专利名称：记忆增强肽(mep)的制备及其应用的制作方法
技术领域：
本发明为一种记忆增强肽，AVP类似物，涉及多肽领域。
前人报导垂体后叶加压素(AVP)等肽能影响动物的记忆过程，而对学习无明显作用。因为AVP是用一类增加血压和抗利尿的体内激素，所以不宜用于记忆增强方面的临床治病。我们用迷宫灯光分辨反应和串梭箱实验发现，我们发明的记忆增强肽，AVP类似物，在大鼠出生后给药不仅影响大鼠成年后的记忆过程，而且能易化它在成长期中的学习过程，其最低有效剂量比AVP用量都低，其中一些可达30倍之高效;另外，本发明记忆增强肽，AVP类似物，并未被检测出有任何增加血压及抗利尿的生理效应。即使在给药量比AVP的有效量大1000倍以上也无此种付反应。因而该类化合物可开发为无害的，促进未成年儿童智力发育，改善成年人智力障碍或健忘症，甚至老年性痴呆患者病情的临床药物。
本发明的内容是经过化学模拟设计，分子动力学推算，结合生物活性测定，设计出这类化合物的基本结构。它具有促进动物的学习和记忆功能，所以称这类化合物为MEP，取义为记忆增强肽。它的结构式为R1-Asn-X1-X2-Y-R2其中门冬酰胺(Asn)为不变残基;
R1，R2，X1和X2为变换的基团;
R1为焦谷氨酰基(ρGlu)，乙酰基(Acetyl)，H和其他酰基(Acyl)化合物;
R2为OH，NH2，酯，其他氨基酸或肽;
X1和X2分别为下列L型或D型丙氨酸(Ala)，异亮氨酸(Ile)，亮氨酸(Leu)，酪氨酸(Tyr)，苯丙氨酸(Phe)，异甲硫氨酸(iso·Met)，半胱氨酸(Cys)，胱氨酸
，胱氨酸甲酯
，胱氨酸其他酯
，缬氨酸(Val)，色氨酸(Trp)或其他疏水性残基。
Y为L或D型的Arg(或Lys)等碱性氨基酸残基。
本发明的记忆增强肽是通过化学合成的途径来制备的。为提高化学合成的得率，我们使用羟基苯骈三氮唑(BTA)促进DCC(二环己基碳二亚胺)的缩合作用;样品分别经HF(氟化氢)、氨解、醋酸酐、碘甲烷等分别处理。粗产物分别经硅胶柱分离、葡聚糖凝柱层析初步纯化，最后分别经不同条件的HPLC分离纯化。纯化后的样品分别经氨基酸组成分析，证明制备的记忆增强肽是化学分析纯的。
本发明的记忆增强肽经纯化后再进一步作生物活性测定。经麻醉大鼠静脉注射后的血压增压反应;静脉注射后的大鼠排尿分析;成年大鼠的穿梭箱被动逃避实验和新生大鼠给药后的发育阶段进行灯光分辨学习，成长后再进行记忆测试，均证明记忆增强肽的有效的生物功能。通过以下实施例对发明的技术特征作详细描述。
实施例1.
Boc-Arg(tos)-OH↓KOH/CH3OHBoc-Arg(tos)-OK↓ClCH2φ(1%交联度的聚苯乙烯树脂)DMFBoc-Arg(tos)-OCH2φ
经跟踪检测，每步缩合反应的缩合率都在99%以上。HF处理树脂后的多肽干粉得率为理论产率的80-100%。此粗产物经硅胶柱(Silicagel-60)分离纯化，纯化物(Ⅰ)在薄层层析中的迁移率Rf为0.41(正丁醇∶醋酸∶水＝1∶1∶1)和0.46(正丁醇∶醋酸∶水＝1∶2∶1);肽(Ⅰ)的酸水解氨基酸组成为Glu(1.00)，Asp(1.07)，Cys(0.86)，Pro(0.96)，Arg(0.98)组成合理。
实施例2.
