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27种促进细胞粘附和生长的多肽
浏览量:566 | 2025/5/18 11:22:57
细胞与其周围环境的交流大多编码在细胞外基质(ECM)中结构蛋白和信号蛋白的表位上。这些肽表位可以被整合到生物材料中,作为功能编码分子来调节细胞间以及细胞与细胞外基质之间的相互作用。在这篇文章中,我们整理总结了了天然和合成肽表位作为促进细胞粘附和生长的多肽序列。这些序列能够选择性地与细胞和细胞外基质进行交流,以协调生物过程,包括直接向细胞发送信号的表位、与细胞外基质成分结合从而间接向细胞发送信号的表位以及调节细胞外基质周转的表位。以下为不同来源的促进细胞粘附和生长的多肽的具体信息总结:
来源于纤维连接蛋白的细胞粘附表位
RGD肽存在于纤维连接蛋白结构域FNIII9-10中,是研究最多的细胞粘附肽序列之一,RGD的掺入使合成的水凝胶具有细胞粘附特性。

1、RGDS

单字母 H2N-RGDS-OH

多字母 H2N-Arg-Gly-Asp-Ser-OH

氨基酸个数 4

分子式 C15H27N7O8

平均分子量(MW) 433.42

参考文献:【1】Hersel, U., Dahmen, C. & Kessler, H. RGD modified polymers: biomaterials for stimulated cell adhesion and beyond. Biomaterials 24, 4385–4415 (2003).【2】Yin, H. et al. Three-dimensional self-assembling nanofiber matrix rejuvenates aged/degenerative human tendon stem/progenitor cells. Biomaterials 236, 119802 (2020).
2、KQAGDV
单字母 H2N-KQAGDV-OH

多字母 H2N-Lys-Gln-Ala-Gly-Asp-Val-OH

氨基酸个数 6

分子式 C25H44N8O10

平均分子量(MW) 616.66

参考文献:Huettner, N., Dargaville, T. R. & Forget, A. Discovering cell-adhesion peptides in tissue engineering: beyond RGD. Trends Biotechnol. 36, 372–383 (2018).

3、PRARI
单字母 H2N-PRARI-OH

多字母 H2N-Pro-Arg-Ala-Arg-Ile-OH

氨基酸个数 5

分子式 C26H49N11O6

平均分子量(MW) 611.74

细胞粘附表位来源于层粘连蛋白

层粘连蛋白衍生的多肽,包括层粘连蛋白α-链上的IKVAV,层粘连蛋白β -链上的YIGSR, PDSGR, RYVVLPR,以及层粘连蛋白γ-链上的RNIAEIIKDI,可用于诱导血管生成和神经发生中的细胞聚集和簇形成。

1、IKVAV
单字母 H2N-IKVAV-OH

多字母 H2N-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH

氨基酸个数 5

分子式 C25H48N6O6

平均分子量(MW) 528.69

参考文献:【1】Yu, T. T. & Shoichet, M. S. Guided cell adhesion and outgrowth in peptide-modified channels for neural tissue engineering. Biomaterials 26, 1507–1514 (2005).【2】Ali, S., Saik, J. E., Gould, D. J., Dickinson, M. E. & West, J. L. Immobilization of cell-adhesive laminin peptides in degradable PEGDA hydrogels influences endothelial cell tubulogenesis. Bioresearch Open Access 2, 241–249 (2013).
2、YIGSR
单字母 H2N-YIGSR-OH

多字母 H2N-Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg-OH

氨基酸个数 5

分子式 C26H42N8O8

平均分子量(MW) 594.66

参考文献:【1】Jun, H.-W. & West, J. L. Endothelialization of microporous YIGSR/PEG-modified polyurethaneurea. Tissue Eng. 11, 1133–1140 (2005).【2】Genové, E. et al. Functionalized self-assembling peptide hydrogel enhance maintenance of hepatocyte activity in vitro. J. Cell. Mol. Med. 13, 3387–3397 (2009).

3、PDSGR
单字母 H2N-PDSGR-OH

多字母 H2N-Pro-Asp-Ser-Gly-Arg-OH

氨基酸个数 5

分子式 C20H34N8O9

平均分子量(MW) 530.53

参考文献:Gelain, F., Bottai, D., Vescovi, A. & Zhang, S. Designer self-assembling peptide nanofiber scaffolds for adult mouse neural stem cell 3-dimensional cultures. PLoS ONE 1, e119 (2006).
4、RKRLQVQLSIRT
单字母 H2N-RKRLQVQLSIRT-OH

多字母 H2N-Arg-Lys-Arg-Leu-Gln-Val-Gln-Leu-Ser-Ile-Arg-Thr-OH

氨基酸个数 12

分子式 C64H120N24O17

平均分子量(MW) 1497.79

参考文献:Balaoing, L. R. et al. Laminin peptide-immobilized hydrogels modulate valve endothelial cell hemostatic regulation. PLoS ONE 10, e0130749 (2015).

