Hydrin 1’;别名 [Arg⁸, Gly¹⁰, Lys¹¹]-Vasotocin；水合素 1’|科技 |分子 |组织细胞 |Hydrin |Gly |调控

Hydrin 1’;别名 [Arg⁸, Gly¹⁰, Lys¹¹]-Vasotocin；水合素 1’ ypxx.net

基本信息

英文名称：Hydrin 1'，别名 [Arg⁸, Gly¹⁰, Lys¹¹]-Vasotocin
中文名称：水合素 1'
CAS 号：148440-73-7
氨基酸序列：半胱氨酸 - 酪氨酸 - 异亮氨酸 - 谷氨酰胺 - 天冬酰胺 - 半胱氨酸 - 脯氨酸 - 精氨酸 - 甘氨酸 - 甘氨酸 - 赖氨酸，1 位与 6 位半胱氨酸形成分子内二硫键
单字母序列：CYIQNCPRGGK（Cys1-Cys6 分子内二硫键）
三字母序列：Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-Gly-Lys（Cys1,6 disulfide bridge）
氨基酸残基数：11 个
分子式：C₅₁H₈₁N₁₇O₁₅S₂
分子量：1236.42 Da
理论等电点：约 10.80，分子含有 1 个精氨酸、1 个赖氨酸强碱性残基，无酸性氨基酸侧链，碱性基团占主导，整体呈现强碱性特征。
来源：该十一肽为两栖动物特有的内源性神经垂体活性肽，隶属于加压素 / 催产素超家族，是水合素 1 的天然 C 端截短亚型，天然表达于蛙类、爪蟾等两栖动物的下丘脑 - 神经垂体系统，由神经肽前体经内源蛋白酶剪切、氧化折叠形成分子内二硫键后生成成熟活性肽，主要参与调控两栖类皮肤水通透性与机体水盐稳态，是脊椎动物水代谢调控肽家族进化研究的重要分子。实验室采用固相多肽合成技术制备，经定向氧化形成天然 Cys1-Cys6 二硫键，产物空间构象与生物活性和天然内源肽完全一致。
翻译后修饰：线性肽链经氧化形成 Cys1 与 Cys6 分子内二硫键，构成刚性环化核心结构，无分子间二硫键交联；N 端氨基与 C 端羧基均为游离末端，无乙酰化、酰胺化、磷酸化、糖基化、硫酸化等其他共价修饰。序列含有酪氨酸光敏芳香残基，紫外照射下酚羟基易发生氧化损伤；二硫键对强还原剂高度敏感，还原开环后环状构象破坏，生物活性完全丧失；精氨酸、赖氨酸为碱性带电残基，谷氨酰胺、天冬酰胺为极性亲水残基，残基解离平衡随环境 pH 动态变化；常温中性缓冲体系下，环化核心骨架结构稳定性良好。

结构信息

该多肽为典型的 “环 - 尾” 型空间构象，N 端 1~6 位依靠二硫键形成刚性疏水环状结构，是受体识别的核心功能区；C 端 7~11 位为柔性线性尾巴，富含碱性氨基酸，参与受体结合与下游信号启动。水溶液中环区构象高度稳定，第 7 位脯氨酸进一步固定环 - 尾连接处的 β 转角，C 端尾部因甘氨酸残基呈现较高柔性，无长程规整二级结构。

依据结构与功能关联可划分为两个功能区域：环区核心（1~6 位）为受体结合决定区，酪氨酸芳香侧链可嵌入受体疏水结合口袋，是介导受体激活的关键残基，谷氨酰胺、天冬酰胺提供氢键结合位点，共同保证配体 - 受体结合的特异性；C 端尾区（7~11 位）为功能调节区，脯氨酸维持构象转角，精氨酸与赖氨酸形成正电荷簇，强化与受体胞外区的静电相互作用，调控受体结合亲和力与下游信号强度；与水合素 1 相比，该肽缺失 C 端末端精氨酸，尾部正电荷密度降低，受体结合亲和力与水合生理活性略低于水合素 1。