肽的合成方法。
取实施例1的
粗产物与10倍过量的半胱氨酸
溶于0.25%醋酸(每1毫克分子肽加30ml)，用浓氨水调PH至7.0，在搅拌下滴加0.1M的K3[Fe(CN)6]，至溶液呈微黄色，不再褪色为止。室温下继续反应1小时后用50%醋酸调PH至4.0，离心，弃沉淀。清液经Sephadex柱层析，离子交换柱层析纯化，得
(Ⅱ)。
合成产物经离子交换柱Dowex 1×8和葡聚糖凝胶Sephadcx G-15柱分离纯化。纯化肽(Ⅱ)在Sephadex G-15及高压逆相柱层析(u-Bon-dapak C18)上都显示紫外吸收(230nm)单一峰。在RP-HPLC上的含0-15%(2.5min)及15-40%(15min)的乙腈的稀三氟乙酸(0.1%TFA/H2O)系统中进行层析，RT(Ⅱ)＝9.5min，纯度大于96%。酸水解后经氨基酸自动分析仪分析组成合理Glu(0.91)，Asp(1.00)，Cyt(胱氨酸)(1.04)，Pro(0.97)，Arg(1.01)。
实施例3，
肽的合成方法。
制备方法同实施例2，将半胱酸改为半胱氨酸甲酯
，氧化后得
，纯化后RP-HPLC显示单一峰RT(Ⅱ)＝9.9。酸水解后氨基酸组成分析合理Glu(1.00)，Asp(1.03)，Leu(1.00)，Pro(0.93)，Arg(1.03)。
实施例4，ρGlu-Asn-iso·Met-Pro-ArgOH(Ⅳ)肽的合成方法。
制备方法同实施例1，(Ⅰ)的粗产物与碘甲烷反应，制得含异甲硫氨酰(lsoMet)的肽，PGlu-Asn-isoMet-Pro-Arg-OH(Ⅳ)。经HPLC纯化后酸水解氨基酸组成分析表明，异甲硫氨酸(isoMet)含量与其他氨基酸相同。
实施例5，ρGlu-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅴ)肽的合成方法。
制备方法同实施例1，将半胱氨酸改为亮氨酸，得ρGlu-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅴ)实施例6，H-Asn-Ala-Pro-Arg-OH(Ⅵ)肽的合成方法。
制备方法同实施例1，将半胱氨酸改为丙氨酸，并省去cbz-ρGlu-OH缩合这一步，得H-Asn-Ala-Pro-Arg-OH(Ⅵ)。HF干粉称重产率为60-90%经凝胶柱分离及HPLC纯化利率为70-90%。纯化肽(Ⅵ)的RP-HPLCRP-HPLCDELTAPAKC18柱，以乙腈，0.1%TFA/水系统层析鉴定为单一峰RT＝11.5min。酸水介后氨基酸组成分析合理Asp(0.93)，Ala(1.00)，Pro(1.12)，Arg(0.90)。
实施例7，H-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅶ)肽的合成方法。
制备方法同实施例6，将丙氨酸改为亮氨酸，得H-Asn-Len-Pro-Arg-OH(Ⅶ)，合成产率为70-95%，纯化得率70-90%，HPLC为单一峰。氨基酸组成合理。
实施例8，Ac-Asn-Leu-Pro-Arg-NH2(Ⅷ)肽的合成方法。
制备方法按实施例7，合成到H-Asn-Leu-Pro-ArgOCH2ψ时，再以乙酸酐反应，封闭自由氨基，洗净树脂，再经氨解，去除树脂，得Ac-Asn-Leu-Pro-Arg-NH2(Ⅷ)。
实施例9，H-Asn-Len-Len-Arg-OH(Ⅸ)肽的合成方法。制图方法同实施例6，将Ala和Pro都改为Leu。
实施例10，
制图方法按实施例2，将ρ-Glu改为Gln，并在脱去Boc后再与
