Apelin-13, Fórmula molecular C69H111N23O16S, CAS 217082-58-1. Como ligando endógeno para la proteína J (APJ) receptor de angiotensina II de la proteína G (APJ), es una secuencia de péptidos que consiste en 13 aminoácidos presentes en los sistemas nerviosos centrales y periféricos. Su estructura y propiedades únicas lo dotan con varias funciones fisiológicas y patológicas importantes en los organismos vivos. Estructuralmente, la secuencia de péptidos de Apeli-13 le permite unirse estrechamente a los receptores APJ, activando así los receptores acoplados a proteínas G. El indicador clave de este efecto de activación es el valor EC50, que es la concentración requerida para alcanzar la mitad del efecto máximo. El valor EC50 de APELI-13 es de 0.37 nm, lo que indica su fuerte capacidad de unión a los receptores APJ. En términos de función fisiológica, Apeli-13 actúa principalmente sobre los sistemas nerviosos periféricos y centrales, desempeñando un papel importante en la regulación de la función cardiovascular, la homeostasis fluida, la hipertensión y la sensibilidad a la insulina. Especialmente en términos de vasodilatación y reducción de la presión arterial, Apeli-13 ha mostrado efectos significativos. Esto hace que tenga un valor de aplicación potencial en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares e hipertensión.
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Tapas de botella personalizadas y corchos:
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Fórmula química |
C69H111N23O16S |
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Masa exacta |
1550 |
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Peso molecular |
1551 |
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m/z |
1550 (100.0%), 1551 (74.6%), 1552 (27.4%), 1551 (7.8%), 1553 (6.6%), 1552 (6.3%), 1552 (4.5%), 1553 (3.4%), 1552 (3.3%), 1553 (2.5%), 1553 (2.2%), 1551 (1.3%), 1554 (1.2%) |
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Análisis elemental |
C, 53.44; H, 7.21; N, 20.77; O, 16.51; S, 2.07 |
Apelin-13es una hormona péptido compuesta por 13 aminoácidos, principalmente involucrados en la regulación de varios procesos fisiológicos y patológicos al unirse al receptor acoplado a proteínas G.
1. Sistema cardiovascular:
-En efecto vasodilatorio: puede causar vasodilatación al actuar sobre las células del músculo liso vascular, reduciendo así la resistencia vascular, aumentando el flujo sanguíneo y disminuyendo la presión arterial.
-En efecto cardioprotector: los estudios han demostrado que tiene un efecto protector en el corazón, puede aliviar la lesión de isquemia-reperfusión miocárdica, prevenir la fibrosis miocárdica y puede contribuir a la recuperación de la función cardíaca.
2. Regulación metabólica:
-Slucosa Metabolismo: puede estar involucrado en la regulación del metabolismo de la glucosa, y algunos estudios han demostrado que puede promover la sensibilidad a la insulina y reducir los niveles de azúcar en la sangre.
-Lipolismo lípido: también puede afectar el metabolismo de los lípidos, regular la función fisiológica del tejido adiposo y tener un valor terapéutico potencial para la obesidad y las enfermedades metabólicas relacionadas.
3. Neurosystem:
-Neuroregulación: su expresión y función en el sistema nervioso central se han estudiado ampliamente. Puede estar involucrado en funciones neuronales como la regulación del apetito, la regulación del sueño y la regulación emocional.
-Neuroprotección: algunos estudios sugieren queApelin-13Puede tener un efecto protector en el sistema nervioso, ayudando a prevenir la ocurrencia y el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas.
4. Regulación inmune:
-La regulación inmune: los estudios han demostrado que puede participar en la regulación inmune regulando las respuestas inflamatorias, la regulación de la actividad de las células inmunes y otras vías, y tiene efectos terapéuticos potenciales en las enfermedades inflamatorias.
5. Biología tumoral:
-Encenimiento y desarrollo tumoral: algunos estudios han demostrado que puede desempeñar un papel importante en la biología tumoral, y su nivel de expresión está relacionado con la ocurrencia, el desarrollo y la metástasis de los tumores, que pueden convertirse en un biomarcador potencial para el tratamiento tumoral y la evaluación de pronóstico.
