基于细胞膜色谱技术的鹿角胶肽段筛选及鉴定

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.20230175

山东科学 ›› 2024, Vol. 37 ›› Issue (5): 1-9.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.20230175

• 中药与天然活性产物 • 下一篇

基于细胞膜色谱技术的鹿角胶肽段筛选及鉴定

孙铁锋¹(), 赵玉², 王平¹^,^*(), 丁相龙³, 丁立钧⁴, 王金国⁴

1.山东省中医药研究院,山东济南 250014
2.山东中医药大学,山东济南 250355
3.山东省青岛市黄岛区第二中医医院,山东青岛 266400
4.山东省日照中医院,山东日照 276800

收稿日期:2023-12-12 出版日期:2024-10-20 发布日期:2024-09-29
通信作者: 王平 E-mail:suntiefenglove@163.com;wangpingjinan@163.com
作者简介:孙铁锋(1989—),男,助理研究员,研究方向为中药药理。E-mail:suntiefenglove@163.com
基金资助:
济南市“新高校20条”(202333006);山东省中医药科技项目(2020Q023);山东省自然科学基金(ZR2020MH386);国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目(2019YFE0117800);中央引导地方科技发展专项基金(YDZX2021117);山东省重点研发计划(科技示范工程);山东省中央引导地方科技发展资金项目(YDZX20203700002055)

To explore the pharmacodynamic substance basis of Cervi Cornus Colla based on cell membrane chromatography

SUN Tiefeng¹(), ZHAO Yu², WANG Ping¹^,^*(), DING Xianglong³, DING Lijun⁴, WANG Jinguo⁴

1. Shandong Academic of Chinese Medicine, Jinan 250014,China
2. Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Jinan 250355,China
3. Huangdao District Second Hospital of Traditional Chinese Medicine,Qingdao 266400,China
4. Rizhao Traditional Chinese Medicine Hospital,Rizhao 276800,China

Received:2023-12-12 Online:2024-10-20 Published:2024-09-29
Contact: WANG Ping E-mail:suntiefenglove@163.com;wangpingjinan@163.com

摘要/Abstract

摘要：

利用细胞膜色谱/超高相液相色谱-质谱(CMC/UPLC-MS)方法对中药饮片鹿角胶中的有效成分进行筛选,结合Maxquant软件、Perseus软件以及Uniprot数据库对所得谱图进行数据分析,使用Protein Data Bank对分析结果进行结构鉴定,同时采用生物信息学平台对这些肽段的生物活性、不良反应、相对分子质量、等电点、不稳定指数等基本分子特性进行预测。鉴定肽段活性概率为0.09,无毒,无溶血性,有致敏性,相对分子质量为1 541.68,肽链长度为14,亲水性为良好,等电点值为3.92,不稳定性指数为34.39。该方法为快速筛选鉴定具有药理作用的多肽和蛋白质等活性成分提供了一条可行的研究思路。

关键词: 鹿角胶, 细胞膜色谱, 骨髓间充质干细胞, 白细胞介素-1β

Abstract:

Cell membrane chromatography/ultrahigh-phase liquid chromatography-mass spectrometry (CMC/UPLC-MS) was used to screen the active ingredients, i.e., peptides, in the traditional Chinese medicine tablet Cervi cornus Colla, and the obtained spectra were analyzed using Maxquant software, Perseus software, and Uniprot database. Structures of these peptides were identified using Protein Data Bank, and their molecular properties such as their biological activity, adverse reactions, relative molecular mass, isoelectric point, and stability index were predicted using a bioinformatics platform. With an activity probability of 0.09, the peptides were identified as nontoxic, nonhemolytic, sensitizing, and highly hydrophilic, with a relative molecular mass of 1 541.68, a peptide chain length of 14, an isoelectric point of 3.92, and an instability index of 34.39.This method provides a feasible research approach for rapidly screening and identifying active ingredients(e.g., peptides and proteins) that exhibit pharmacological effects.

Key words: Cervi Cornus Colla, cell membrane chromatography, bone marrow mesenchymal stem cells, interleukin-1β

中图分类号:

R284

孙铁锋, 赵玉, 王平, 丁相龙, 丁立钧, 王金国. 基于细胞膜色谱技术的鹿角胶肽段筛选及鉴定[J]. 山东科学, 2024, 37(5): 1-9.

SUN Tiefeng, ZHAO Yu, WANG Ping, DING Xianglong, DING Lijun, WANG Jinguo. To explore the pharmacodynamic substance basis of Cervi Cornus Colla based on cell membrane chromatography[J]. Shandong Science, 2024, 37(5): 1-9.