缩合。
实施例11，H-Asn-Val-Pro-Arg-OH(Ⅺ)肽的合成方法。制图方法同实施例6，将Ala改为Val。
实施例12，H-Asn-Ile-Pro-Arg-OH(Ⅻ)肽的合成方法制备方法同实施例6，将Ala改为Ile。
实施例13，H-Asn-D-Trp-Pro-Arg-OH(Ⅻ)肽的合成方法。制备方法同实施例6，将Ala改为D·Trp。
＊其他组成的肽均可按上述实施例1-7进行取代合成和分离纯化。
生物活性测定结果如下(1)本发明所述的记忆增强肽(MEP)经麻醉大鼠静脉注射后的血压检测表明，在每公斤体重给药20微克以下都不产生有意义的血压增高反应。
(2)本发明所述各肽(MEP)，经静脉注射后的大鼠排尿分析表明，在每公斤体重给药0.4微克以下时皆不产生明显的抗利尿作用。
(3)本发明所述各肽(MEP)的学习记忆增强作用经下述两种生物方法测定，即成年大鼠的穿梭箱被动逃避实验和新生大鼠给药后发育阶段进行灯光分辨学习，成长后再进行记忆测试。上述各种MEP在每只成年大鼠皮下给药剂量在1纳克至1微克之间产生不同程度的促记忆效应。其中
H-Asn-Len-Pro-Arg-OH(Ⅶ)，Ac-Asn-Len-Pro-Arg-NH2(Ⅷ)，H-Asn-D·Trp-Pro-Arg-OH(Ⅻ)，H-Asn-Len-Leu-Arg-OH(Ⅸ)等肽引起增强成年大鼠记忆作用的最低剂量都在纳克(10-9克/只大鼠)水平，比AVP的活性要高100倍以上。对电击遗忘大鼠模型证明，也有明显改善学习记忆的作用，口服方法也有效。
(4)本发明所述各肽(MEP)，经实验证明无致畸作用。
权利要求
1.一种具有增强记忆和学习功能，改善记忆障碍的合成多肽，其特征在于它的化学结构式为R1-Asn-X1-X2-Y-R2其中R1=ρGlu、Acetyl、H和其他酰基(Aeyl)化合物；R2=OH、NH2，酯，其他氨基酸或肽；X1和X2=分别为下列L或D型的Ala，Leu，Ile，Cys、
Phe，Tyr，Val，iso-Met，Trp或其他疏水性氨基酸；Y=为L或D型的Arg(或Lys)等碱性氨基酸残基；
2.如权利要求1所述的一种具有增强记忆和学习功能，改善记忆障碍的合成多肽R1-Asn-X1-X2-Y-R2的制造方法，其特征在于在合成多肽中用3羟-4-酮苯骈三氮唑促进DCC缩合，保证固相缩合的高产率，用葡聚糖凝胶一步即可分离得到较纯的产品;
3.如权利要求1所述的一种具有增强记忆和学习功能，改善记忆障碍的合成多肽R1-Asn-X1-X2-Y-R2的用途，其特征在于可制成各种形式的药物和饮料食品，通过口服、粘膜吸收、注射等方式用于保健或治疗学习记忆障碍，包括促进大脑早期发育，加强成年学习记忆和治疗老年痴呆症等;
4.根据权利要求1中所述的合成多肽化学结构，其特征在于包括下述氨基酸序列的多肽
(Ⅳ)ρGlu-Asn-iso·Met-Pro-Arg-OH(Ⅴ)ρGlu-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅵ)H-Asn-Ala-Pro-Arg-OH(Ⅶ)H-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅷ)Ac-Asn-Len-Pro-Arg-NH2(Ⅸ)H-Asn-Len-Leu-Arg-OH
(Ⅺ)H-Asn-Val-Pro-Arg-OH(Ⅻ)H-Asn-Ile-Pro-Arg-OH(ⅩⅢ)H-Asn-DTrp-Pro-Arg-OH
全文摘要
