脯氨酰羟化酶抑制剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种脯氨酰羟化酶抑制剂以及其在铁缺乏及相关疾病预防和治疗中的应用。具体是将胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽用作脯氨酰羟化酶抑制剂，通过激活低氧诱导因子2α信号通路，上调肠上皮细胞中二价金属离子载体1、十二指肠细胞色素b、膜铁转运蛋白和亚铁氧化酶等铁吸收转运蛋白的表达，进而刺激机体铁吸收，可应用在预防和治疗铁缺乏及相关疾病的食品、保健食品和药品中。本发明专利技术所采用的脯氨酰羟化酶抑制剂来源于食物蛋白质，故与常规人工合成药物相比，具有无毒副作用的优点。本发明专利技术所述应用可作为铁营养干预的补充或替代疗法，能够弥补铁营养干预在安全性和有效性方面的不足，对炎症或肾损伤引起的功能性铁缺乏尤为有效。功能性铁缺乏尤为有效。

【技术实现步骤摘要】
脯氨酰羟化酶抑制剂及其应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及一种脯氨酰羟化酶抑制剂及应用。

技术介绍

[0002]铁缺乏是营养不足最常见的一种类型，据全球疾病负担研究的调查显示，2017年铁缺乏影响了全球11亿人口(占营养不足人口总数61％)，所致伤残调整寿命年(Disability
‑
Adjusted Life
‑
Years，DALYs)高达3000万人年，是造成5
‑
14岁儿童DALYs的头号因素，是导致育龄妇女DALYs的第五大因素。
[0003]目前常见的口服铁剂和食物铁强化是应对铁缺乏的干预措施。但临床研究发现过量铁的摄入有着极大的健康风险，会造成肠道微生态功能紊乱，进而引起儿童腹泻和感染性疾病发生几率的上升。根据最新系统回顾和荟萃分析，口服铁剂对于大约30％孕期铁缺乏和20％学龄儿童铁缺乏没有预防效果。因此，有必要寻求一种有效和潜在安全的干预方式来替代或补充现有的干预措施。
[0004]机体铁稳态与各组织氧供应紧密相关，脯氨酰羟化酶(PHD)对HIFα亚基中脯氨酸残基的羟化作用是氧感应通路的核心部分。PHD抑制剂近年来已成为调控机体铁稳态的热点靶标，但天然来源PHD抑制剂尚未被充分地认识和利用。因此筛选天然来源的PHD抑制剂，通过调节铁稳态为铁缺乏的营养干预提供新思路。文献中未发现有关胶原蛋白肽抑制PHD的相关报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种天然脯氨酰羟化酶抑制剂，以及其在铁缺乏及相关疾病预防和治疗中的应用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]本专利技术首次发现，羟脯氨酸寡肽，可以用作脯氨酰羟化酶抑制剂，尤其是羟脯氨酸二/三肽。
[0008]本专利技术提供的所述含羟脯氨酸二/三肽包括如下序列中的一种或多种：脯氨酰羟脯氨酸
[0009](Pro
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Hyp)、缬氨酰羟脯氨酸(Ala
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Hyp)、谷氨酰羟脯氨酸(Glu
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Hyp)、亮氨酰羟脯氨酸(Leu
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Hyp)、丝氨酰羟脯氨酸(Ser
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Hyp)、羟脯氨酰甘氨酸(Hyp
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Gly)、缬氨酸
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羟脯氨酸
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甘氨酸(Ala
‑
Hyp
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Gly)、谷氨酸
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羟脯氨酸
‑
甘氨酸(Glu
‑
Hyp
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Gly)、脯氨酸
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羟脯氨酸
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甘氨酸(Pro
‑
Hyp
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Gly)、丝氨酸
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羟脯氨酸
‑
甘氨酸(Ser
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Hyp
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Gly)、甘氨酸
‑
脯氨酸
‑
羟脯氨酸(Gly
‑
Pro
‑
Hyp)和甘氨酸
‑
羟脯氨酸
‑
羟脯氨酸(Gly
‑
Hyp
‑
Hyp)。
[0010]本专利技术所述含羟脯氨酸二/三肽为胶原蛋白消化降解产生，胶原蛋白消化降解包括蛋白酶消化、酸水解或碱水解中的任一种或两种以上。
[0011]蛋白酶消化使用的蛋白酶包括胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、生姜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、中性蛋白酶中的任一种或两种以上。
[0012]本专利技术所述的脯氨酰羟化酶抑制剂可以用来制备预防和治疗铁缺乏及相关疾病的食品、保健食品和药品。
[0013]进一步的，本专利技术还提供一种预防和治疗铁缺乏及相关疾病的药物，以所述脯氨酰羟化酶抑制剂为活性成分，并与铁剂组合使用。