5、CGGRKRLQVQLSIRT
单字母 H2N-CGGRKRLQVQLSIRT-OH

多字母 H2N-Cys-Gly-Gly-Arg-Lys-Arg-Leu-Gln-Val-Gln-Leu-Ser-Ile-Arg-Thr-OH

氨基酸个数 15

分子式 C71H131N27O20S1

平均分子量(MW) 1715.03

参考文献:Barcellona, M. N. et al. Control of adhesive ligand density for modulation of nucleus pulposus cell phenotype. Biomaterials 250, 120057 (2020).

6、RYVVLPR
单字母 H2N-RYVVLPR-OH

多字母 H2N-Arg-Tyr-Val-Val-Leu-Pro-Arg-OH

氨基酸个数 7

分子式 C42H71N13O9

平均分子量(MW) 902.09

参考文献:Genové, E., Shen, C., Zhang, S. & Semino, C. E. The effect of functionalized self-assembling peptide scaffolds on human aortic endothelial cell function. Biomaterials 26, 3341–3351 (2005).

7、RNIAEIIKDI
单字母 H2N-RNIAEIIKDI-OH

多字母 H2N-Arg-Asn-Ile-Ala-Glu-Ile-Ile-Lys-Asp-Ile-OH

氨基酸个数 10

分子式 C52H93N15O16

平均分子量(MW) 1184.39

参考文献:Stauffer, W. R. & Cui, X. T. Polypyrrole doped with 2 peptide sequences from laminin. Biomaterials 27, 2405–2413 (2006).

8、AGQWHRVSVRWG
单字母 H2N-AGQWHRVSVRWG-OH

多字母 H2N-Ala-Gly-Gln-Trp-His-Arg-Val-Ser-Val-Arg-Trp-Gly-OH

氨基酸个数 12

分子式 C65H95N23O15

平均分子量(MW) 1438.59

参考文献:Zhu, Y. et al. Potent laminin-inspired antioxidant regenerative dressing accelerates wound healing in diabetes. Proc. Natl Acad. Sci. USA 115, 6816–6821 (2018).

9、IKLLI
单字母 H2N-IKLLI-OH

多字母 H2N-Ile-Lys-Leu-Leu-Ile-OH

氨基酸个数 5

分子式 C30H58N6O6

参考文献:Huettner, N., Dargaville, T. R. & Forget, A. Discovering cell-adhesion peptides in tissue engineering: beyond RGD. Trends Biotechnol. 36, 372–383 (2018).

10、SINNNR
单字母 H2N-SINNNR-OH

多字母 H2N-Ser-Ile-Asn-Asn-Asn-Arg-OH

氨基酸个数 6

分子式 C27H48N12O11

平均分子量(MW) 716.74

参考文献:Huettner, N., Dargaville, T. R. & Forget, A. Discovering cell-adhesion peptides in tissue engineering: beyond RGD. Trends Biotechnol. 36, 372–383 (2018).

11、LRGDN
单字母 H2N-LRGDN-OH

多字母 H2N-Leu-Arg-Gly-Asp-Asn-OH

氨基酸个数 5

分子式 C22H39N9O9

平均分子量(MW) 573.6

参考文献:Huettner, N., Dargaville, T. R. & Forget, A. Discovering cell-adhesion peptides in tissue engineering: beyond RGD. Trends Biotechnol. 36, 372–383 (2018).

肌腱蛋白衍生的细胞粘附表位

肌腱蛋白是一类参与神经发生、骨骼发生和血管发生的糖蛋白,其衍生的多肽可以作为功能编码工具来促进细胞粘附。例如肌腱蛋白衍生的八肽VFDNFVLK。

1、VFDNFVLK
单字母 H2N-VFDNFVLK-OH

多字母 H2N-Val-Phe-Asp-Asn-Phe-Val-Leu-Lys-OH

氨基酸个数 8

分子式 C48H72N10O12

平均分子量(MW) 981.15

参考文献:【1】Sever, M., Gunay, G., Guler, M. O. & Tekinay, A. B. Tenascin-C derived signaling induces neuronal differentiation in a three-dimensional peptide nanofiber gel. Biomater. Sci. 6, 1859–1868 (2018).【2】Sever, M., Mammadov, B., Guler, M. O. & Tekinay, A. B. Tenascin-C mimetic peptide nanofibers direct stem cell differentiation to osteogenic lineage. Biomacromolecules 15, 4480–4487 (2014).

