
该多肽是Ras-Raf-MEK-ERK 信号通路的特异性竞争性抑制剂,核心作用为阻断 Ras 蛋白的活化与下游信号传导,作用特征具有靶点特异性、通路选择性、细胞穿透性、低毒高效性:
特异性结合 Ras 下游效应因子:主要竞争性结合Raf 激酶的 Ras 结合域(RBD),同时可弱结合 PI3K 的 p85 亚基,优先阻断 Ras-Raf 通路,对 Ras 的其他下游通路(如 PI3K-Akt)抑制作用较弱,通路选择性强; 无直接 Ras 蛋白结合:不直接结合 Ras 蛋白本身,而是通过结合其下游效应因子,占据 Ras 与效应因子的结合位点,形成竞争性抑制,避免因 Ras 蛋白构象多变导致的结合效率降低; 自主细胞穿透性:C 端 Arg 强碱性簇介导阳离子依赖的细胞内吞,多肽可直接穿过细胞膜进入细胞质,无需脂质体、转染试剂辅助,操作简便,适用于体外细胞实验; 浓度依赖性的通路抑制:低浓度(10~50 μmol/L)即可显著抑制 Ras-Raf 通路活化,中高浓度(50~500 μmol/L)可完全阻断通路,且在有效浓度范围内对正常细胞的增殖无明显抑制,仅对 Ras 活化的肿瘤细胞具有选择性抑制作用; 与 Ras 突变体的适配性:对常见的 Ras 激活突变体(如 K-Ras G12D、H-Ras G12V)均有抑制效果,因突变体的下游 Raf 结合域结构未发生改变,是广谱性 Ras 通路抑制肽。三、核心生物活性该多肽无直接生理活性,核心活性为通过竞争性抑制阻断 Ras-Raf-ERK 信号通路,进而调控细胞的增殖、凋亡、侵袭等生物学行为,核心生物活性均围绕 Ras 通路抑制展开,适用于肿瘤细胞、Ras 活化的异常增殖细胞研究:
1. 特异性抑制 Ras-Raf-ERK 信号通路活化
这是其核心功能:通过结合 Raf 激酶的 RBD 域,阻断 Ras-GTP(活化型 Ras)与 Raf 激酶的结合,抑制 Raf 激酶的磷酸化激活,进而阻断下游 MEK、ERK 的级联磷酸化,使Ras-Raf-ERK 通路处于失活状态;可显著降低细胞内 p-ERK、p-MEK、p-Raf 的蛋白表达水平,UEDBETapp登录是体外研究 Ras 通路功能的经典工具。
2. 抑制 Ras 活化型肿瘤细胞的增殖
对Ras 基因突变 / 过表达的肿瘤细胞(如胰腺癌、结肠癌、肺癌细胞)具有选择性增殖抑制作用:通过阻断 Ras-Raf-ERK 通路,抑制细胞周期调控蛋白(如 Cyclin D1、CDK4)的表达,使肿瘤细胞阻滞在 G0/G1 期,无法进入 S 期进行 DNA 复制,从而抑制细胞增殖;对正常细胞(Ras 通路未异常活化)无明显增殖抑制,具有细胞选择性。
3. 诱导 Ras 活化型肿瘤细胞的凋亡
通过抑制 Ras-Raf-ERK 通路,下调抗凋亡蛋白(如 Bcl-2、Bcl-xL)的表达,上调促凋亡蛋白(如 Bax、Caspase-3)的表达,激活线粒体凋亡通路,诱导 Ras 活化的肿瘤细胞发生凋亡;同时可抑制通路介导的细胞存活信号,增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。
4. 抑制肿瘤细胞的侵袭与迁移
Ras-Raf-ERK 通路是调控细胞骨架重排、上皮间质转化(EMT)的核心通路,该多肽通过阻断通路活化,下调 EMT 相关蛋白(如 N - 钙粘蛋白、波形蛋白)的表达,上调上皮标志物(如 E - 钙粘蛋白)的表达,抑制肿瘤细胞的骨架重排与伪足形成,从而显著降低肿瘤细胞的侵袭与迁移能力。
5. 逆转 Ras 通路介导的细胞恶性转化