本发明为一种能促进学习和记忆功能的合成多肽，记忆增强肽(MEP)。经过化学模拟设计，分子动力学推算和结合合成肽的活性功能测定，该类合成肽可制成各种形式的药物和饮料食品，用于保健或治疗学习记忆障碍，包括促进大脑早期发育，加强成年学习记忆和治疗老年病痴呆症等。
文档编号C07K7/04GK1082052SQ9311249
公开日1994年2月16日 申请日期1993年7月16日 优先权日1993年7月16日
发明者杜雨苍 申请人:中国科学院上海生物化学研究所
技术领域：
本发明为一种记忆增强肽，AVP类似物，涉及多肽领域。
前人报导垂体后叶加压素(AVP)等肽能影响动物的记忆过程，而对学习无明显作用。因为AVP是用一类增加血压和抗利尿的体内激素，所以不宜用于记忆增强方面的临床治病。我们用迷宫灯光分辨反应和串梭箱实验发现，我们发明的记忆增强肽，AVP类似物，在大鼠出生后给药不仅影响大鼠成年后的记忆过程，而且能易化它在成长期中的学习过程，其最低有效剂量比AVP用量都低，其中一些可达30倍之高效;另外，本发明记忆增强肽，AVP类似物，并未被检测出有任何增加血压及抗利尿的生理效应。即使在给药量比AVP的有效量大1000倍以上也无此种付反应。因而该类化合物可开发为无害的，促进未成年儿童智力发育，改善成年人智力障碍或健忘症，甚至老年性痴呆患者病情的临床药物。
本发明的内容是经过化学模拟设计，分子动力学推算，结合生物活性测定，设计出这类化合物的基本结构。它具有促进动物的学习和记忆功能，所以称这类化合物为MEP，取义为记忆增强肽。它的结构式为R1-Asn-X1-X2-Y-R2其中门冬酰胺(Asn)为不变残基;
R1，R2，X1和X2为变换的基团;
R1为焦谷氨酰基(ρGlu)，乙酰基(Acetyl)，H和其他酰基(Acyl)化合物;
R2为OH，NH2，酯，其他氨基酸或肽;
X1和X2分别为下列L型或D型丙氨酸(Ala)，异亮氨酸(Ile)，亮氨酸(Leu)，酪氨酸(Tyr)，苯丙氨酸(Phe)，异甲硫氨酸(iso·Met)，半胱氨酸(Cys)，胱氨酸
，胱氨酸甲酯
，胱氨酸其他酯
，缬氨酸(Val)，色氨酸(Trp)或其他疏水性残基。
Y为L或D型的Arg(或Lys)等碱性氨基酸残基。
本发明的记忆增强肽是通过化学合成的途径来制备的。为提高化学合成的得率，我们使用羟基苯骈三氮唑(BTA)促进DCC(二环己基碳二亚胺)的缩合作用;样品分别经HF(氟化氢)、氨解、醋酸酐、碘甲烷等分别处理。粗产物分别经硅胶柱分离、葡聚糖凝柱层析初步纯化，最后分别经不同条件的HPLC分离纯化。纯化后的样品分别经氨基酸组成分析，证明制备的记忆增强肽是化学分析纯的。
本发明的记忆增强肽经纯化后再进一步作生物活性测定。经麻醉大鼠静脉注射后的血压增压反应;静脉注射后的大鼠排尿分析;成年大鼠的穿梭箱被动逃避实验和新生大鼠给药后的发育阶段进行灯光分辨学习，成长后再进行记忆测试，均证明记忆增强肽的有效的生物功能。通过以下实施例对发明的技术特征作详细描述。
实施例1.
Boc-Arg(tos)-OH↓KOH/CH3OHBoc-Arg(tos)-OK↓ClCH2φ(1%交联度的聚苯乙烯树脂)DMFBoc-Arg(tos)-OCH2φ
经跟踪检测，每步缩合反应的缩合率都在99%以上。HF处理树脂后的多肽干粉得率为理论产率的80-100%。此粗产物经硅胶柱(Silicagel-60)分离纯化，纯化物(Ⅰ)在薄层层析中的迁移率Rf为0.41(正丁醇∶醋酸∶水＝1∶1∶1)和0.46(正丁醇∶醋酸∶水＝1∶2∶1);肽(Ⅰ)的酸水解氨基酸组成为Glu(1.00)，Asp(1.07)，Cys(0.86)，Pro(0.96)，Arg(0.98)组成合理。
实施例2.