图/表 10

表1

表2

表3

图1

图2

表4

图3

表5

表6

图4

参考文献 34

[1]	中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会. 中国骨质疏松症流行病学调查及“健康骨骼” 专项行动结果发布[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2019, 12(4): 317-318. DOI: 10.3969/j.issn.1674-2591.2019.04.001.
[2]	李建国, 谢兴文, 李鼎鹏, 等. 从BMSCs探讨 “肾主骨生髓” 理论指导下中医药治疗骨质疏松症的研究[J]. 中国骨质疏松杂志, 2022, 28(8): 1205-1207. DOI: 10.3969/j.issn.1006-7108.2022.08.021.
[3]	刘睿, 武文星, 朱悦, 等. 动物药现代研究方法学进展与展望[J]. 南京中医药大学学报, 2022, 38(10): 857-869. DOI: 10.14148/j.issn.1672-0482.2022.0857.
[4]	高志惠. 鹿角多肽的分离纯化及成骨活性研究[D]. 济南: 山东中医药大学, 2017.
[5]	王平, 张会敏, 李刚. 鹿角多肽对骨髓间充质干细胞的影响[J]. 中华中医药杂志, 2018, 33(12): 5644-5647.
[6]	国家药典委员会. 中华人民共和国药典一部:2020版[M]. 北京: 中国医药科技出版社, 2020.
[7]	刘小康, 黄丹阳, 冯琦, 等. 鹿角胶提取工艺及其咀嚼片开发研究[J]. 临床医药文献电子杂志, 2019, 6(27): 181-182. DOI: 10.16281/j.cnki.jocml.2019.27.134.
[8]	郑华珠, 王利胜, 吴银爱, 等. UPLC-MS/MS联合细胞膜固相色谱法分析补阳还五汤作用于神经元样PC12细胞的效应成分[J]. 中国实验方剂学杂志, 2018, 24(4): 14-20. DOI: 10.13422/j.cnki.syfjx.2018040014.
[9]	吴灿, 许平翠, 姚伟宣, 等. 成骨细胞膜色谱/超高效液相色谱-飞行时间质谱法快速筛选六味地黄汤抗骨质疏松活性成分[J]. 色谱, 2019, 37(3): 305-312. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2018.11022.
[10]	TYANOVA S, TEMU T, COX J. The MaxQuant computational platform for mass spectrometry-based shotgun proteomics[J]. Nature Protocols, 2016, 11(12): 2301-2319. DOI: 10.1038/nprot.2016.136. pmid: 27809316
[11]	TYANOVA S, TEMU T, SINITCYN P, et al. The Perseus computational platform for comprehensive analysis of (prote)omics data[J]. Nature Methods, 2016, 13(9): 731-740. DOI: 10.1038/nmeth.3901.
[12]	WU Y C, GUO S, WANG K L, et al. The interaction of peptide inhibitors and Aβ protein: Binding mode analysis, inhibition of the formation of Aβ aggregates, and then exert neuroprotective effects[J]. Frontiers in Aging Neuroscience, 2023, 15: 1139418. DOI: 10.3389/fnagi.2023.1139418.
[13]	WEI L S, YE X C, SAKURAI T, et al. ToxIBTL: Prediction of peptide toxicity based on information bottleneck and transfer learning[J]. Bioinformatics, 2022, 38(6): 1514-1524. DOI: 10.1093/bioinformatics/btac006. pmid: 34999757
[14]	WIN T S, MALIK A A, PRACHAYASITTIKUL V, et al. HemoPred: A web server for predicting the hemolytic activity of peptides[J]. Future Medicinal Chemistry, 2017, 9(3): 275-291. DOI: 10.4155/fmc-2016-0188. pmid: 28211294
[15]	SHARMA N, PATIYAL S, DHALL A, et al. AlgPred 2.0: An improved method for predicting allergenic proteins and mapping of IgE epitopes[J]. Briefings in Bioinformatics, 2021, 22(4): bbaa294. DOI: 10.1093/bib/bbaa294.
[16]	DA S VIEIRA D, POLVEIRO R C, BUTLER T J, et al. An in silico, structural, and biological analysis of lactoferrin of different mammals[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 187: 119-126. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.07.102. pmid: 34302867