对 Ras 基因转染的正常细胞(如 NIH/3T3 细胞)具有恶性转化逆转作用:可阻断 Ras 通路介导的细胞形态改变、锚定非依赖性生长,使恶性转化的细胞恢复正常的贴壁生长形态,抑制软琼脂集落形成能力,是研究 Ras 基因致瘤机制的重要工具。
四、核心作用机理该多肽的所有生物活性均基于对 Ras-Raf-ERK 信号通路的竞争性阻断,核心机理为:多肽通过脯氨酸富集基序 + C 端碱性簇,竞争性结合 Raf 激酶的 Ras 结合域→阻断 Ras-GTP 与 Raf 的结合→抑制 Raf-MEK-ERK 级联磷酸化→下调通路下游的增殖 / 存活 / 侵袭相关基因→实现肿瘤细胞的增殖抑制与凋亡诱导,具体分子过程如下:
1. 多肽的细胞穿透与细胞质定位
C 端3 个连续 Arg 形成的强碱性簇是细胞穿透的核心:带正电荷的 Arg 胍基与细胞膜表面的负电荷基团(如磷脂酰丝氨酸、糖胺聚糖)形成静电相互作用,投注平台使多肽吸附于细胞膜表面,随后通过网格蛋白依赖的内吞作用进入细胞,内吞后多肽从内吞体释放至细胞质,与 Raf 激酶发生相互作用(Raf 激酶主要定位于细胞质与细胞膜)。
2. 与 Raf 激酶的特异性竞争性结合
Ras 蛋白的活化形式为Ras-GTP,其可通过自身的效应结合域与Raf 激酶的 Ras 结合域(RBD)特异性结合,该结合是 Raf 激酶活化的前提;
Ras 抑制肽的脯氨酸富集基序(VPPPVPP)与 Raf 激酶 RBD 域的PXXP 脯氨酸识别口袋高度互补:① Pro 的刚性构象使肽链形成与 Ras-GTP 效应结合域相似的空间排布,精准嵌入 Raf 的 RBD 结合口袋;② Val 的疏水性侧链与 RBD 域的疏水氨基酸形成疏水相互作用,增强结合稳定性;③ C 端 Arg 碱性簇与 RBD 域的酸性氨基酸(Asp/Glu)形成静电相互作用,进一步提升多肽与 Raf 的结合亲和力;
多肽以竞争性方式占据 Raf 激酶的 RBD 域,使 Ras-GTP 无法与 Raf 结合,从而阻断 Raf 激酶的膜定位与磷酸化激活。
{jz:field.toptypename/}3. 阻断 Raf-MEK-ERK 级联信号传导
Raf 激酶因无法与 Ras-GTP 结合,无法从细胞质转位至细胞膜,始终处于无活性的胞质游离状态,无法发生自身磷酸化与上游激酶(如 Src)介导的磷酸化激活;
无活性的 Raf 激酶无法催化下游MEK1/2的磷酸化,MEK 保持无活性状态,进而无法催化ERK1/2的磷酸化;
ERK1/2 是 Ras 通路的核心下游激酶,未磷酸化的 ERK 无法转位至细胞核,无法激活下游的增殖、存活、侵袭相关转录因子(如 c-Myc、AP-1、NF-κB),导致相关靶基因(Cyclin D1、Bcl-2、MMP9)的表达下调。
4. 下游生物学效应的调控
通路阻断后,通过多途径调控细胞生物学行为:
增殖抑制:Cyclin D1/CDK4 表达下调,细胞周期 G1/S 期检验点阻滞,细胞无法进入增殖周期; 凋亡诱导:Bcl-2/Bax 比值降低,线粒体膜电位下降,细胞色素 C 释放,激活 Caspase-3/9 级联反应,启动线粒体凋亡通路; 侵袭抑制:MMP9(基质金属蛋白酶 9)、EMT 相关蛋白表达下调,细胞骨架重排受阻,肿瘤细胞的侵袭与迁移能力显著降低。五、核心应用领域该多肽因Ras 通路特异性强、自主细胞穿透、低细胞毒性,成为Ras 信号通路研究、肿瘤药理学、靶向肽研发的核心工具肽,核心应用领域如下:
1. Ras 信号通路的功能研究
