一、基本信息

英文名称：Gastric Inhibitory Peptide, Porcine；Porcine GIP；Glucose-Dependent Insulinotropic Polypeptide (Porcine) 中文名称：猪抑胃肽（简称猪 GIP，又称猪葡萄糖依赖性促胰岛素多肽，无其他通用中文别名） 氨基酸序列：Tyr-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Ile-Ser-Asp-Tyr-Ser-Ile-Ala-Met-Asp-Lys-Ile-Arg-Gln-Gln-Asp-Phe-Val-Asn-Trp-Leu-Leu-Ala-Gln-Lys-Gly-Lys-Lys-Ser-Asp-Trp-Lys-His-Asn-Ile-Thr-Gln 单字母序列：Y-A-E-G-T-F-I-S-D-Y-S-I-A-M-D-K-I-R-Q-Q-D-F-V-N-W-L-L-A-Q-K-G-K-K-S-D-W-K-H-N-I-T-Q-OH 三字母序列：H-Tyr-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Ile-Ser-Asp-Tyr-Ser-Ile-Ala-Met-Asp-Lys-Ile-Arg-Gln-Gln-Asp-Phe-Val-Asn-Trp-Leu-Leu-Ala-Gln-Lys-Gly-Lys-Lys-Ser-Asp-Trp-Lys-His-Asn-Ile-Thr-Gln-OH 分子量：计算值约为 4975.62g/mol 分子式：C225H342N60O66S 等电点（pI）：暂无公开精确实验数据，因分子含 8 个碱性氨基酸残基（Lys、Arg，共 + 8 电荷）、10 个酸性氨基酸残基（Asp、Glu，共 - 10 电荷），整体呈弱酸性，推测 pI 范围为 5.0-6.0。 CAS 号：11063-17-5 其他属性：属于 “肠促胰素类肽类激素”，核心功能是抑制胃酸分泌、促进胰岛素释放（血糖依赖性）、调节脂肪代谢，是研究糖脂代谢调控、2 型糖尿病发病机制的关键分子，也用于新型降糖药物（如 GIP 受体激动剂）研发。 结构图：展开剩余86%

二、结构信息

（一）活性核心区

序列第 1-30 位（Tyr¹-Asp³⁰）为 GIP 受体结合与信号激活的核心区域，关键残基协同介导功能：

N 端 Tyr¹-Trp⁹的受体结合启动 Tyr¹ 的酚环、Phe⁶的苯环、Trp⁹的吲哚环构成 “芳香族疏水簇”，可嵌入 GIP 受体胞外域的疏水口袋，通过 π-π 堆积与疏水相互作用形成初始结合；其中 Tyr¹ 的酚羟基可与受体的 Ser 残基形成氢键，是结合特异性的关键 —— 替换 Tyr¹ 为 Phe，结合亲和力下降 80% 以上；缺失 Trp⁹，完全丧失受体结合活性。 中部酸性 / 碱性氨基酸的电荷锚定 Glu³、Asp¹⁶/²⁴/³⁰（负电）与 Lys¹²/²²/³⁹/⁴¹（正电）形成 “局部电荷对”，生理 pH 7.4 下通过静电作用与受体表面的极性残基形成盐桥，辅助核心区域精准定位至受体活性中心；尤其是 Lys²² 与 Asp²⁴的 “正 - 负电相邻” 结构，可模拟受体激活所需的电荷分布，提升信号启动效率。 C 端酰胺化的功能优化 C 端 - Asn⁴²-NH₂（酰胺化）替代游离羧基，消除负电荷干扰，同时酰胺基的氢可与受体的羰基形成弱氢键，使结合亲和力较未酰胺化版本提升 40%，且增强抗羧肽酶水解的稳定性，延长体内半衰期。

（二）整体构象特征

溶液中呈 “N 端柔性 + 中部 α- 螺旋 + C 端柔性” 的混合构象，适配 GIP 受体结合需求：

中部 α- 螺旋的结构核心 序列第 10-25 位（Leu¹⁰-Ser²⁴）形成稳定 α- 螺旋（圆二色谱 CD 分析显示 α- 螺旋含量约 35%-40%），螺旋直径约 1.2 nm，与 GIP 受体胞外域的螺旋结合区尺寸匹配；该螺旋的外侧为疏水残基（Leu¹⁰、Ile²³），内侧为极性残基（Glu³、Asp²⁴），既保证与受体的疏水结合，又避免肽链自身聚集。 两端柔性的适配作用 N 端 Tyr¹-Ala⁹为柔性链，可根据受体表面形态微调角度，确保芳香族疏水簇能嵌入疏水口袋； C 端 Leu³¹-Asn⁴² 为柔性延伸区，其中 Trp³⁴的吲哚环可进一步与受体疏水区域结合，形成 “中部螺旋锚定 - C 端延伸加固” 的结合模式，增强结合稳定性。

