组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
Z α1-抗胰蛋白酶（Z-AT）及其寡聚/聚合体（人血浆纯化蛋白，Tris/KCl 缓冲液）；SPR 分析物为合成四肽 Ac-TTAI-NH2（磷酸盐缓冲液，pH 7.4）
检测原理
将Z-AT以胺偶联方式固定于CM5 SPR芯片表面，形成捕获层。无标记四肽Ac-TTAI-NH2随磷酸盐缓冲液流过芯片，若其插入Z-AT的A-sheet并结合，则芯片表面质量与折射率增加，BIAcore 3000记录为共振单位（RU）上升；解离阶段RU下降。对照肽Ac-WWWH-NH2几乎不结合，RU变化很小。结合稳定性来自肽骨架与AT strand 3/5的氢键、N端Thr与Ser56氢键、乙酰基与His334/Lys335氢键以及Ile侧链占据疏水腔。信号强度随肽浓度（125/250 μM）和结合量增加，无酶或核酸放大。
检测灵敏度
—
效应效果
SPR显示Ac-TTAI-NH2在125和250 μM下均产生明显结合信号，2小时解离后仍未完全洗脱；对照Ac-WWWH-NH2几乎不被Z-AT识别。8 M尿素PAGE显示10倍摩尔过量、2小时即可与Z-AT形成二元复合物，而与M-AT无结合；Ac-FLEAIG、WMDF-NH2、Ac-FLAA-NH2在同样条件下无显著结合。该肽以20倍摩尔过量完全抑制热诱导Z-AT聚合，并在100倍摩尔过量下6小时出现复合物、72小时促进寡聚体解离。二元复合物对胰蛋白酶无抑制活性（残留活性0%，Z-AT为39.7%）。MTT实验显示10 μM肽对BEAS-2B、NL20、WI-38、IMR-90和A2058细胞无细胞毒性。
传感器的构成
- 基底/换能器：CM5 传感器芯片（Biacore CM5，SPR 光学换能器，用于固定蛋白并检测表面质量变化）
- 修饰层：胺偶联层（standard amine coupling，将 Z-AT 共价固定于芯片表面）
- 识别元件：Z-AT（Z α1-antitrypsin，50 μg/ml，10 mM acetate pH 4.5，作为捕获蛋白识别肽）
- 分析物/信号元件：Ac-TTAI-NH2（无标记四肽，125/250 μM，结合后引起共振单位变化）
- 阴性对照：Ac-WWWH-NH2（无标记四肽，250 μM，用于验证特异性）
- 运行/洗脱介质：磷酸盐缓冲液（20 mM Na2HPO4、150 mM NaCl、pH 7.4）与甘氨酸洗脱液（10 mM glycine、pH 3.0）
- 读出装置：BIAcore 3000 光学生物传感器（记录 RU-时间传感图）
中文摘要
Z型α1-抗胰蛋白酶（Z-AT）在肝细胞内发生病理性聚合，导致肝硬化，并因血浆中α1-抗胰蛋白酶缺乏而诱发肺气肿。本研究基于α1-抗胰蛋白酶抑制机制，建立组合化学筛选策略，以阻断其致病性聚合。通过β-链导向四肽库和迭代解卷积，筛选出与Z-AT结合最紧密的配体Ac-TTAI-NH2。凝胶电泳和表面等离子共振生物传感器分析表明，该四肽相比以往报道的肽抑制剂具有显著更高的结合特异性和亲和力。该肽对多种肺细胞系无细胞毒性。肽-蛋白复合物结构模型显示，Ac-TTAI-NH2通过氢键、疏水作用和腔填充稳定与Z-AT邻近残基相互作用。该组合筛选肽不仅能有效阻止Z-AT聚合，还能促进已寡聚α1-抗胰蛋白酶解离，为Z-AT相关疾病的治疗提供了重要候选模板。
英文摘要
The Z variant of 1-antitrypsin (AT) polymerizes within the liver and gives rise to liver cirrhosis and the associated plasma deficiency leads to emphysema. In this work, a combinatorial approach based on the inhibitory mechanism of (alpha1)-AT was developed to arrest its pathogenic polymerization. One peptide, Ac-TTAI-NH(2), emerged as the most tight-binding ligand for Z (alpha1)-AT. Characterization of this tetrapeptide by gel electrophoresis and biosensor analysis revealed its markedly improved binding specificity and affinity compared with all previously reported peptide inhibitors. In addition, the peptide is not cytotoxic to lung cell lines. A model of the peptide-protein complex suggests that the peptide interacts with nearby residues by hydrogen bonds, hydrophobic interactions, and cavity-filling stabilization. The combinatorially selected peptide not only effectively blocks the polymerization but also promotes dissociation of the oligomerized (alpha1)-AT. These results are a significant step towards the potential treatment of Z (alpha1)-AT related diseases.