来源于胶原的细胞粘附表位

胶原蛋白为软硬组织提供结构支持,与整合素结合以支持细胞附着。胶原蛋白超家族由46种不同的多肽链组成,这些多肽链根据其等级组织和功能的不同,超分子地组装成28种胶原蛋白。例如胶原样肽KOD ((PKG)4-(POG)4-(DOG)4)建立了强赖氨酸-天冬氨酸盐桥氢键,并能分层地组装成稳定的三重螺旋结构。胶原型衍生肽DGEA和GFOGER已在骨组织工程中进行了研究。I型胶原表位FPGER,作为FPGERGVEGPGP肽的一部分,可以在体外调节角质形成细胞和真皮成纤维细胞的迁移和增殖。

1、POG
单字母 H2N-POG-OH

多字母 H2N-Pro-Orn-Gly-OH

氨基酸个数 3

分子式 C12H22N4O4

平均分子量(MW) 286.33

参考文献:【1】Kumar, V. A. et al. A nanostructured synthetic collagen mimic for hemostasis. Biomacromolecules 15, 1484–1490 (2014).【2】Uysal, O. et al. Collagen peptide presenting nanofibrous scaffold for intervertebral disc regeneration. ACS Appl. Bio Mater. 2, 1686–1695 (2019).

2、DGEA
单字母 H2N-DGEA-OH

多字母 H2N-Asp-Gly-Glu-Ala-OH

氨基酸个数 4

分子式 C14H22N4O9

平均分子量(MW) 390.35

参考文献:Anderson, J. M. et al. Osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells synergistically enhanced by biomimetic peptide amphiphiles combined with conditioned medium. Acta Biomater. 7, 675–682 (2011).

3、(PKG)4-(POG)4-(DOG)4
单字母 H2N-PKGPKGPKGPKGPOGPOGPOGPOGDOGDOGDOGDOG-OH

多字母 H2N-Pro-Lys-Gly-Pro-Lys-Gly-Pro-Lys-Gly-Pro-Lys-Gly-Pro-Orn-Gly-Pro-Orn-Gly-Pro-Orn-Gly-Pro-Orn-Gly-Asp-Orn-Gly-Asp-Orn-Gly-Asp-Orn-Gly-Asp-Orn-Gly-OH

氨基酸个数 36

分子式 C144H242N48O45

平均分子量(MW) 3365.76

参考文献:O’Leary, L. E. R., Fallas, J. A., Bakota, E. L., Kang, M. K. & Hartgerink, J. D. Multi-hierarchical self-assembly of a collagen mimetic peptide from triple helix to nanofibre and hydrogel. Nat. Chem. 3, 821–828 (2011). This article describes the design and synthesis of a peptide that replicates the multi-hierarchical self-assembly of natural collagen into native triple helix conformation.

4、GFOGER
单字母 H2N-GFOGER-OH

多字母 H2N-Gly-Phe-Orn-Gly-Glu-Arg-OH

氨基酸个数 6

分子式 C29H46N10O9

平均分子量(MW) 678.74

参考文献:Wojtowicz, A. M. et al. Coating of biomaterial scaffolds with the collagen-mimetic peptide GFOGER for bone defect repair. Biomaterials 31, 2574–2582 (2010).

5、FPGERGVEGPGP
单字母 H2N-FPGERGVEGPGP-OH

多字母 H2N-Phe-Pro-Gly-Glu-Arg-Gly-Val-Glu-Gly-Pro-Gly-Pro-OH

氨基酸个数 12

分子式 C53H79N15O17

平均分子量(MW) 1198.28

参考文献:Bradshaw, M. et al. Designer self-assembling hydrogel scaffolds can impact skin cell proliferation and migration. Sci. Rep. 4, 6903 (2014).

6、GFPGER
单字母 H2N-GFPGER-OH

多字母 H2N-Gly-Phe-Pro-Gly-Glu-Arg-OH

氨基酸个数 6

分子式 C29H43N9O9

平均分子量(MW) 661.71

参考文献:【1】Cosgriff-Hernandez, E. et al. Bioactive hydrogels based on designer collagens. Acta Biomater. 6, 3969–3977 (2010).【2】Becerra-Bayona, S. M., Guiza-Arguello, V. R., Russell, B., Höök, M. & Hahn, M. S. Influence of collagen-based integrin α(1) and α(2) mediated signaling on human mesenchymal stem cell osteogenesis in three dimensional contexts. J. Biomed. Mater. Res. A 106, 2594–2604 (2018).