6. Otras funciones:
-La regulación reproductiva: puede estar involucrado en la regulación de la función del sistema reproductivo, afectando la secreción de hormonas reproductivas y la función de las células reproductivas.
-El metabolismo de Bone: algunos estudios sugieren que puede tener un impacto en el metabolismo óseo, participar en la proliferación y diferenciación de las células óseas y tener impactos potenciales en la salud ósea.
7. Regulación inflamatoria:
Puede regular la respuesta inflamatoria al afectar la liberación de mediadores inflamatorios y la actividad de las células inmunes. Esto puede tener potencial terapéutico para enfermedades inflamatorias como la artritis reumatoide y la enfermedad inflamatoria intestinal.
8. Angiogénesis:
Algunos estudios sugieren que puede estar involucrado en la regulación del proceso de angiogénesis, promover la proliferación y migración de células endoteliales y contribuir a la regeneración y reparación vascular.
9. Balance de electrolitos de agua:
Puede tener posibles efectos diuréticos y antihipertensivos al afectar la función de regulación de agua y electrolitos de los riñones, afectando el equilibrio de fluidos y la regulación de la presión arterial.
10. Desarrollo de drogas:
El APJ y sus receptores relacionados se han convertido en un punto de acceso de investigación en el desarrollo de fármacos, y se espera que se conviertan en objetivos para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, enfermedades metabólicas, enfermedades neurológicas y más.
Apelin-13es una hormona peptídica, y sus propiedades farmacocinéticas son cruciales para comprender sus procesos de absorción, distribución, metabolismo y excreción in vivo.
Generalmente administrado por inyección o administración oral. En el caso de la administración oral, puede degradarse por el ácido gástrico y las enzimas gastrointestinales, lo que afecta su eficiencia de absorción. La administración de inyección puede omitir el tracto gastrointestinal y ingresar directamente al sistema circulatorio, lo que resulta en una absorción más rápida y completa.
Las características de distribución dentro del cuerpo no se comprenden completamente. Debido a su pequeño peso molecular y estructura de péptidos, su rango de distribución puede estar limitado por las membranas de tejido y células, concentradas principalmente en el sistema circulatorio y algunos tejidos específicos.
Las vías metabólicas y los metabolitos no se han aclarado por completo. Debido a su estructura similar a su péptido, puede ser degradado y metabolizado por proteasas. El hígado puede ser uno de sus principales órganos metabólicos, pero las vías y metabolitos metabólicos específicos requieren más investigación.
La vía excretora aún no se entiende completamente. Se puede excretar a través de caminos como los riñones y la bilis. Todavía no hay informes de investigación detallados sobre su cinética de excreción.
-En presente, existe una comprensión limitada de sus parámetros farmacocinéticos, como la tasa de aclaramiento, la vida media, etc. Estos parámetros son cruciales para determinar su concentración de fármacos in vivo y mantener los niveles de tratamiento apropiados, y se necesitan más investigaciones experimentales para determinarlos.
La farmacocinética está influenciada por varios factores, incluidas las diferencias individuales, las rutas de administración, las dosis y las posibles interacciones. Estos factores pueden afectar sus procesos de absorción, distribución, metabolismo y excreción en el cuerpo.
Estructura molecular y composición
Secuencia de aminoácidos y modificaciones
Apelin-13 consta de 13 aminoácidos, con su secuencia de núcleo QrprlshkGPMPF (código de una sola letra), correspondiente a la secuencia de trinucleótido GLN-ARG-PRO-ARG-LEU-SER-HIS-LYS-GLY-PRO-MET-Pro-PHE.
Amidación C-terminal: el C-terminal (PHE) de la Apelin-13 natural generalmente existe en una forma de amida (es decir, -nh₂), y esta modificación mejora su estabilidad de unión al receptor APJ.
Diferencias derivadas: algunos derivados (como [Pyr1] -apelin-13) se modifican mediante la amidación de piridina N-terminal (PYR), mejorando significativamente la estabilidad metabólica al tiempo que retiene la actividad biológica.
Fórmula molecular y peso molecular
Apelin-13 natural: la fórmula molecular es C₆₉h₁₁₁n₂₃o₁₆s, con un peso molecular de 1550.83 DA (forma de base libre).