[17]	李尹, 郭秀欢, 雷艳, 等. 基于UPLC-Q-Exactive-MS的菲牛蛭酶解物肽段鉴定与分子特性表征[J]. 药物评价研究, 2022, 45(1): 48-59. DOI: 10.7501/j.issn.1674-6376.2022.01.006.
[18]	GAO L, TAO D Y, SHAN Y C, et al. HPLC-MS/MS shotgun proteomic research of deer antlers with multiparallel protein extraction methods[J]. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences, 2010, 878(32): 3370-3374. DOI: 10.1016/j.jchromb.2010.10.022.
[19]	张警文, 夏天爽, 蒋益萍, 等. 动物药抗骨质疏松研究概况[J]. 药学实践与服务, 2023, 41(1): 8-13.
[20]	邸贵鑫. 基于SDF-1/CXCR4通路探讨补肾、健脾中药调控BMSCs向成骨分化、MDSCs向成肌分化的机制研究[D]. 辽宁: 辽宁中医药大学, 2022.
[21]	乔小万, 邓强, 李中锋, 等. 基于 “肾虚髓枯” 理论探讨骨质疏松症的病机及中药治疗[J]. 中国骨质疏松杂志, 2022, 28(5): 760-765. DOI: 10.3969/j.issn.1006-7108.2022.05.026.
[22]	王忠, 陈寅萤, 张盈颖, 等. 多组分多靶点中药药理作用机制研究中的问题和解决策略[J]. 中国实验方剂学杂志, 2018, 24(5): 1-6. DOI: 10.13422/j.cnki.syfjx.2018050001.
[23]	WANG P, SHI B, GAO Z H, et al. Effect of colla cornus cervi combined with lv-mediated bmp7 transfected bmscs on anfh in rats[J]. Acta Poloniae Pharmaceutica, 2016, 73(6): 1521-1530. pmid: 29634106
[24]	刘丽, 张新, 李成, 等. 牙周细胞膜色谱联用高效液相筛选三七有效成分的研究[J]. 宁夏医学杂志, 2021, 43(1): 35-37. DOI: 10.13621/j.1001-5949.2021.01.0035.
[25]	RÉVÉSZ Á, MILLEY M G, NAGY K, et al. Tailoring to search engines: Bottom-up proteomics with collision energies optimized for identification confidence[J]. Journal of Proteome Research, 2021, 20(1): 474-484. DOI: 10.1021/acs.jproteome.0c00518. pmid: 33284634
[26]	刘宇文, 张伟, 潘佳星, 等. 固相萃取-液质联用法用于乌鸡白凤丸中动物药的质量控制初探[J]. 中国药师, 2020, 23(8): 1535-1539. DOI: 10.3969/j.issn.1008-049X.2020.08.012.
[27]	李娜, 胡亚楠, 王晓雪, 等. 鹿角胶化学成分、药理作用及质量控制研究进展[J]. 中药材, 2021, 44(7): 1777-1783. DOI: 10.13863/j.issn1001-4454.2021.07.043.
[28]	付佳, 贾倩倩, 韩省力, 等. 基于SNAP-tag-EGFR细胞膜色谱的北豆根中潜在抗肿瘤活性组分筛选及验证[J]. 西北药学杂志, 2023, 38(1): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1004-2407.2023.01.001.
[29]	李欧, 付真真, 刘康妮, 等. 血小板细胞膜色谱构建及柱温研究[J]. 中国药学杂志, 2020, 55(15): 1289-1294. DOI: 10.11669/cpj.2020.15.012.
[30]	许晴, 李智, 万梅绪, 等. 基于细胞膜色谱技术的人参皂苷及五味子木脂素与血管内皮生长因子受体的作用分析[J]. 药物评价研究, 2021, 44(11): 2379-2384. DOI: 10.7501/j.issn.1674-6376.2021.11.012.
[31]	张静, 李晨晨, 孟箭. 白细胞介素1β对人牙周膜干细胞和骨髓间充质干细胞骨向分化的影响[J]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2020, 14(2): 88-94. DOI: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2020.02.005.
[32]	傅万峪, 刘祺, 郝婷, 等. 细胞膜色谱技术在中药活性成分筛选及质量控制中的应用[J]. 承德医学院学报, 2021, 38(6): 532-535. DOI: 10.15921/j.cnki.cyxb.2021.06.025.
[33]	刘睿, 赵明, 段金廒. 基于“蛋白质/肽组学-修饰组学” 研究动物药功效物质基础的思路与方法[J]. 药学学报, 2020, 55(8): 1735-1743. DOI: 10.16438/j.0513-4870.2019-1035.
[34]	王亮, 张林凡, 何玉琼, 等. 动物药中氨基酸药理活性及含量研究概况[J]. 亚太传统医药, 2021, 17(2): 165-169. DOI: 10.11954/ytctyy.202102054.

