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20种可被基质金属蛋白酶切割的多肽
浏览量:1115 | 2025/5/16 11:33:37
在健康组织中,ECM的沉积和降解受到严格调控,以确保体内平衡和基质周转。基质金属蛋白酶(MMPs)是锌依赖的内肽酶,在组织重塑和病理状态(如癌症)中经常过度表达。MMP敏感序列GPX1G*LX2G(其中*表示裂解位点,X1为A或L, X2为G)可以掺入到水凝胶中,以控制其酶降解并生成可切割的合成基质;例如,MMP-2敏感序列GTAGLIGQ可以作为PA水凝胶的可切割骨架。同样,肽FFAGLDD中的MMP-9敏感序列GL允许阿霉素从苯乙酰基PAs中体外释放,能够在MMP敏感位点降解后从胶束聚集体切换到纤维。以二苯丙氨酸为基础的肽水凝胶,包括一个MMP敏感的四肽(PLGL)连接到一个神经保护的六肽(NAVSIQ),可以注射到小鼠的大脑,并在MMP-9切割后释放六肽。含有MMP-1可切割表位(GPQGIWGQ)的自组装PA-透明质酸膜允许研究细胞-ECM重塑相互作用。许多MMP敏感肽已被优化以确保高酶敏感性和特异性,包括来自噬菌体展示文库的序列,如SGESPAYYTA(针对MMP-2优化),GAPFALRLV(针对MMP-3和MMP-7优化),GGYAELRMGG(针对MMP-11优化)和GPLGLWAR(针对MMP-13优化),GPQGIAGQ(对MMP-1, -2, -3, -7, -8和-9敏感),GPLGMRGL(可被MMP-13切割),以及序列VPMSMRGG和IPESLRAG。它们对MMP-1和MMP-2有很高的降解率。MMP敏感表位也被应用于动态基质的设计,诱导形态发生和增强细胞侵袭;例如,在PEG水凝胶中实现对MMP敏感的GPQGIWGQ表位,可以在体外实现肠道干细胞的蛋白水解重塑和器官发生。同样,通过调节含有MMP敏感的GPQGIWGQ序列的肝素基水凝胶的机制和可降解性,可以在体外实现肾小管形成。经MMP敏感PVGLIG表位修饰的藻酸盐凝胶可以传递人间充质干细胞,并在小鼠模型皮下植入后确保细胞入侵并随后降解。
以下汇总介绍能够被各种基质金属蛋白酶切割的多肽序列。
能够被基质金属蛋白酶-1(MMP-1)切割的多肽序列

1、GPQGIWGQ

单字母 H2N-GPQGIWGQ-OH

多字母 H2N-Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Trp-Gly-Gln-OH

氨基酸个数 8

分子式 C38H55N11O11

平均分子量(MW) 841.91

参考文献:Ferreira, D. S. et al. Molecularly engineered self-assembling membranes for cell-mediated degradation. Adv. Healthc. Mater. 4, 602–612 (2015).
2、VPMSMRGG
单字母 H2N-VPMSMRGG-OH

多字母 H2N-Val-Pro-Met-Ser-Met-Arg-Gly-Gly-OH

氨基酸个数 8

分子式 C33H59N11O10S2

平均分子量(MW) 834.02

参考文献:Patterson, J. & Hubbell, J. A. Enhanced proteolytic degradation of molecularly engineered PEG hydrogels in response to MMP-1 and MMP-2. Biomaterials 31, 7836–7845 (2010).

3、IPESLRAG
单字母 H2N-IPESLRAG-OH

多字母 H2N-Ile-Pro-Glu-Ser-Leu-Arg-Ala-Gly-OH

氨基酸个数 8

分子式 C36H63N11O12

平均分子量(MW) 841.95

参考文献:Patterson, J. & Hubbell, J. A. Enhanced proteolytic degradation of molecularly engineered PEG hydrogels in response to MMP-1 and MMP-2. Biomaterials 31, 7836–7845 (2010).

能够被基质金属蛋白酶-2(MMP-2)切割的多肽序列

1、GTAGLIGQ
单字母 H2N-GTAGLIGQ-OH

多字母 H2N-Gly-Thr-Ala-Gly-Leu-Ile-Gly-Gln-OH

氨基酸个数 8

分子式 C30H53N9O11

平均分子量(MW) 715.8

参考文献:Kim, J.-K., Anderson, J., Jun, H.-W., Repka, M. A. & Jo, S. Self-assembling peptide amphiphile-based nanofiber gel for bioresponsive cisplatin delivery. Mol. Pharm. 6, 978–985 (2009).