肽的合成方法。
取实施例1的
粗产物与10倍过量的半胱氨酸
溶于0.25%醋酸(每1毫克分子肽加30ml)，用浓氨水调PH至7.0，在搅拌下滴加0.1M的K3[Fe(CN)6]，至溶液呈微黄色，不再褪色为止。室温下继续反应1小时后用50%醋酸调PH至4.0，离心，弃沉淀。清液经Sephadex柱层析，离子交换柱层析纯化，得
(Ⅱ)。
合成产物经离子交换柱Dowex 1×8和葡聚糖凝胶Sephadcx G-15柱分离纯化。纯化肽(Ⅱ)在Sephadex G-15及高压逆相柱层析(u-Bon-dapak C18)上都显示紫外吸收(230nm)单一峰。在RP-HPLC上的含0-15%(2.5min)及15-40%(15min)的乙腈的稀三氟乙酸(0.1%TFA/H2O)系统中进行层析，RT(Ⅱ)＝9.5min，纯度大于96%。酸水解后经氨基酸自动分析仪分析组成合理Glu(0.91)，Asp(1.00)，Cyt(胱氨酸)(1.04)，Pro(0.97)，Arg(1.01)。
实施例3，
肽的合成方法。
制备方法同实施例2，将半胱酸改为半胱氨酸甲酯
，氧化后得
，纯化后RP-HPLC显示单一峰RT(Ⅱ)＝9.9。酸水解后氨基酸组成分析合理Glu(1.00)，Asp(1.03)，Leu(1.00)，Pro(0.93)，Arg(1.03)。
实施例4，ρGlu-Asn-iso·Met-Pro-ArgOH(Ⅳ)肽的合成方法。
制备方法同实施例1，(Ⅰ)的粗产物与碘甲烷反应，制得含异甲硫氨酰(lsoMet)的肽，PGlu-Asn-isoMet-Pro-Arg-OH(Ⅳ)。经HPLC纯化后酸水解氨基酸组成分析表明，异甲硫氨酸(isoMet)含量与其他氨基酸相同。
实施例5，ρGlu-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅴ)肽的合成方法。
制备方法同实施例1，将半胱氨酸改为亮氨酸，得ρGlu-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅴ)实施例6，H-Asn-Ala-Pro-Arg-OH(Ⅵ)肽的合成方法。
制备方法同实施例1，将半胱氨酸改为丙氨酸，并省去cbz-ρGlu-OH缩合这一步，得H-Asn-Ala-Pro-Arg-OH(Ⅵ)。HF干粉称重产率为60-90%经凝胶柱分离及HPLC纯化利率为70-90%。纯化肽(Ⅵ)的RP-HPLCRP-HPLCDELTAPAKC18柱，以乙腈，0.1%TFA/水系统层析鉴定为单一峰RT＝11.5min。酸水介后氨基酸组成分析合理Asp(0.93)，Ala(1.00)，Pro(1.12)，Arg(0.90)。
实施例7，H-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅶ)肽的合成方法。
制备方法同实施例6，将丙氨酸改为亮氨酸，得H-Asn-Len-Pro-Arg-OH(Ⅶ)，合成产率为70-95%，纯化得率70-90%，HPLC为单一峰。氨基酸组成合理。
实施例8，Ac-Asn-Leu-Pro-Arg-NH2(Ⅷ)肽的合成方法。
制备方法按实施例7，合成到H-Asn-Leu-Pro-ArgOCH2ψ时，再以乙酸酐反应，封闭自由氨基，洗净树脂，再经氨解，去除树脂，得Ac-Asn-Leu-Pro-Arg-NH2(Ⅷ)。
实施例9，H-Asn-Len-Len-Arg-OH(Ⅸ)肽的合成方法。制图方法同实施例6，将Ala和Pro都改为Leu。
实施例10，
制图方法按实施例2，将ρ-Glu改为Gln，并在脱去Boc后再与
缩合。
实施例11，H-Asn-Val-Pro-Arg-OH(Ⅺ)肽的合成方法。制图方法同实施例6，将Ala改为Val。
实施例12，H-Asn-Ile-Pro-Arg-OH(Ⅻ)肽的合成方法制备方法同实施例6，将Ala改为Ile。
