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多肽（polypeptides）是α－氨基酸以肽鍵連接在一起而形成的化合物，是蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物，通常由10~100個氨基酸分子脫水縮合而成，分子量低于10,000Da（Dalton，道爾頓）。

多肽有生物活性肽和人工合成多肽兩種。今天我們主要來聊聊生物體內(nèi)各種各樣的活性肽。

與大分子量蛋白質(zhì)類似，低分子量的生物活性肽也廣泛參與了機體大部分生理過程的調(diào)控。根據(jù)功能的不同，生物活性肽主要包括以下幾類：

抗菌活性肽：當昆蟲受到外界環(huán)境刺激時產(chǎn)生大量的具有抗菌活性的陽離子多肽。目前已篩選出百余種抗菌肽，體內(nèi)外實驗證實，多個抗菌肽不僅有很強的殺菌能力還能殺死腫瘤細胞。 

例如，從蠶體內(nèi)篩選的抗菌肽D表現(xiàn)了很好的應用前景，并能利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)。蛇毒內(nèi)也存在多種活性多肽，從蛇毒內(nèi)分離出一個13個氨基酸(INKAIAALAKKLL)小肽，其對G+及G-菌均有殺菌能力。

藥用多肽：很多植物中藥的有效成分是小分子多肽，比如我國科學家從大豆內(nèi)加工分離出的活性多肽，可通過小腸直接吸收，能防治血栓，高血壓和高血脂，還能延緩衰老，提高肌體抗腫瘤能力。從人參、茶葉、銀杏葉等植物內(nèi)也分離出很多用于心血管疾病的小肽。

免疫活性肽：一類存在于生物體內(nèi)具有免疫功能的多肽。這種多肽在體內(nèi)一般含量較低，結(jié)構(gòu)多樣，是一種細胞信號傳導物質(zhì)，通過內(nèi)分泌、旁分泌、神經(jīng)分泌等多種作用方式行使生物學功能。如來源于微生物的胞壁酰二肽、環(huán)孢素A等；來源于動物的胎盤免疫調(diào)節(jié)因子等。

神經(jīng)活性肽：動物體內(nèi)的激素和神經(jīng)遞質(zhì)，如內(nèi)啡肽、腦啡肽、生長激素抑制因子、促甲狀腺激素釋放激素等。

如果根據(jù)產(chǎn)生機制來分，那么生物活性肽可以分為經(jīng)典的生物活性肽和非經(jīng)典的生物活性肽：

經(jīng)典的生物活性肽（Classical bio-active peptides, CBAPs）：是由前體蛋白水解而來，儲存于細胞中的分泌囊泡中，可分泌到細胞外行使生物學功能（圖1a）。如生物體內(nèi)的激素，是由激素原水解而來的多肽。

非經(jīng)典的生物活性肽（non-classical bio-active peptides, NCBAPs）：最近幾年，這一類多肽吸引了越來越多科學家的關(guān)注。這些NCBAPs不是分泌蛋白，而是由短開放閱讀框（short open reading frame, sORF）翻譯而來的，位于細胞質(zhì)中，參與了細胞內(nèi)的多種生物過程，包括轉(zhuǎn)錄調(diào)控、鈣離子運輸、DNA修復等（圖1b）。

圖1 多肽產(chǎn)生的兩種途徑

這些sORF編碼的多肽（sORF encoded polypeptides, SEPs）在生物體內(nèi)參與了多種生物學過程，已在細菌、酵母、果蠅、小鼠、人細胞等各個物種中發(fā)現(xiàn)具有多種多樣的生物學功能。甚至有文獻報道短至由11個氨基酸組成的多肽在細胞內(nèi)也有著具體的分子功能^[2]。下面具體舉例：

在大腸桿菌中，由SgrS mRNA的一個sORF編碼的SgrT，一個43-aa的SEP，可以在葡萄糖毒性條件下保護細胞（圖2）^[1]。

果蠅tal/pri基因上有三個編碼11-aa長SEP的sORF，以及一個編碼32-aa長SEP的sORF。該基因突變可以導致果蠅四肢截斷，而異源表達該11-aa長SEP則可恢復表型，說明該表型是由這個SEP調(diào)控的（圖3）^[2]。

圖2 大腸桿菌sORF編碼的多肽具有生物學功能

圖3 果蠅中sORF的生物學功能

小鼠中一個由lncRNA編碼的46個氨基酸的小肽Myoregulin，可以調(diào)控肌漿網(wǎng)中的鈣離子轉(zhuǎn)運，從而調(diào)控肌肉的運動能力（圖4）^[3]。

圖4 小鼠中多肽Myoregulin調(diào)控肌肉運動能力。

人線粒體16S RNA上的一個75bp的sORF編碼了一個24-aa多肽humanin，該功能多肽通過抑制促凋亡蛋白BAX從而保護細胞逃過β-amyloid介導的細胞凋亡^[4]。

人長非編碼RNA——LINC-PINT環(huán)化形成的circ-PINT可翻譯成一個87-aa的多肽，該功能多肽可以抑制腦膠質(zhì)瘤的發(fā)展^[5]（基迪奧客戶文章，具體解讀請戳“基迪奧客戶合作文章 | 翻譯組測序揭示經(jīng)典lncRNA形成環(huán)狀RNA后可翻譯功能多肽”）。

下表是對上述例子進行的匯總表。還有更多已報道功能的SEPs，大家感興趣的話可以自行上Pubmed搜索，肯定是一搜一大把。

既然sORF編碼的多肽SEPs在逆境脅迫、生長發(fā)育、細胞生理、腫瘤發(fā)生發(fā)展等多個方面都有重要功能，那么該如何對這些SEPs進行研究呢？研究思路和研究手段分別是怎么樣的？我們下期再跟大家分享。今天的內(nèi)容就先到這里啦！

參考文獻：

[1] Wadler, C.S. & Vanderpool, C.K. Adual function for a bacterial small RNA: SgrS performs base pairing-dependentregulation and encodes a functional polypeptide. Proc. Natl. Acad. Sci. USA104, 20454–20459 (2007).

[2] Kondo T , Hashimoto Y , Kato K , et al.Small peptide regulators of actin-based cell morphogenesis encoded by apolycistronic mRNA[J]. NATURE CELL BIOLOGY, 2007, 9(6):660-665.

[3] Anderson D M , Anderson K M , Chang C L, et al. A micropeptide encoded by a putative long noncoding RNA regulatesmuscle performance.[J]. Cell, 2015, 160(4):595-606.

[4] Guo, B. et al. Humanin peptidesuppresses apoptosis by interfering with Bax activation. Nature 423, 456–461(2003).

[5] Zhang M , Zhao K , Xu X , et al. Apeptide encoded by circular form of LINC-PINT suppresses oncogenictranscriptional elongation in glioblastoma[J]. Nature Communications, 2018,9(1).