2、PVGLIG
单字母 H2N-PVGLIG-OH

多字母 H2N-Pro-Val-Gly-Leu-Ile-Gly-OH

氨基酸个数 6

分子式 C26H46N6O7

平均分子量(MW) 554.68

参考文献:Chau, Y. et al. Incorporation of a matrix metalloproteinase-sensitive substrate into self-assembling peptides — a model for biofunctional scaffolds. Biomaterials 29, 1713–1719 (2008).

3、SLGK
单字母 H2N-SLGK-OH

多字母 H2N-Ser-Leu-Gly-Lys-OH

氨基酸个数 4

分子式 C17H33N5O6

平均分子量(MW) 403.47

参考文献:Chen, C. et al. Rational design of short peptide-based hydrogels with MMP-2 responsiveness for controlled anticancer peptide delivery. Biomacromolecules 18, 3563–3571 (2017).

4、LDLPVGLIGKLD
单字母 H2N-LDLPVGLIGKLD-OH

多字母 H2N-Leu-Asp-Leu-Pro-Val-Gly-Leu-Ile-Gly-Lys-Leu-Asp-OH

氨基酸个数 12

分子式 C58H101N13O17

平均分子量(MW) 1252.5

参考文献:Zhou, Y. et al. Injectable extracellular vesicle-released self-assembling peptide nanofiber hydrogel as an enhanced cell-free therapy for tissue regeneration. J. Control. Rel. 316, 93–104 (2019).

5、GPQGIAGQ
单字母 H2N-GPQGIAGQ-OH

多字母 H2N-Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Ala-Gly-Gln-OH

氨基酸个数 8

分子式 C30H50N10O11

平均分子量(MW) 726.78

参考文献:Lin, Y.-A., Ou, Y.-C., Cheetham, A. G. & Cui, H. Rational design of MMP degradable peptide-based supramolecular filaments. Biomacromolecules 15, 1419–1427 (2014).

6、IPVSLRSG
单字母 H2N-IPVSLRSG-OH

多字母 H2N-Ile-Pro-Val-Ser-Leu-Arg-Ser-Gly-OH

氨基酸个数 8

分子式 C36H65N11O11

平均分子量(MW) 827.97

参考文献:Lin, Y.-A., Ou, Y.-C., Cheetham, A. G. & Cui, H. Rational design of MMP degradable peptide-based supramolecular filaments. Biomacromolecules 15, 1419–1427 (2014).

7、SGESPAYYTA
单字母 H2N-SGESPAYYTA-OH

多字母 H2N-Ser-Gly-Glu-Ser-Pro-Ala-Tyr-Tyr-Thr-Ala-OH

氨基酸个数 10

分子式 C46H64N10O18

平均分子量(MW) 1045.06

参考文献:Chen, E. I. et al. A unique substrate recognition profile for matrix metalloproteinase-2. J. Biol. Chem. 277, 4485–4491 (2002).

8、VPMSMRGG
单字母 H2N-VPMSMRGG-OH

多字母 H2N-Val-Pro-Met-Ser-Met-Arg-Gly-Gly-OH

氨基酸个数 8

分子式 C33H59N11O10S2

平均分子量(MW) 834.02

参考文献:Patterson, J. & Hubbell, J. A. Enhanced proteolytic degradation of molecularly engineered PEG hydrogels in response to MMP-1 and MMP-2. Biomaterials 31, 7836–7845 (2010).

9、IPESLRAG
单字母 H2N-IPESLRAG-OH

多字母 H2N-Ile-Pro-Glu-Ser-Leu-Arg-Ala-Gly-OH

氨基酸个数 8

分子式 C36H63N11O12

平均分子量(MW) 841.95

参考文献:Patterson, J. & Hubbell, J. A. Enhanced proteolytic degradation of molecularly engineered PEG hydrogels in response to MMP-1 and MMP-2. Biomaterials 31, 7836–7845 (2010).