实施例13，H-Asn-D-Trp-Pro-Arg-OH(Ⅻ)肽的合成方法。制备方法同实施例6，将Ala改为D·Trp。
＊其他组成的肽均可按上述实施例1-7进行取代合成和分离纯化。
生物活性测定结果如下(1)本发明所述的记忆增强肽(MEP)经麻醉大鼠静脉注射后的血压检测表明，在每公斤体重给药20微克以下都不产生有意义的血压增高反应。
(2)本发明所述各肽(MEP)，经静脉注射后的大鼠排尿分析表明，在每公斤体重给药0.4微克以下时皆不产生明显的抗利尿作用。
(3)本发明所述各肽(MEP)的学习记忆增强作用经下述两种生物方法测定，即成年大鼠的穿梭箱被动逃避实验和新生大鼠给药后发育阶段进行灯光分辨学习，成长后再进行记忆测试。上述各种MEP在每只成年大鼠皮下给药剂量在1纳克至1微克之间产生不同程度的促记忆效应。其中
H-Asn-Len-Pro-Arg-OH(Ⅶ)，Ac-Asn-Len-Pro-Arg-NH2(Ⅷ)，H-Asn-D·Trp-Pro-Arg-OH(Ⅻ)，H-Asn-Len-Leu-Arg-OH(Ⅸ)等肽引起增强成年大鼠记忆作用的最低剂量都在纳克(10-9克/只大鼠)水平，比AVP的活性要高100倍以上。对电击遗忘大鼠模型证明，也有明显改善学习记忆的作用，口服方法也有效。
(4)本发明所述各肽(MEP)，经实验证明无致畸作用。
权利要求
1.一种具有增强记忆和学习功能，改善记忆障碍的合成多肽，其特征在于它的化学结构式为R1-Asn-X1-X2-Y-R2其中R1=ρGlu、Acetyl、H和其他酰基(Aeyl)化合物；R2=OH、NH2，酯，其他氨基酸或肽；X1和X2=分别为下列L或D型的Ala，Leu，Ile，Cys、
Phe，Tyr，Val，iso-Met，Trp或其他疏水性氨基酸；Y=为L或D型的Arg(或Lys)等碱性氨基酸残基；
2.如权利要求1所述的一种具有增强记忆和学习功能，改善记忆障碍的合成多肽R1-Asn-X1-X2-Y-R2的制造方法，其特征在于在合成多肽中用3羟-4-酮苯骈三氮唑促进DCC缩合，保证固相缩合的高产率，用葡聚糖凝胶一步即可分离得到较纯的产品;
3.如权利要求1所述的一种具有增强记忆和学习功能，改善记忆障碍的合成多肽R1-Asn-X1-X2-Y-R2的用途，其特征在于可制成各种形式的药物和饮料食品，通过口服、粘膜吸收、注射等方式用于保健或治疗学习记忆障碍，包括促进大脑早期发育，加强成年学习记忆和治疗老年痴呆症等;
4.根据权利要求1中所述的合成多肽化学结构，其特征在于包括下述氨基酸序列的多肽
(Ⅳ)ρGlu-Asn-iso·Met-Pro-Arg-OH(Ⅴ)ρGlu-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅵ)H-Asn-Ala-Pro-Arg-OH(Ⅶ)H-Asn-Leu-Pro-Arg-OH(Ⅷ)Ac-Asn-Len-Pro-Arg-NH2(Ⅸ)H-Asn-Len-Leu-Arg-OH
(Ⅺ)H-Asn-Val-Pro-Arg-OH(Ⅻ)H-Asn-Ile-Pro-Arg-OH(ⅩⅢ)H-Asn-DTrp-Pro-Arg-OH
全文摘要
本发明为一种能促进学习和记忆功能的合成多肽，记忆增强肽(MEP)。经过化学模拟设计，分子动力学推算和结合合成肽的活性功能测定，该类合成肽可制成各种形式的药物和饮料食品，用于保健或治疗学习记忆障碍，包括促进大脑早期发育，加强成年学习记忆和治疗老年病痴呆症等。
文档编号C07K7/04GK1082052SQ9311249
公开日1994年2月16日 申请日期1993年7月16日 优先权日1993年7月16日
发明者杜雨苍 申请人:中国科学院上海生物化学研究所
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