從作用機(jī)制來(lái)看,,司美格魯肽可以在體內(nèi)模擬腸道細(xì)胞分泌的GLP-1,,從而刺激胰島素的生成,,并抑制胰高血糖素分泌,,持久引發(fā)飽腹感,,造成食欲減退,。而追溯GLP-1的產(chǎn)生過(guò)程,,其“前身”為胰高血糖素原,,屬于一種激素原(prohormone),經(jīng)過(guò)激素原轉(zhuǎn)化酶(prohormone convertase)的切割而產(chǎn)生,。除了GLP-1外,,許多其他生物活性肽分子也是激素原被切割而產(chǎn)生的。
理論上,,不同的激素原轉(zhuǎn)化酶在激素原氨基酸序列的不同位置切割,,可以產(chǎn)生大量不同的功能性肽。但要從激素原裂解產(chǎn)生的海量產(chǎn)物中真正找出有調(diào)節(jié)能量代謝功能的生物活性肽,,過(guò)去用傳統(tǒng)的蛋白分離或質(zhì)譜技術(shù)很難做到,。
在此次新研究中,Katrin Svensson教授與同事采用了一種識(shí)別新的生物活性肽的方法:發(fā)揮人工智能(AI)的優(yōu)勢(shì),。他們?cè)O(shè)計(jì)了一款算法——恰如其分地命名為肽預(yù)測(cè)器(Peptide Predictor),,可以在人類(lèi)所有蛋白質(zhì)編碼基因中識(shí)別激素原轉(zhuǎn)化酶的切割位點(diǎn)。然后,,根據(jù)激素會(huì)分泌到細(xì)胞外起作用的這一典型特征,,研究人員將范圍縮小到編碼分泌蛋白、且有多個(gè)切割位點(diǎn)的基因,,最終鎖定了373種激素原,。
接下來(lái),研究人員用肽預(yù)測(cè)器預(yù)測(cè)了激素原轉(zhuǎn)化酶1/3(PCSK1/3)會(huì)如何切割這373種激素原,,因?yàn)橐酝难芯堪l(fā)現(xiàn)PCSK1/3的酶活性常與食物攝入,、葡萄糖穩(wěn)態(tài)、能量穩(wěn)態(tài)代謝的激素原有關(guān),GLP-1就是PCSK1/3的作用產(chǎn)物之一,。
根據(jù)肽預(yù)測(cè)器的預(yù)測(cè),,在PCSK1/3的作用下,這些激素原能夠產(chǎn)生2600多種過(guò)去未被研究過(guò)肽段,。研究人員又進(jìn)一步從中篩選出了100種可能在大腦中具有生物活性的序列(包括GLP-1),,并通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)鑒定它們的功能。