7、NYYSNS
单字母 H2N-NYYSNS-OH

多字母 H2N-Asn-Tyr-Tyr-Ser-Asn-Ser-OH

氨基酸个数 6

分子式 C32H42N8O13

平均分子量(MW) 746.72

参考文献:Huettner, N., Dargaville, T. R. & Forget, A. Discovering cell-adhesion peptides in tissue engineering: beyond RGD. Trends Biotechnol. 36, 372–383 (2018).

来源于钙黏蛋白的细胞粘附表位

钙粘蛋白是一种跨膜细胞受体,负责细胞间的信号传递、细胞迁移和组织结构的维持。例如,N-钙粘蛋白对间充质干细胞凝聚至关重要,这是软骨形态发生的关键步骤。钙粘蛋白含有进化保守的三肽HAV,是一种重要的细胞间粘附介质。位于N-钙粘蛋白细胞外结构域-1的五肽HAVDI,通过抑制典型的Wnt/β-catenin信号传导,在体外触发人间质干细胞的软骨形成。

1、HAVDI
单字母 H2N-HAVDI-OH

多字母 H2N-His-Ala-Val-Asp-Ile-OH

氨基酸个数 5

分子式 C24H39N7O8

平均分子量(MW) 553.61

参考文献:【1】Liming, B., Murat, G., Robert, L. M. & Jason, A. B. Hydrogels that mimic developmentally relevant matrix and N-cadherin interactions enhance MSC chondrogenesis. Proc. Natl Acad. Sci. USA 110, 10117–10122 (2013).【2】Li, R. et al. Self-assembled N-cadherin mimetic peptide hydrogels promote the chondrogenesis of mesenchymal stem cells through inhibition of canonical Wnt/β-catenin signaling. Biomaterials 145, 33–43 (2017).

来源于巢蛋白的细胞粘附表位

1、FRGDGQ
单字母 H2N-FRGDGQ-OH

多字母 H2N-Phe-Arg-Gly-Asp-Gly-Gln-OH

氨基酸个数 6

分子式 C28H42N10O10

平均分子量(MW) 678.69

参考文献:Huettner, N., Dargaville, T. R. & Forget, A. Discovering cell-adhesion peptides in tissue engineering: beyond RGD. Trends Biotechnol. 36, 372–383 (2018).

来自CAM蛋白的细胞粘附表位

1、QIDS

单字母 H2N-QIDS-OH

多字母 H2N-Gln-Ile-Asp-Ser-OH

氨基酸个数 4

分子式 C18H31N5O9

平均分子量(MW) 461.47

参考文献:Plow, E. F., Haas, T. A., Zhang, L., Loftus, J. & Smith, J. W. Ligand binding to integrins. J. Biol. Chem. 275, 21785–21788 (2000).

2、LDT

单字母 H2N-LDT-OH

多字母 H2N-Leu-Asp-Thr-OH

氨基酸个数 3

分子式 C14H25N3O7

平均分子量(MW) 347.36

参考文献:Plow, E. F., Haas, T. A., Zhang, L., Loftus, J. & Smith, J. W. Ligand binding to integrins. J. Biol. Chem. 275, 21785–21788 (2000).

来自Netrin蛋白的细胞粘附表位

1、QWRDTWARRLRKFQREKKGKCRKA
单字母 H2N-QWRDTWARRLRKFQREKKGKCRKA-OH

多字母 H2N-Gln-Trp-Arg-Asp-Thr-Trp-Ala-Arg-Arg-Leu-Arg-Lys-Phe-Gln-Arg-Glu-Lys-Lys-Gly-Lys-Cys-Arg-Lys-Ala-OH

氨基酸个数 24

分子式 C137H227N51O32S1

平均分子量(MW) 3132.66

参考文献:Yebra, M. et al. Recognition of the neural chemoattractant Netrin-1 by integrins alpha6beta4 and alpha3beta1 regulates epithelial cell adhesion and migration. Dev. Cell 5, 695–707 (2003).

鉴于整合素结合在介导血管生成、成骨和伤口愈合中的关键作用,整合素靶向是许多生物材料设计的关键考虑因素。例如GFPGER、RRETAWA、AGQWHRVSVRWG。然而,在大多数已发表的研究中,RGD仍然是研究得最好的整合素结合肽(89%),其次是IKVAV (6%), YIGSR(4%)和其他序列(1%)。

参考文献:nature.com/articles/s44222-023-00055-3

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