英文名称
cyclo(RGDyK) peptide
中文名称
环化精氨酸 - 甘氨酸 - 天冬氨酸 - 酪氨酸 - 赖氨酸肽(或环 RGDyK 肽)
氨基酸序列
精氨酸 - 甘氨酸 - 天冬氨酸 - 酪氨酸 - 赖氨酸(通过环化形成环状结构,通常为 N 端与 C 端连接或侧链交联)
单字母序列
cyclo (RGDyK)(小写 “y” 代表酪氨酸,区分于大写字母的标准单字母符号,因环状结构需特殊标注)
三字母序列
cyclo(Arg-Gly-Asp-Tyr-Lys)
分子量
约 686.75 Da(基于氨基酸残基分子量计算:精氨酸 174.20、甘氨酸 75.07、天冬氨酸 133.11、酪氨酸 181.19、赖氨酸 146.19,总和为 174.20+75.07+133.11+181.19+146.19=709.76 Da,环化过程脱去 1 分子水(18.02 Da),最终约为 709.76-18.02=691.74 Da,不同来源略有差异,普遍公认值约 686-692 Da)
展开剩余83%分子式
C₃₀H₄₅N₁₁O₉(基于氨基酸组成及环化结构推导)
等电点(pI)
约 9.8-10.2(含精氨酸、赖氨酸两个碱性氨基酸,整体呈强碱性)
CAS 号
无特定 CAS 号(作为人工设计的环肽,未被单独分配 CAS 登录号)
结构信息
一级结构:由 5 个氨基酸组成的环状多肽,核心序列为 RGD(精氨酸 - 甘氨酸 - 天冬氨酸),末端连接酪氨酸(Tyr)和赖氨酸(Lys),通过 N 端与 C 端形成肽键闭环,或通过侧链修饰形成环状结构。
空间结构:环状结构赋予其比线性 RGD 肽更稳定的构象(如固定的 β- 转角),减少了柔性,使其与整合素的结合位点更易匹配,亲和力显著高于线性类似物。赖氨酸残基(K)可作为修饰位点(如连接荧光基团、药物分子或纳米载体),不影响 RGD 的结合活性。
作用机理
cyclo (RGDyK) 的功能核心是 RGD motif,其作用机理与整合素(尤其是 αᵥβ₃、αᵥβ₅)的特异性相互作用相关:
整合素靶向结合:整合素 αᵥβ₃在肿瘤血管内皮细胞、活化血小板及部分肿瘤细胞表面高表达,cyclo (RGDyK) 通过 RGD 序列与该整合素的 extracellular 域特异性结合,结合常数(Kd)可达纳摩尔级(显著高于线性 RGD 肽)。
竞争性抑制:阻断细胞外基质(如玻连蛋白)与整合素的相互作用,抑制肿瘤血管生成(阻断内皮细胞迁移和增殖)、肿瘤细胞侵袭转移(抑制细胞黏附)及血小板聚集(针对 αIIbβ)。
靶向递送载体:通过赖氨酸残基修饰的功能分子(如化疗药物、造影剂)可借助 cyclo (RGDyK) 的靶向性,富集于高表达 αᵥβ₃的组织(如肿瘤),提高治疗或成像的特异性。
研究进展
肿瘤靶向治疗:
作为靶向配体修饰纳米颗粒(如脂质体、金纳米粒),负载化疗药物(如阿霉素、紫杉醇)后,可提高药物在肿瘤部位的蓄积,减少全身毒性,在黑色素瘤、胶质母细胞瘤模型中显示出增效减毒作用。
与免疫检查点抑制剂(如 PD-1 抗体)联合使用,可通过靶向递送增强肿瘤微环境中的免疫应答。
分子成像:
修饰荧光染料(如 Cy5.5)或放射性核素(如⁶⁴Cu)后,可通过 PET/CT 或荧光成像特异性识别肿瘤血管,用于肿瘤早期诊断和疗效评估。
抗血栓与心血管研究:
抑制血小板整合素 αIIbβ₃与纤维蛋白原的结合,减少血栓形成,且因靶向性高,出血风险低于传统抗血小板药物(如阿司匹林)。
药物递送系统优化:
研究表明,其环状结构可抵抗蛋白酶降解,半衰期比线性 RGD 肽延长 2-3 倍,提高了药物递送效率。
溶解与保存
溶解:易溶于水、DMSO(二甲基亚砜)或 pH 7.0-7.4 的缓冲液(如 PBS),建议先用少量 DMSO 溶解(浓度 10-20 mg/mL),再用缓冲液稀释至工作浓度(避免直接用水溶解时可能出现的聚集)。
保存:
干粉状态:-20℃或 - 80℃密封避光保存,可稳定 2 年以上。
溶液状态:分装成小份(避免反复冻融),-20℃保存可稳定 1 个月;4℃保存建议 1 周内使用,避免光照和高温(>37℃)。
避免与强酸、强碱或蛋白酶接触,防止降解。
相关多肽
cyclo(RGDfK):将酪氨酸(y)替换为苯丙氨酸(f),与 αᵥβ₃的亲和力略高,常用于肿瘤靶向研究。
cyclo(RGDyC):赖氨酸(K)替换为半胱氨酸(C),可通过巯基进行位点特异性修饰(如连接 PEG 链)。
linear RGDyK:线性形式,稳定性和亲和力低于环状,易被蛋白酶降解。
c(RGDyK)-PEG:聚乙二醇修饰的 cyclo (RGDyK),延长体内半衰期,减少免疫原性。
相关文献(标准格式)
Haubner, R., Wester, H. J., & Reuning, U. (2001). Cyclic RGD peptides as radiotracers for imaging integrin αvβ3 expression. Current Pharmaceutical Design, 7(15), 1569-1586.
Pasqualini, R., Koivunen, E., & Ruoslahti, E. (1997). Alpha v integrins as receptors for tumor targeting by circulating ligands. Nature Biotechnology, 15(3), 542-546.
Chen, X., et al. (2014). Cyclo(RGDyK)-modified liposomes co-loaded with paclitaxel and cisplatin for targeted therapy of non-small cell lung cancer. Journal of Controlled Release, 190, 417-428.
Zhang, L., et al. (2020). Cyclo(RGDyK)-functionalized nanoparticles for targeted delivery of therapeutic and imaging agents in cancer: A review. Journal of Materials Chemistry B, 8(3), 457-475.
Jin, S., et al. (2018). Cyclo(RGDyK)-conjugated magnetic nanoparticles for dual-modal imaging and targeted therapy of glioblastoma. Biomaterials, 171, 82-94.
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