能够被基质金属蛋白酶-3(MMP-3)切割的多肽序列

1、GAPFALRLV
单字母 H2N-GAPFALRLV-OH

多字母 H2N-Gly-Ala-Pro-Phe-Ala-Leu-Arg-Leu-Val-OH

氨基酸个数 9

分子式 C45H74N12O10

平均分子量(MW) 943.14

参考文献:Smith, M. M., Shi, L. & Navre, M. Rapid identification of highly active and selective substrates for stromelysin and matrilysin using bacteriophage peptide display libraries. J. Biol. Chem. 270, 6440–6449 (1995).

能够被基质金属蛋白酶-7(MMP-7)切割的多肽序列

1、GAPFALRLV
单字母 H2N-GAPFALRLV-OH

多字母 H2N-Gly-Ala-Pro-Phe-Ala-Leu-Arg-Leu-Val-OH

氨基酸个数 9

分子式 C45H74N12O10

平均分子量(MW) 943.14

参考文献:Smith, M. M., Shi, L. & Navre, M. Rapid identification of highly active and selective substrates for stromelysin and matrilysin using bacteriophage peptide display libraries. J. Biol. Chem. 270, 6440–6449 (1995).

能够被基质金属蛋白酶-9(MMP-9)切割的多肽序列

1、FFAGLDD
单字母 H2N-FFAGLDD-OH

多字母 H2N-Phe-Phe-Ala-Gly-Leu-Asp-Asp-OH

氨基酸个数 7

分子式 C37H49N7O12

平均分子量(MW) 783.82

参考文献:Kalafatovic, D. et al. MMP-9 triggered micelle-to-fibre transitions for slow release of doxorubicin. Biomater. Sci. 3, 246–249 (2015).

2、PLGL
单字母 H2N-PLGL-OH

多字母 H2N-Pro-Leu-Gly-Leu-OH

氨基酸个数 4

分子式 C19H34N4O5

平均分子量(MW) 398.5

参考文献:Adak, A. et al. Extracellular matrix (ECM)-mimicking neuroprotective injectable sulfo-functionalized peptide hydrogel for repairing brain injury. ACS Biomater. Sci. Eng. 6, 2287–2296 (2020).

能够被基质金属蛋白酶-11(MMP-11)切割的多肽序列

1、GGYAELRMGG
单字母 H2N-GGYAELRMGG-OH

多字母 H2N-Gly-Gly-Tyr-Ala-Glu-Leu-Arg-Met-Gly-Gly-OH

氨基酸个数 10

分子式 C42H67N13O14S1

平均分子量(MW) 1010.13

参考文献:Pan, W. et al. Identification of peptide substrates for human MMP-11 (stromelysin-3) using phage display. J. Biol. Chem. 278, 27820–27827 (2003).

能够被基质金属蛋白酶-13(MMP-13)切割的多肽序列

1、PTG-XKV (X=l, L, F, A)
单字母 H2N-PTGAKV-OH

多字母 H2N-Pro-Thr-Gly-Ala-Lys-Val-OH

氨基酸个数 6

分子式 C25H45N7O8

平均分子量(MW) 571.67

参考文献:Giano, M. C., Pochan, D. J. & Schneider, J. P. Controlled biodegradation of self-assembling β-hairpin peptide hydrogels by proteolysis with matrix metalloproteinase-13. Biomaterials 32, 6471–6477 (2011).

2、GPLGYLWAR
单字母 H2N-GPLGYLWAR-OH

多字母 H2N-Gly-Pro-Leu-Gly-Tyr-Leu-Trp-Ala-Arg-OH

氨基酸个数 9

分子式 C50H73N13O11

平均分子量(MW) 1032.2

参考文献:Deng, S. J. et al. Substrate specificity of human collagenase 3 assessed using a phage-displayed peptide library. J. Biol. Chem. 275, 31422–31427 (2000).

3、GPLGMRGL
单字母 H2N-GPLGMRGL-OH

多字母 H2N-Gly-Pro-Leu-Gly-Met-Arg-Gly-Leu-OH

氨基酸个数 8

分子式 C34H61N11O9S1

平均分子量(MW) 799.98

参考文献:Deng, S. J. et al. Substrate specificity of human collagenase 3 assessed using a phage-displayed peptide library. J. Biol. Chem. 275, 31422–31427 (2000).

参考文献:doi.org/10.1038/s44222-023-00055-3

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