[0014]更进一步的，所述铁剂选自硫酸亚铁、乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁、右旋糖酐铁、琥珀酸亚铁、多糖铁复合物、柠檬酸铁铵、柠檬酸铁、氯化高铁血红素、焦磷酸铁、铁卟啉、甘氨酸亚铁、还原铁、乙二胺四乙酸铁钠、羰基铁粉、碳酸亚铁、柠檬酸亚铁、延胡索酸亚铁、血红素铁、电解铁中的一种或两种以上。
[0015]本专利技术提供的药物可以预防和治疗的铁缺乏及相关疾病为铁缺乏症、缺铁性贫血、肾性贫血、运动性贫血、慢性病贫血、肿瘤相关性贫血和失血性贫血。
[0016]所述药物的给药途径为口服给药或胃肠外给药。所述胃肠外给药方式为静脉注射、皮下注射、肌肉注射、腹腔注射和局部注射中的一种。
[0017]本专利技术所述的脯氨酰羟化酶包括脯氨酰羟化酶结构域蛋白1(PHD1)、脯氨酰羟化酶结构域蛋白2(PHD2)和脯氨酰羟化酶结构域蛋白3(PHD3)中的任一种或两种以上。
[0018]本专利技术实验数据表明，胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽可以通过螯合辅酶铁核和形成空间位阻两种方式，对脯氨酰羟化酶产生竞争性和非竞争性混合抑制作用，具有与化学合成PHD抑制剂相当的活性。其次，通过实验还进一步验证了胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽在结肠癌细胞和大鼠十二指肠中激活了低氧诱导因子2α信号通路，通过上调二价金属离子载体1、十二指肠细胞色素b、膜铁转运蛋白和亚铁氧化酶等铁吸收转运蛋白的表达，提升了肠道细胞还原、吸收和转运铁的能力，同时能够缓解肾损伤造成的功能性铁缺乏，从而实现对铁缺乏及相关疾病的预防和治疗效果。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的技术优势在于：
[0020]1)将胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽用作脯氨酰羟化酶抑制剂是本专利技术首创，采用食物中天然存在的蛋白质——胶原蛋白获取了脯氨酰羟化酶抑制剂，因此，与常规人工合成脯氨酰羟化酶抑制剂相比，本专利技术所述脯氨酰羟化酶抑制剂预期不具备毒副作用；
[0021]2)实验数据表明，胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽可以通过螯合辅酶铁核和形成空间位阻两种方式，对脯氨酰羟化酶产生竞争性和非竞争性混合抑制作用，具有与化学合成PHD抑制剂相当的活性，例如，Pro
‑
Hyp抑制PHD3的EC
50
值和K
i
值分别可达10.62μM和6.73μM。其次，通过实验还进一步验证了胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽在结肠癌细胞和大鼠十二指肠中激活了低氧诱导因子2α信号通路，通过上调二价金属离子载体1、十二指肠细胞色素b、膜铁转运蛋白和亚铁氧化酶等铁吸收转运蛋白的表达，提升了肠道细胞还原、吸收和转运铁的能力，从而实现对铁缺乏及相关疾病的预防和治疗效果；因此，胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽可以作为一种脯氨酰羟化酶抑制剂而刺激机体自身肠道铁吸收，相比于传统铁营养干预，在解决炎症或肾损伤引起的功能性铁缺乏方面具有显著的应用优势；
[0022]3)实验表明，胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽相当耐受消化道和血液肽酶降解，故可以口服给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.胶原蛋白消化降解寡肽在脯氨酰羟化酶抑制剂上的应用。2.根据权利要求1所述的胶原蛋白消化降解寡肽，其特征在于，为胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽。3.一种脯氨酰羟化酶抑制剂，其特征在于，所述抑制剂为胶原蛋白消化降解产生的含羟脯氨酸二/三肽。4.根据权利要求3所述的脯氨酰羟化酶抑制剂，其特征在于，含羟脯氨酸二/三肽包括如下序列中的一种或多种：脯氨酰羟脯氨酸（Pro
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Hyp）、缬氨酰羟脯氨酸（Ala
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Hyp）、谷氨酰羟脯氨酸（Glu
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Hyp）、亮氨酰羟脯氨酸（Leu
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Hyp）、丝氨酰羟脯氨酸（Ser
‑
Hyp）、羟脯氨酰甘氨酸（Hyp
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Gly）、缬氨酸
‑
羟脯氨酸
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甘氨酸（Ala
‑
Hyp
‑
Gly）、谷氨酸
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羟脯氨酸
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甘氨酸（Glu
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Hyp
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Gly）、脯氨酸
‑
羟脯氨酸
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甘氨酸（Pro
‑
Hyp
‑
G...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩浩，朱素芹，李诗洋，武凌宇，曾名湧，赵元晖，佘文海，陈钢军，赵子方，郭红星，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：