Разработка и прогнозирование токсичности нового антитромбоцитарного пищевого пептида
DOI:
10.5922/vestniknat-2024-3-6
Ключевые слова
циклические пептиды
антитромботические свойства
биологическая активность
токсичность
цитотоксичность
Аннотация
Разработку антитромбоцитарного пептида проводили с использованием протеомных баз данных и базы данных циклических пептидов Cybase. Прогнозирование токсичности осуществляли на платформе ADMETl ab 3. В качестве каркаса был применен циклический пептид с названием PLP-5 под номером 1375 в базе данных циклических пептидов Cybase. Получен новый пептид с аминокислотной последовательностью QLSNGLFVDYLWW. По предсказателю биологической активности пептидов он имеет биоактивность на уровне 0,81968 ед. при максимальной 1. Пептид не вызывает острую токсичность при пероральном применении, не токсичен для сердца, печени, слизистых глаз и дыхательных путей, не мутагенен, не цитотоксичен, что позволяет его рекомендовать в качестве функционального ингредиента для пищевой продукции специализированного назначения, но при условии подтверждения эффективности в экспериментах in vitro.
1. Nagareddy P., Smyth S. S. Inflammation and thrombosis in cardio-vascular disease // Curr Opin Hematol. 2013. Vol. 20, № 5. Р. 457—463. https://doi.org/10.1097/MOH.0b013e328364219d.
2. Koupenova M., Clancy L., Corkrey H. A., Freedman J. E. Circulating platelets as mediators of immunity, inflammation, and thrombosis // Circ Res. 2018. Vol. 122, № 2. Р. 337—351. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.117. 310795.
3. Mackman N., Bergmeier W., Stouffer G. A., Weitz J. I. Therapeutic strategies for thrombosis: new targets and approaches // Nat Rev Drug Discov. 2020. Vol. 19, № 5. Р. 333—352. https://doi.org/10.1038/s41573-020-0061-0.
4. Kim W. M., Huang Y. H., Gandhi A., Blumberg R. S. CEACAM1 struc-ture and function in immunity and its therapeutic implications // Semin Immunol. 2019. Vol. 42. Р. 101296. https://doi.org/10.1016/j.smim.2019. 101296.
5. Prall F., Nollau P., Neumaier M. et al. CD66a (BGP), an adhesion molecule of the carcinoembryonic antigen family, is expressed in epithelium, endothelium, and myeloid cells in a wide range of normal human tissues // J Histochem Cytochem. 1996. Vol. 44, № 1. Р. 35—41. https://doi.org/10.1177/44.1.8543780.
6. Schumann D., Chen C. J., Kaplan B., Shively J. E. Carcinoembryonic antigen cell adhesion molecule 1 directly associates with cytoskele-ton proteins actin and tropomyosin // J Biol Chem. 2001. Vol. 276, № 50. Р. 47421—47433. doi: 10.1074/jbc.M109110200.
7. Wong C., Liu Y., Yip J. et al. CEACAM1 negatively regulates platelet-collagen interactions and thrombus growth in vitro and in vivo // Blood. 2009. Vol. 113, № 8. Р. 1818—1828. https://doi.org/10.1182/blood-2008- 06-165043.
8. Stern N., Markel G., Arnon T. I. et al. Carcinoembryonic antigen, № CEA) inhibits NK kill-ing via interaction with CEA-related cell adhesion molecule 1 // J Immunol. 2005. Vol. 174, № 11. Р. 6692—6701. https://doi.org/10.4049/jimmunol.174.11.6692.
9. Nieswandt B., Watson S. P. Platelet-collagen interaction: is GPVI the central receptor? // Blood. 2003. Vol. 102, № 2. Р. 449–461. https://doi.org/10.1182/blood-2002-12-3882.
10. Stalker T. J., Newman D. K., Ma P. Platelet signaling // Handb Exp Pharmacol. 2012. Vol. 210. Р. 59—85. https://doi.org/10.1007/978-3-642-29423-5.
