J. Med. Chem.：新型肽有助于治疗多种炎症性疾病

据物理学家组织网5月14日报道，一个国际研究小组基于自然产生的C3a肽，研制出了一种候选药物。C3a肽是调节免疫反应的核心成员，能够增强或阻止其活动影响的药物或将有助于治疗哮喘、类风湿性关节炎和败血症等多种炎症性疾病。相关研究报告发表在近期出版的《药物化学杂志》上。

研究团队首先创建了名为C3a受体蛋白质的三维结构图，该蛋白位于人体细胞的表面，并在调节免疫系统下属的补体系统中发挥着关键作用。

对于补体系统的调节，被认为是一种控制过于活跃的或因出错而致害的免疫反应的可能途径。然而，几乎没有药物能直接定位补体蛋白，也没有药物能定位C3a受体。这在某种程度上是因为补体系统十分复杂，其有时候能淡化免疫反应，而其他时候却能激起更强烈的反应。

随后，科学家利用计算技术设计出了能增强或阻止C3a活动的新型肽，因为他们预测这些肽将与受体发生反应，以阻止或增强它们的活性。他们计算出蛋白质的三维结构会如何改变，以及什么时候会在蛋白质的化学序列中发生改变。基于自然产生的、通常能够调节人体细胞中C3a受体的C3a肽的三维结构，研究人员制成了针对C3a活性的对抗剂和兴奋剂，其具备前所未有的效能和精确度。这种将肽设计为所需形状的能力，允许科学家能以精确的方式定位C3a受体。最后，科研人员在小鼠细胞和人体细胞内对肽进行了测试和分析，证实其与此前的理论预测相符。

除了有助于治疗哮喘、类风湿性关节炎和败血症等多种炎症性疾病，通过对补体的调控还有望治疗再灌注损伤。其通常发生在体内的血流被短暂切断时，例如心脏病发作或中风，血液回流时产生的炎症反应。另一种可能的应用是器官移植，该种情况下，身体通常会作出破坏性的免疫反应，来对抗新引入的器官。

研究团队下一步将在具有炎症的活体动物模型上测试制成的新肽，他们还计划更深入地探索C3a在炎症中扮演的双重角色，并力图开发更多的候选药物。

doi:10.1021/jm201609k
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De Novo Peptide Design with C3a Receptor Agonist and Antagonist Activities: Theoretical Predictions and Experimental Validation

Meghan L. Bellows-Peterson, Ho Ki Fung, and Christodoulos A. Floudas

Targeting the complement component 3a receptor (C3aR) with selective agonists or antagonists is believed to be a viable therapeutic option for several diseases such as stroke, heart attack, reperfusion injuries, and rheumatoid arthritis. We designed a number of agonists, partial agonists, and antagonists of C3aR using our two- stage de novo protein design framework. Of the peptides tested using a degranulation assay in C3aR-transfected rat basophilic leukemia cells, two were prominent agonists (EC50 values of 25.3 and 66.2 nM) and two others were partial agonists (IC50 values of 15.4 and 26.1 nM). Further testing of these lead compounds in a calcium flux assay in U937 cells yielded similar results although with reduced potencies compared to transfected cells. The partial agonists also displayed full antagonist activity when tested in a C3aR inhibition assay. In addition, the electrostatic potential profile was shown to potentially discriminate between full agonists and partial agonists.