Forma de trifluoroacetato (TFA): Debido a la unión de la molécula de ácido trifluoroacético (TFA), el peso molecular aumenta a aproximadamente 1651.94 DA (como C₇₉h₁₂₀n₂₀o₁₉, que contiene la parte TFA).
[Pyr1] -Apelin-13: La fórmula molecular es C₆₉H₁₀₈n₂₂O₁₆S, con un peso molecular de 1533.8 Da, ya que la modificación N-terminal reduce un átomo de hidrógeno.
Características de la estructura secundaria
-Helix Tendencia: en solución, Apelin -13 puede formar estructuras hélices locales, especialmente en las regiones hidrofóbicas (como TRP, Phe, Leu, etc.), que son cruciales para su unión al receptor APJ.
El núcleo hidrofóbico: los aminoácidos hidrofóbicos como el triptófano (TRP), la fenilalanina (PHE) y la leucina (LEU) forman el núcleo, estabilizando la conformación de la cadena de péptidos y participando en la interacción del receptor.
Propiedades físicas y químicas
Solubilidad y estabilidad
Solubilidad:
Natural Apelin-13 is soluble in PBS (pH 7.2) up to approximately 10 mg/mL, and has a higher solubility in DMSO (>155 mg/ml).
[Pyr1] -apelin-13 tiene una solubilidad de 1 mg/ml en agua, y su solubilidad debe optimizarse ajustando el solvente (como acetonitrilo/agua que contiene 0.1% de TFA).
Estabilidad:
El polvo liofilizado se puede almacenar de manera estable a -20 grados durante al menos 6 meses. Después de la reconstitución, debe evitarse a la congelación y la descongelación repetidas.
La estabilidad en condiciones ácidas (como el pH 3.5-4.0) es relativamente alta, y es propensa a la degradación en ambientes neutros o alcalinos.
Propiedades ácido-base
PI (punto de equilibrio): no se informa directamente, pero según la composición de aminoácidos, se estima que está cerca de neutral (pH 6.5-7.5).
PKA (constante de disociación ácida): el valor predicho es 3.56 ± 0.10, lo que indica que conlleva una carga negativa en el pH fisiológico, lo que puede afectar su interacción con receptores o membranas celulares.
Densidad y morfología
Densidad: el valor predicho es 1.50 ± 0.1 g/cm³ (Apelin-13 natural), y los derivados pueden tener ligeras diferencias debido a modificaciones.
Morfología: generalmente en polvo de liofilización blanca o blanca, y después de la reconstitución, es una solución transparente.
Estabilidad química y vías de degradación
Sensibilidad enzimática
Apelin-13 se degrada fácilmente por la dipeptidil peptidasa-4 (DPP-4) y la endopeptidasa neutra (NEP) de suero, lo que resulta en una vida media corta (aproximadamente varios minutos).
[Pyr1] -Apelin-13 resiste significativamente la degradación de DPP-4 a través de la modificación N-terminal, prolongando su vida media en el cuerpo.
Oxidación y agregación
Los aminoácidos que contienen azufre (como MET) son propensos a la oxidación, y deben almacenarse en la oscuridad y agregar con antioxidantes (como BSA al 0.1%). A altas concentraciones, la estructura de la hoja puede formarse, lo que lleva a la agregación y la precipitación. La concentración de almacenamiento debe controlarse (menor o igual a 1 mg/ml).
Actividad biológica y correlación de propiedades químicas
Especificidad de unión al receptor
Apelin-13 actúa a través del receptor APJ acoplado a proteínas G. El residuo PHE C-terminal es crucial para la unión del receptor, y las modificaciones N-terminales (como PYR) pueden afectar la cinética de unión.
Activación de la vía de señal
Después de activar el receptor APJ, inhibe la adenilato ciclasa (AC) a través de la proteína G E/S, y activa simultáneamente las vías PI3K/AKT y MAPK/ERK, regulando la función cardiovascular, el metabolismo y la neuroprotección.
Relación estructura-actividad (SAR)
Acortar la cadena de péptidos (como Apelin-12) o reemplazar los residuos clave (como Phe → Ala) reduce significativamente la actividad, lo que indica que la secuencia completa es crucial para el mantenimiento funcional.
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