11. Watson S. P., Auger J. M., McCarty O. J., Pearce A. C. GPVI and integrin alphaIIb beta3 signaling in platelets // J Thromb Haemost. 2005. Vol. 3, № 8. Р. 1752—1762. https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2005.01429.x.
12. Wang J., Ye Y., Wei G. et al. Matrix metalloproteinase12 facilitated platelet activation by shedding car-cinoembryonic antigen related cell adhesion molecule1 // Biochem Biophys Res Commun. 2017. Vol. 486, № 4. Р. 1103—1109. https://doi.org/10.1016/j.bbrc. 2017.04.001.
13. Ye Y., Wan W., Wang J. et al. The CEACAM1-derived peptide QLSN impairs collagen-induced human platelet activation through glycoprotein VI // Biosci Biotechnol Biochem. 2020. Vol. 84, № 1. Р. 85—94. https://doi.org/10.1080/09168451.2019.1662277.
14. Ye Y., Leng M., Chai S. Antiplatelet effects of the CEACAM1-derived peptide QDTT // Platelets. 2024. Vol. 35, № 1. Р. 2308635. doi: 10.1080/09537104.2024.2308635.
15. Jaradat D. M. Solid-Phase Peptide Cyclization with Two Disulfide Bridges // Methods Mol Biol. 2022. Vol. 2371. Р. 19—29.
16. Lovelock S. L., Crawshaw R., Basler S. et al. The road to fully programmable protein catalysis // Nature. 2022. Vol. 606. Р. 49—58. doi: 10.1038/s41586-022-04456-z.
17. Jacob B., Vogelaar A., Cadenas E., Cama-rero J.-A. Using the cyclotide scaffold for targeting biomolecular interactions in drug development // Molecules. 2022. Vol. 27. Р. 6430. https://doi.org/10.3390/molecules27196430.
18. Asai T., Adachi N., Moriya T. Cryo-EM Structure of K+-Bound hERG Channel Complexed with the Blocker Astemizole // Structure. 2021. Vol. 29, № 3. Р. 203—212.e4. https://doi.org/10.1016/j.str.2020.12.007.
19. Zhang C. J., Meyer S. R., O’Meara M. A human liver organoid screening platform for DILI risk prediction // J Hepatol. 2023. Vol. 78, № 5. Р. 998—1006. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2023.01.019.
20. Rejeski K., Perez A., Sesques P. et al. CAR-HEMATOTOX: a model for CAR T-cellrelated hematologic toxicity in relapsed / refractory large B-cell lymphoma // Blood. 2021. Vol. 138, № 24. Р. 2499—2513.
21. Abaandou L., Quan D., Shiloach J. Affecting HEK293 Cell Growth and Production Performance by Modifying the Expression of Specific Genes // Cells. 2021. Vol. 10, № 7. Р. 1667. https://doi.org/10.3390/cells10071667.
2. Koupenova M., Clancy L., Corkrey H. A., Freedman J. E. Circulating platelets as mediators of immunity, inflammation, and thrombosis // Circ Res. 2018. Vol. 122, № 2. Р. 337—351. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.117. 310795.
3. Mackman N., Bergmeier W., Stouffer G. A., Weitz J. I. Therapeutic strategies for thrombosis: new targets and approaches // Nat Rev Drug Discov. 2020. Vol. 19, № 5. Р. 333—352. https://doi.org/10.1038/s41573-020-0061-0.
4. Kim W. M., Huang Y. H., Gandhi A., Blumberg R. S. CEACAM1 struc-ture and function in immunity and its therapeutic implications // Semin Immunol. 2019. Vol. 42. Р. 101296. https://doi.org/10.1016/j.smim.2019. 101296.
5. Prall F., Nollau P., Neumaier M. et al. CD66a (BGP), an adhesion molecule of the carcinoembryonic antigen family, is expressed in epithelium, endothelium, and myeloid cells in a wide range of normal human tissues // J Histochem Cytochem. 1996. Vol. 44, № 1. Р. 35—41. https://doi.org/10.1177/44.1.8543780.
6. Schumann D., Chen C. J., Kaplan B., Shively J. E. Carcinoembryonic antigen cell adhesion molecule 1 directly associates with cytoskele-ton proteins actin and tropomyosin // J Biol Chem. 2001. Vol. 276, № 50. Р. 47421—47433. doi: 10.1074/jbc.M109110200.
