抗GLP-1モノクローナル抗体によるペプチドアレイスクリーニング：システイン含有DPP-IV阻害ペプチドの発見

ジペプチジルペプチダーゼIV（DPP-IV）の阻害は、2型糖尿病の管理に効果的な薬物療法です。最近の発見は、さまざまな食事性タンパク質がDPP-IVを阻害するペプチドの前駆体として機能できることを示唆しています。食品材料に由来するいくつかのDPP-IV阻害ペプチドが報告されていますが、より効果的な阻害ペプチドはまだ発見されていません。この研究の目的は、ペプチドアレイと中和抗体を組み合わせたスクリーニング方法を使用することにより、以前のアプローチが見落とされていた強力なDPP-IV阻害ペプチドを特定することを目的としています。4つのカゼインタンパク質と2つのホエイタンパク質の完全なアミノ酸配列を覆うオクタペプチドは、固相法を介してアレイ上で合成されました。次に、これらのペプチドを、DPP-IVの基質であるグルカゴン様ペプチド1（GLP-1）を認識するように特異的に操作されたモノクローナル抗体と反応しました。抗GLP-1モノクローナル抗体の可変領域は、DPP-IVの基質結合領域を模倣するために利用され、抗体がDPP-IVと相互作用するペプチドに結合することを可能にします。この特徴に基づいて、26個のペプチドがDPP-IV阻害ペプチド候補として選択され、そのうち11個が強力なDPP-IV阻害活性を示しました。これらのペプチドのうち5つには、N末端から2〜4つの残基が配置されたシステインが一貫して含まれていました。ジスルフィド形成による治療は、これらのシステイン含有ペプチドのDPP-IV阻害活性を減少させ、α-ラクタルブミン加水分解物の阻害活性は治療の減少とともに増加しました。これらの結果は、チオール群がDPP-IV阻害活性にとって重要であることを明らかにしました。この研究は、DPP-IV阻害ペプチドの有用なスクリーニングを提供し、DPP-IV阻害ペプチド内の還元システイン残基の重要性を示しています。

Inhibition of dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV) is an effective pharmacotherapy for the management of type 2 diabetes. Recent findings have suggested that various dietary proteins can serve as precursors to peptides that inhibit DPP-IV. Although several DPP-IV inhibitory peptides derived from food materials have been reported, more effective inhibitory peptides remain to be discovered. This study aimed to identify potent DPP-IV inhibitory peptides that earlier approaches had overlooked by employing a screening method that combined peptide arrays and neutralizing antibodies. Octa-peptides covering the complete amino acid sequences of four casein proteins and two whey proteins were synthesized on arrays via a solid-phase method. These peptides were then reacted with a monoclonal antibody specifically engineered to recognize glucagon-like peptide 1 (GLP-1), a substrate of DPP-IV. The variable region of the anti-GLP-1 monoclonal antibody is utilized to mimic the substrate-binding region of DPP-IV, enabling the antibody to bind to peptides that interact with DPP-IV. Based on this feature, 26 peptides were selected as DPP-IV inhibitory peptide candidates, 11 of which showed strong DPP-IV inhibitory activity. Five of these peptides consistently contained cysteines positioned two to four residues from the N-terminus. Treatment with disulfide formation decreased the DPP-IV inhibitory activity of these cysteine-containing peptides, while the inhibitory activity of α-lactalbumin hydrolysates increased with reducing treatment. These results revealed that the thiol group is important for DPP-IV inhibitory activity. This study provides a useful screen for DPP-IV inhibitory peptides and indicates the importance of reductive cysteine residues within DPP-IV inhibitory peptides.