分子表面带电残基与极性残基丰富，在 pH 4.0~9.0 宽范围缓冲体系中水溶性良好，无自发聚集沉淀现象。紫外光照会氧化酪氨酸，导致受体结合能力显著下降；二硫苏糖醇、β- 巯基乙醇等强还原剂可断裂二硫键，破坏环状核心构象，造成生物活性完全丧失；强酸强碱、持续高温会引发肽键水解与二硫键断裂；常规混匀、震荡操作不会破坏天然二硫键环结构。

作用机理及研究进展

作用机理

水合素 1' 是两栖类水代谢调控的内源性神经肽，主要通过结合靶组织细胞膜上的加压素型 G 蛋白偶联受体发挥生理功能。在皮肤组织中，该肽结合表皮细胞表面受体后激活腺苷酸环化酶通路，升高胞内 cAMP 水平，促进水通道蛋白向细胞膜转运，显著提高皮肤上皮的水通透性，使两栖动物可通过皮肤直接吸收环境水分；在肾脏组织中，可促进肾小管与集合管对水分的重吸收，减少尿液排出，维持机体渗透压稳态。因 C 端缺失一个精氨酸残基，其水合活性与受体亲和力相较于水合素 1 略有降低，直观体现了 C 端碱性残基对多肽功能的剂量式调控作用。

该环肽口服易被消化道蛋白酶降解，且二硫键易被肠道还原环境破坏，无全身口服生物利用度；体外受体结合、细胞信号实验可直接在缓冲体系开展，体内动物实验多采用腹腔注射、皮下注射或皮肤局部给药方式。

研究进展

早期研究从两栖动物神经垂体组织中分离鉴定出该天然截短亚型，完成全长氨基酸序列解析与二硫键定位，测定完整理化参数并收录 CAS 编号；通过在体皮肤水通透性实验对比其与水合素 1 的活性差异，初步明确 C 端残基对水合功能的调控作用。

中期研究借助定点突变、二硫键改造、残基化学修饰等技术，系统对比水合素家族不同成员的构效关系，验证酪氨酸、脯氨酸及碱性氨基酸的功能贡献，阐明环区构象完整性与 C 端正电荷密度对受体结合活性的调控规律；利用放射配体结合、第二信使检测等技术，鉴定其对应的受体亚型与下游信号转导通路；系统评价 pH、温度、还原剂、光照对多肽稳定性与生物活性的影响，逐步完善该神经肽的结构 - 功能理论体系。

现阶段该多肽是比较生理学、神经内分泌学、多肽进化生物学领域的重要工具肽。基础研究中用于探究脊椎动物加压素 / 催产素家族的功能分化与进化规律、两栖类水盐平衡调控的分子机制；比较生理学中用于对比不同脊椎动物类群神经垂体激素的功能差异与演化路径；应用研究中以其为先导分子，开发针对皮肤水合、水代谢紊乱的多肽类候选分子；同时也作为模式环肽，用于二硫键定向折叠、多肽稳定性优化的方法学研究。

溶解保存

该多肽水溶性良好，常温轻柔混匀即可完全溶解于无菌纯水、pH 4.0~9.0 磷酸盐缓冲液、生理氯化钠溶液，无需高比例有机溶剂辅助溶解，中性至弱酸性缓冲体系为最优稳定环境，需长期规避强酸碱环境与持续高温。

序列含光敏酪氨酸残基，且二硫键对强还原剂敏感，多肽配制、取样、实验操作及全程储存必须严格避光，溶液体系严禁添加二硫苏糖醇、β- 巯基乙醇等强还原剂，避免二硫键断裂失活。

真空冻干粉末采用密封避光方式储存，常规长期储存温度设置为 - 20 ℃，标准种质留样优选 - 80 ℃环境；多肽水溶液按照单次实验用量独立分装，严格禁止反复冻融操作；4 ℃避光条件下可短期稳定存放 5~7 天，-20 ℃避光密封环境下可稳定保存 2~3 个月。经过无菌过滤后的多肽溶液，可直接用于受体结合实验、细胞信号检测、皮肤水合功能测定及体内生理药理研究。

相关多肽