys-Val-Ile-Gln-Asp-Ile-Met-Asn-Lys-Gln-Gly-Glu-Arg-Ile-Gln-Glu-Gln-Arg-Ala-Arg-Leu-Ser
His-Ala-Asp-Ala-Ile-Phe-Thr-Ser-Ser-Tyr-Arg-Arg-Ile-Leu-Gly-Gln-Leu-Tyr-Ala-Arg-Lys-Leu-Leu-His-Glu-Ile-Met-Asn-Arg-Gln-Gln-Gly-Glu-Arg-Asn-Gln-Glu-Gln-Arg-Ser-Arg-Phe-Asn
产物信息着手:楚肽生物
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