药材/试剂	厂家	批号
DMEM-高糖液体培养基	美国赛默飞世尔公司	8123638
0.25%胰蛋白酶-EDTA溶液	NCM Biotech	20231130
青链霉素混合液	北京索莱宝科技有限公司	GP2308019
PBS缓冲液	Viva Cell	2352433
胎牛血清	ExCell Bio	12B234
鹿角片	山东建联盛嘉中药有限公司中药饮片厂	20210301
乙腈(色谱纯)	上海星可高纯溶剂有限公司	0113210806
乙酸(色谱纯)	天津市大茂化学试剂厂	20151221

仪器	厂家
96孔培养板	美国康宁公司
倒置生物显微镜	南京尼康江南光学仪器有限公司
CO₂培养箱	上海力申科学仪器有限公司
超净工作台	苏州安泰空气技术有限公司
DDL-5型离心机	上海安亭科技仪器厂
6 mL固相萃取柱	湖南比克曼生物科技有限公司
FW100型高速万能粉碎机	北京市永光明医疗仪器有限公司
十万分之一电子天平	德国塞多利斯科学仪器有限公司
高压液相色谱-质谱联用仪	美国赛默飞世尔科技公司
Water ACQUITY UPLC HSS C₁₈色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm)	美国沃特世公司

数据库/软件	网址
Xcalibur软件(版本4.3)	https://thermo-scientific-xcalibur.software.informer.com/4.3/
Maxquant软件(版本2.4.0.0)	https://www.maxquant.org/
Perseus软件(版本2.0.10.0)	https://www.maxquant.org/perseus/
Peptide Ranker	http://distilldeep.ucd.ie/PeptideRanker/
ToxIBTL	https://server.wei-group.net/ToxIBTL/ProcessServlet
Hemopred	http://codes.bio/hemopred/
Algpred2.0	https://webs.iiitd.edu.in/raghava/algpred/submission.html
Uniprot	https://www.uniprot.org/
PBD	https://www1.rcsb.org/
Pepcalc.com-Peptide calculator	https://pepcalc.com-Peptide calculator
Expasy ProtParam tool	https://web.expasy.org/protparam

编号	序列	长度	相对分子质量
1	AGPSTGGRQGSRHEQAR	17	1 750.857 1
2	CCKAQEPEACFK	12	1 526.631 6
3	DSAQAATGECTATVAK	16	1 579.714 8
4	EIETYCLLIGGDDGACKSGGYKSK	24	2 620.214 9
5	GDTPTLQLEEVDPK	14	1 540.762 1
6	GTSVDGHSLASSNTDFALSLYK	22	2 269.086 3
7	GYEVHFFVNASDVSNVKAHLNASR	24	2 660.309 5
8	IECALNFAMQGAEEIR	16	1 850.865 5
9	NPSLLLGK	8	840.506 9
10	QLKKLHINYNNLTESVGPLPK	21	2 405.343 1
11	RHDFFKSAMPEGYVQER	17	2 095.989 8
12	SENFSSKTK	9	1 026.498 2
13	SEVAHRFKDLGEENFK	16	1 904.938 1
14	VSSVPSNSNVVVGTTNACAPSAR	23	2 273.107 0
15	VVNPTQA	7	727.386 5

序列	肽段	序列	肽段	序列	肽段	序列	肽段
10	MAPVPEPINE	80	MEKLRNSAYA	150	ALHLLSQEMS	220	RFVFYKTEIK
20	MMAYYSDENE	90	HVFHDDDLRN	160	REVVFCMSFV	230	DTVEFESVLY
30	LLFEADGPKQ	100	VLSFIFEEEP	170	QAEERDNKIP	240	PNWYISTSHP
40	MKSCIQHLDL	110	VIFETSSDEF	180	VALGIRDKNQ	250	EEKPVFLGHF
50	GSVEVGNIQL	120	LCDAAVQSVN	190	YLSCVKKGDT	260	RGGQDITDFR
60	QISHQLYNKS	130	CKLQDREQNS	200	PTLQLEEVDP		METLSP
70	FRQVVSVIVA	140	LVLASPCVLK	210	KVYPKRNMEK

基于细胞膜色谱技术的鹿角胶肽段筛选及鉴定

To explore the pharmacodynamic substance basis of Cervi Cornus Colla based on cell membrane chromatography

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 10

参考文献 34

相关文章 1

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

序列	肽段	序列	肽段	序列	肽段	序列	肽段
10	PVQSIKCKLQ	50	FCMSFVQAEE	90	LEEVDPKVYP	130	ISTSQTEEKP
20	DREQKSLVLA	60	RDNKIPVALG	100	KRNMEKRFVF	140	VFLGHFRGGQ
30	SPCVLKALHL	70	IRDKNLYLSC	110	YKTEIKDTVE
40	LSQEMSREVV	80	VKKGDTPTLQ	120	FESVLYPNWY