驼乳乳铁蛋白DPP-IV抑制肽的筛选验证及其防治糖尿病潜在作用机制探究

目的:结合生物信息学,从驼乳乳铁蛋白(Lactoferrin,LF)中筛选DPP-IV(Dipeptidyl peptidase IV,DPP-IV)抑制肽,并利用网络药理学探讨筛选肽段对糖尿病的潜在作用机制.方法:利用BIOPEP网站模拟酶切LF序列产生多条肽段,结合多肽数据库及分子对接筛选潜在的DPP-IV抑制肽,选择其中四条进行人工合成,验证其DPP-IV抑制活性,通过分子对接分析肽段与DPP-IV分子间相互作用方式,Lineweaver-Burk方法分析肽段抑制模式.选择抑制作用较强的GPQY进行网络药理学分析,预测其对糖尿病的潜在作用机制.采用Swiss Target Prediction和GeneCards数据库挖掘GPQY及糖尿病的作用靶点,String数据库获取蛋白与蛋白互作关系,Cytoscape 3.9.0软件构建PPI网络,DAVID数据库对靶点进行GO与KEGG通路富集分析.结果:筛选验证获得2条DPP-IV抑制GPQY和EACAF,其半抑制浓度(IC50)值分别为348.27±16.11和1024.89±19.67μmol/L,抑制模式分析表明GPQY为竞争性抑制,EACAF为混合型抑制.分子对接结果显示两条肽段通过氢键、疏水作用和静电作用与DPP-IV结合.由PPI网络筛选到GPQY有STAT3、MMP9、SRC、MAPK1等25个核心作用靶点,KEGG通路富集显示GPQY防治糖尿病通路涉及IL-17信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、肾素-血管紧张素系统、细胞凋亡等.结论:驼乳LF是DPP-IV抑制肽的良好来源,由其获得的四肽GPQY可通过多靶点、多通路参与炎症反应,影响细胞增殖分化等多方面防治糖尿病及其并发症.