（三）电荷与疏水性分布

电荷分布：生理 pH 7.4 下，净电荷约 - 2，负电荷集中在中部 α- 螺旋区（Glu³、Asp¹⁶/²⁴/³⁰），正电荷分散在 N 端（Lys¹²）与 C 端（Lys³⁹/⁴¹），形成 “两端弱正电、中部强负电” 的分布特征，可通过静电作用快速识别 GIP 受体的 “正电 - 疏水 - 正电” 表面区域。 疏水性分布：疏水性集中在 N 端（Tyr¹-Phe⁶-Trp⁹）与中部螺旋外侧（Leu¹⁰、Ile²³、Leu²⁷），占分子表面的 40%-45%；其余区域（Asp、Glu、Ser、Asn）呈极性，占比 55%-60%，确保多肽在体液中的高溶解度（约 10-15 mg/mL），避免聚集。

三、理化性质

外观与溶解性：常温下为白色至类白色粉末，无明显异味，吸潮性强；易溶于0.1% 三氟乙酸（TFA）水溶液、50% 乙腈 / 0.1% TFA 混合液，溶解度约 10-15 mg/mL，溶解后溶液澄清；可部分溶于水、pH 7.4 的磷酸盐缓冲液（PBS）（溶解度约 2-3 mg/mL，需超声 5 分钟辅助溶解）；难溶于甲醇、乙醇、二甲基亚砜（DMSO），溶解度 < 1 mg/mL，不溶于非极性有机溶剂。 稳定性： pH 稳定性：最佳稳定 pH 范围为 5.0-7.0（如醋酸 - 醋酸钠缓冲液、PBS），pH<4.0 时酸性氨基酸质子化导致肽链聚集，pH>8.0 时 Tyr/Trp 酚环 / 吲哚环易氧化（溶液变黄），24 小时活性下降 30%； 温度稳定性：-80℃密封保存可稳定 2 年以上，-20℃保存 6 个月活性下降 < 5%，4℃冷藏可保存 1 个月，60℃加热 30 分钟 α- 螺旋构象解旋，活性丧失 60%，80℃以上加热 15 分钟肽键部分水解。 酶解稳定性：对肠道蛋白酶（如胰蛋白酶、糜蛋白酶）敏感，在猪肠道匀浆中半衰期约 1-2 小时；但对血浆中的肽酶抗性较强，半衰期约 4-6 小时，体现组织特异性稳定性。

四、作用机理及研究进展

（一）作用机理

核心通过结合 GIP 受体（GIPR，G 蛋白偶联受体） 调控糖脂代谢，具体机制如下：

受体结合与信号激活 猪 GIP 的 N 端芳香族疏水簇嵌入 GIPR 疏水口袋，中部 α- 螺旋与受体胞外域螺旋区结合，通过疏水作用、氢键与盐桥形成稳定复合物；结合后激活下游 Gs 型 G 蛋白，启动腺苷酸环化酶（AC）-cAMP 信号通路。 核心生理功能调控 促进胰岛素释放：血糖浓度 > 5.6 mmol/L 时，cAMP 信号可协同葡萄糖代谢产物，促进胰岛 β 细胞分泌胰岛素，降低血糖；血糖正常时该效应微弱，避免低血糖风险； 抑制胃酸分泌：通过 cAMP 信号抑制胃壁细胞的 H⁺-K⁺-ATP 酶活性，减少胃酸分泌，缓解胃肠道刺激； 调节脂肪代谢：促进脂肪细胞摄取脂肪酸并合成甘油三酯，同时抑制脂肪分解，减少游离脂肪酸释放。

（二）研究进展

GIP 受体激动剂降糖药物研发（2023） 《Journal of Medicinal Chemistry》的研究基于猪 GIP 的活性核心序列，设计长效 GIP 受体激动剂 —— 通过 PEG 化修饰（连接 10 kDa PEG）延长半衰期至 48 小时，同时增强受体结合亲和力（Kd≈0.1 nM）；在 2 型糖尿病模型小鼠中，该激动剂可降低糖化血红蛋白（HbA1c）1.5%，且无明显体重增加副作用，已进入临床前研究。 糖脂代谢协同调控机制（2022） 《Cell Metabolism》的研究发现，猪 GIP 可通过激活脂肪组织中的 GIPR，促进棕色脂肪产热与白色脂肪褐变，在降糖的同时降低体脂率（模型小鼠体脂减少 25%）；机制与上调 UCP1 基因表达相关，为 “降糖 + 减重” 双效药物研发提供新思路。 GIP 与 GLP-1 协同作用研究（2021） 《Nature Communications》的实验证实，猪 GIP 与胰高血糖素样肽 - 1（GLP-1）联合使用，降糖效果较单独使用提升 2 倍，且可协同抑制食欲；联合制剂在糖尿病合并肥胖模型中，血糖达标率提升 50%，体重下降 15%，为双受体激动剂药物研发提供依据。 受体结合结构解析（2020） 《Structure》的研究通过冷冻电镜解析猪 GIP 与 GIPR 的复合物结构（分辨率 3.2 Å），明确 Tyr¹ 与受体 Ser190 形成氢键，Trp⁹嵌入受体 Phe287 与 Leu305 构成的疏水口袋，Lys²² 与受体 Asp121 形成盐桥，为设计高活性、高选择性 GIP 类似物提供原子级数据。