作为特异性通路抑制剂,用于解析 Ras-Raf-ERK 通路在细胞增殖、凋亡、分化、侵袭中的功能;通过 “多肽抑制 + 通路靶点检测” 的方式,验证通路与特定生物学行为的关联性,是细胞生物学中通路功能研究的经典工具;也可用于筛选 Ras 通路的下游靶基因,探究通路的调控网络。
2. 肿瘤细胞体外模型研究
用于Ras 突变型肿瘤细胞的体外研究:构建 Ras 通路依赖的肿瘤细胞模型(如胰腺癌 PANC-1、结肠癌 HCT116 细胞),通过多肽抑制通路,探究 Ras 突变在肿瘤发生、发展中的作用;同时可用于验证其他抗肿瘤药物是否通过调控 Ras 通路发挥作用,解析药物的作用机制。
3. 抗肿瘤靶向肽的研发模板
作为人工设计的 Ras 通路抑制肽,其结构(脯氨酸富集基序 + 碱性穿透簇)为新型抗肿瘤靶向肽的研发提供模板:通过对其进行结构改造(如环化、氨基酸替换、PEG 化修饰),提升其与 Raf 激酶的结合亲和力、体内半衰期与肿瘤靶向性,研发高效的 Ras 通路靶向肽药物;也可将其与化疗药物、光动力治疗剂偶联,构建靶向 Ras 突变肿瘤细胞的偶联肽,增强药物的肿瘤选择性。
4. 高通量药物筛选的阳性对照
用于抗 Ras 通路抗肿瘤药物的高通量筛选:以该多肽为阳性对照,通过检测候选药物对 Ras-Raf-ERK 通路的抑制效果、对 Ras 突变肿瘤细胞的增殖抑制作用,筛选出高活性的抗 Ras 通路药物;适用于小分子抑制剂、抗体、多肽等多种类型抗肿瘤药物的筛选。
5. 细胞信号通路的交叉调控研究
用于探究 Ras-Raf-ERK 通路与其他信号通路(如 PI3K-Akt、NF-κB、JAK-STAT)的交叉调控关系:通过多肽特异性抑制 Ras 通路,检测其他通路的活性变化,解析通路间的串话机制,为研究肿瘤细胞的信号通路网络提供依据。
六、研究进展与应用前景1. 核心研究进展
确证了该多肽的核心作用靶点为 Raf 激酶的 RBD 域,明确了脯氨酸富集基序(VPPPVPP)与 C 端碱性簇是其结合与抑制活性的关键,为结构改造提供了依据; 验证了其对多种 Ras 突变型肿瘤细胞(K-Ras、H-Ras、N-Ras 突变)的增殖抑制与凋亡诱导效果,证实了其广谱的 Ras 通路抑制活性; 完成了其高效固相化学合成,合成肽的纯度可达 98% 以上,且具有良好的体外稳定性与细胞穿透性,满足体外实验与研发需求; 基于该多肽的结构,开发了环化修饰体,通过分子内成环提升了其与 Raf 激酶的结合亲和力与抗酶解能力,抑制活性提升 3~5 倍。2. 应用前景
新型抗 Ras 肿瘤肽药物研发:以该多肽为模板,通过环化修饰、肿瘤靶向肽融合、PEG 化等改造方式,研发具有体内活性的 Ras 通路靶向肽,解决 Ras 蛋白 “不可成药” 的难题,为 Ras 突变型肿瘤(如胰腺癌、肺癌)的治疗提供新策略; 肿瘤联合治疗的候选药物:将该多肽与化疗药物(如吉西他滨、紫杉醇)、免疫检查点抑制剂(如 PD-1 抗体)联合使用,通过抑制 Ras 通路增强肿瘤细胞对化疗 / 免疫治疗的敏感性,提升联合治疗的效果; Ras 通路研究的标准化工具:成为全球高校、科研院所研究 Ras 信号通路的标准化工具肽,用于通路功能解析、药物机制验证,提升实验结果的重复性与可比性; 活体成像探针的研发:对该多肽进行荧光 / 放射性标记,研发靶向 Ras 突变肿瘤细胞的成像探针,用于 Ras 突变型肿瘤的体内成像与诊断,实现肿瘤的精准定位。发布于:上海市










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