AbMole丨Pepstatin A（抑肽素）：天冬氨酸蛋白酶抑制剂及其应用

Pepstatin A（抑肽素，AbMole，M3657）是一种由放线菌产生的天然肽类化合物，其化学结构包含两个独特的Statine残基（(3S,4S)-4-氨基-3-羟基-6-甲基庚酸），这一结构特征使其能够高效抑制天冬氨酸蛋白酶家族成员。X射线晶体学研究显示，Pepstatin A（CAS No.：26305-03-3）的Statine残基的羟基可与天冬氨酸蛋白酶活性中心的两个催化天冬氨酸残基形成稳定的氢键网络（抑制常数Ki可达0.072 μM），这种相互作用模式赋予了Pepstatin A对胃蛋白酶、组织蛋白酶D/E等酶的抑制能力[1]。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。

在实验中，Pepstatin A（AbMole，M3657）常被用于自噬相关的研究，Pepstatin A常与E-64d（Aloxistatin，AbMole，M2376）联合使用以阻断溶酶体降解通路。这种抑制剂的组合通过抑制溶酶体中的蛋白酶，可有效阻断自噬流的最后降解步骤，导致自噬体和溶酶体在细胞内累积。例如Pepstatin A和E-64d联用后，在饥饿处理的HEK293和HeLa细胞中诱导了自噬标志物LC3-II的累积，提示自噬流的阻断[2]。Pepstatin A还在病毒复制抑制方面表现出多方面的抑制活性。有研究证明，Pepstatin A能有效抑制病毒蛋白酶（如ASPRV1蛋白酶）的活性，从而限制病毒复制[3]；Pepstatin还可通过抑制组织蛋白酶D（Cathepsin D）的活性，干扰病毒对趋化因子的水解，从而影响HIV病毒的复制[4]；Pepstatin A还能通过上调凋亡相关酪氨酸激酶（AATK）的表达来广谱抑制病毒复制，而AATK敲除会显著削弱Pepstatin A的抗病毒效果[5]。Pepstatin A还可通过抑制组织蛋白酶D进而影响淀粉样蛋白前体加工。例如Pepstatin A（10mg/kg）在APP/PS1转基因小鼠模型中，可使大脑皮层β-淀粉样斑块减少35%，同时伴随小胶质细胞活化标志物CD68表达下调[6]，这为阿尔茨海默病等神经退行性动物疾病模型的机制研究提供了新视角。Pepstatin A还可以诱导抑制核因子κ B受体活化因子配体（RANKL）诱导的破骨细胞分化，这种抑制作用呈现出剂量依赖性，且与组织蛋白酶D等蛋白酶的活性无关，主要涉及对ERK信号通路的阻断[7]。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊Nature和Nature Medicine。

Blockage of autophagy pathway decreases survival of astrocytes in response to Aβ oligomer[6]

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参考文献及鸣谢

[1] R. E. da Silva-Lopez, T. A. A. de Araujo, H. J. J. Monteiro, et al., Study of protease activity from Aspergillus awamori INCQS2B.361U2/1 extracellular fraction and modification of culture medium composition to isolate a novel aspartic protease, Brazilian journal of microbiology : [publication of the Brazilian Society for Microbiology] 53(3) (2022) 1599-1611.

[2] Isei Tanida, Naoko Minematsu-Ikeguchi, Takashi Ueno, et al., Lysosomal turnover, but not a cellular level, of endogenous LC3 is a marker for autophagy, 1(2) (2005) 84-91.

[3] M. Golda, J. A. Motyan, K. Nagy, et al., Biochemical Characterization of Human Retroviral-Like Aspartic Protease 1 (ASPRV1), Biomolecules 10(7) (2020).

[4] O. A. Arodola, M. E. Soliman, Hybrid 2D/3D-quantitative structure-activity relationship and modeling studies perspectives of pepstatin A analogs as cathepsin D inhibitors, Future medicinal chemistry 10(1) (2018) 5-26.

[5] L. Zhao, R. Song, Y. Liu, Glycolytic metabolite phosphoenolpyruvate protects host from viral infection through promoting AATK expression, European journal of immunology 53(12) (2023) e2350536.

[6] Suhyun Kim, Heejung Chun, Yunha Kim, et al., Astrocytic autophagy plasticity modulates Aβ clearance and cognitive function in Alzheimer’s disease, 19(1) (2024) 55.

[7] Hajime Yoshida, Kuniaki Okamoto, Tsutomu Iwamoto, et al., Pepstatin A, an aspartic proteinase inhibitor, suppresses RANKL-induced osteoclast differentiation, 139(3) (2006) 583-590.