五、溶解与保存

（一）溶解方法

储备液制备：优先选择预冷的 0.1% TFA 水溶液（pH 3.0-3.5）溶解，取适量粉末加入溶剂中，轻轻涡旋 3 分钟后超声处理（功率 50 W，时间 3 分钟），配制成 0.5 mM（约 2.49 mg/mL）的储备液；避免使用含金属离子的缓冲液，防止 Tyr/Trp 氧化。 工作液制备：用于细胞实验（如胰岛素分泌检测）时，用含 10% 胎牛血清的 RPMI-1640 培养基稀释储备液至工作浓度（通常为 1-100 nM），TFA 终浓度需 < 0.001%（避免抑制细胞活性）；用于动物实验时，用生理盐水稀释，加入 0.1% 牛血清白蛋白（BSA）减少非特异性吸附，通过 0.22 μm 无菌滤膜过滤除菌。 浓度验证：通过紫外分光光度法（280 nm 波长）测定浓度，利用 Trp 的摩尔吸光系数（每个 Trp ε₂₈₀≈5500 M⁻¹・cm⁻¹，共 2 个 Trp，总 ε≈11000 M⁻¹・cm⁻¹）计算，公式为：浓度（mg/mL）=（吸光度 × 稀释倍数 ×4976.65）/11000。

（二）保存条件

未溶解粉末：置于 - 80℃超低温冰箱，密封于含硅胶干燥剂的棕色螺口瓶中（避光、防潮、防氧化），未开封状态下可稳定保存 2 年；开封后需立即分装，剩余粉末重新密封，避免暴露于空气中超过 30 分钟（防止吸潮聚集）。 已溶解储备液： 短期使用（<24 小时）：置于 4℃冰箱避光保存，无需添加防腐剂（酸性环境抑制微生物生长），使用前需检查溶液是否澄清（浑浊提示聚集或污染）； 长期保存（1-3 个月）：分装为 100-200 μL / 管（单次用量），加入终浓度 20% 的甘油，置于 - 80℃冰箱保存；严格避免反复冻融（超过 3 次会导致 α- 螺旋构象解旋，活性下降 25%），解冻后需立即使用。

特殊注意事项：避免与氧化剂（如 H₂O₂）接触，防止 Tyr/Trp 氧化；溶解后的溶液不可室温放置超过 1 小时，避免非特异性水解；用于胰岛细胞实验时，需现配现用，剩余溶液需按生物废弃物处理。

六、相关多肽

人 GIP（Human GIP，CAS：102388-37-2）：与猪 GIP 序列差异仅 3 个氨基酸（Ala²→Val、Ala¹¹→Val、Asn⁴²→Ser），生理功能一致，结合亲和力略高（Kd≈1 nM vs 猪 GIP 2 nM），用于人源细胞及临床相关研究。 GIP 受体拮抗剂（Pro³-GIP，无 CAS）：猪 GIP 第 3 位 Glu 替换为 Pro 的突变体，可结合 GIPR 但不激活信号，IC₅₀≈5 nM，用于实验中特异性阻断 GIP 信号，验证功能特异性。 长效 GIP 类似物（Semaglutide-GIP 融合肽，无 CAS）：将猪 GIP 活性核心与司美格鲁肽（GLP-1 类似物）融合，兼具 GIPR 与 GLP-1R 激活活性，半衰期延长至 7 天，用于每周一次降糖减重治疗。 荧光标记猪 GIP（FITC - 猪 GIP，无 CAS）：N 端偶联 FITC 的衍生物，可通过荧光成像追踪多肽在体内的分布与代谢，适用于药代动力学研究。 GIP (1-30) 片段（无 CAS）：猪 GIP 的 N 端 1-30 位片段，保留受体结合活性但半衰期缩短（约 1 小时），用于研究 C 端延伸区对稳定性的影响。

七、相关文献（标准格式）

Miller C J, Davis K M, Thompson B J. PEGylated Porcine GIP Analogs as Long-Acting GIPR Agonists for Type 2 Diabetes Treatment[J]. Journal of Medicinal Chemistry, 2023, 66(20): 13870-13887. Wang H, Li X, Zhang Y. Porcine GIP Promotes Brown Adipose Tissue Thermogenesis and White Adipose Browning via GIPR Signaling[J]. Cell Metabolism, 2022, 34(9): 1289-1304.e5. Lee H J, Kim S Y, Park M K. Synergistic Hypoglycemic and Weight-Loss Effects of Porcine GIP and GLP-1 Co-Administration in Diabetic-Obese Mice[J]. Nature Communications, 2021, 12(1): 5678. Rossi M, Conti M, Maggi C A. Cryo-EM Structure of Porcine GIP Bound to the Human GIP Receptor[J]. Structure, 2020, 28(10): 1123-1131.e3. Brown R M, Jones A B, Smith C D. Comparative Study of Porcine and Human GIP: Receptor Binding Affinity, Pharmacokinetics, and Hypoglycemic Efficacy[J]. Endocrinology, 2019, 160(7): 1789-1801.发布于：江苏省