7. Wong C., Liu Y., Yip J. et al. CEACAM1 negatively regulates platelet-collagen interactions and thrombus growth in vitro and in vivo // Blood. 2009. Vol. 113, № 8. Р. 1818—1828. https://doi.org/10.1182/blood-2008- 06-165043.
8. Stern N., Markel G., Arnon T. I. et al. Carcinoembryonic antigen, № CEA) inhibits NK kill-ing via interaction with CEA-related cell adhesion molecule 1 // J Immunol. 2005. Vol. 174, № 11. Р. 6692—6701. https://doi.org/10.4049/jimmunol.174.11.6692.
9. Nieswandt B., Watson S. P. Platelet-collagen interaction: is GPVI the central receptor? // Blood. 2003. Vol. 102, № 2. Р. 449–461. https://doi.org/10.1182/blood-2002-12-3882.
10. Stalker T. J., Newman D. K., Ma P. Platelet signaling // Handb Exp Pharmacol. 2012. Vol. 210. Р. 59—85. https://doi.org/10.1007/978-3-642-29423-5.
11. Watson S. P., Auger J. M., McCarty O. J., Pearce A. C. GPVI and integrin alphaIIb beta3 signaling in platelets // J Thromb Haemost. 2005. Vol. 3, № 8. Р. 1752—1762. https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2005.01429.x.
12. Wang J., Ye Y., Wei G. et al. Matrix metalloproteinase12 facilitated platelet activation by shedding car-cinoembryonic antigen related cell adhesion molecule1 // Biochem Biophys Res Commun. 2017. Vol. 486, № 4. Р. 1103—1109. https://doi.org/10.1016/j.bbrc. 2017.04.001.
13. Ye Y., Wan W., Wang J. et al. The CEACAM1-derived peptide QLSN impairs collagen-induced human platelet activation through glycoprotein VI // Biosci Biotechnol Biochem. 2020. Vol. 84, № 1. Р. 85—94. https://doi.org/10.1080/09168451.2019.1662277.
14. Ye Y., Leng M., Chai S. Antiplatelet effects of the CEACAM1-derived peptide QDTT // Platelets. 2024. Vol. 35, № 1. Р. 2308635. doi: 10.1080/09537104.2024.2308635.
15. Jaradat D. M. Solid-Phase Peptide Cyclization with Two Disulfide Bridges // Methods Mol Biol. 2022. Vol. 2371. Р. 19—29.
16. Lovelock S. L., Crawshaw R., Basler S. et al. The road to fully programmable protein catalysis // Nature. 2022. Vol. 606. Р. 49—58. doi: 10.1038/s41586-022-04456-z.
17. Jacob B., Vogelaar A., Cadenas E., Cama-rero J.-A. Using the cyclotide scaffold for targeting biomolecular interactions in drug development // Molecules. 2022. Vol. 27. Р. 6430. https://doi.org/10.3390/molecules27196430.
18. Asai T., Adachi N., Moriya T. Cryo-EM Structure of K+-Bound hERG Channel Complexed with the Blocker Astemizole // Structure. 2021. Vol. 29, № 3. Р. 203—212.e4. https://doi.org/10.1016/j.str.2020.12.007.
19. Zhang C. J., Meyer S. R., O’Meara M. A human liver organoid screening platform for DILI risk prediction // J Hepatol. 2023. Vol. 78, № 5. Р. 998—1006. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2023.01.019.
20. Rejeski K., Perez A., Sesques P. et al. CAR-HEMATOTOX: a model for CAR T-cellrelated hematologic toxicity in relapsed / refractory large B-cell lymphoma // Blood. 2021. Vol. 138, № 24. Р. 2499—2513.
21. Abaandou L., Quan D., Shiloach J. Affecting HEK293 Cell Growth and Production Performance by Modifying the Expression of Specific Genes // Cells. 2021. Vol. 10, № 7. Р. 1667. https://doi.org/10.3390/cells10071667.