c(RGDyK)；Cyclo(Arg‑Gly‑Asp‑D‑Tyr‑Lys)
一、基础结构信息
- 名称：c(RGDyK)
- 三字母序列：Cyclo(Arg‑Gly‑Asp‑D‑Tyr‑Lys)
- 单字母简写：c (RGDyK)
- 环化方式：头‑尾酰胺环化（amide cyclization）无半胱氨酸、无二硫键、无易氧化位点
- 氨基酸长度：5 个氨基酸（5‑mer）
- 结构类型：环五肽（cyclic pentapeptide）
- 手性特征：
- Arg、Gly、Asp、Lys：L‑型
- Tyr：D‑型（D‑Tyr），显著提升体内稳定性、抗酶解、亲和力
- 环化位点：C‑末端羧基 ↔ N‑末端氨基形成内酰胺环
- 骨架刚性强，构象固定，完美匹配整合素结合口袋
- 结构式：
二、精确理化参数
- 分子量：637.69 Da
- 分子式：C27H43N9O9
- 理论等电点 pI：9.0（弱碱性）
- pH 7.4 净电荷：+1
- 紫外吸收：λmax = 280 nm（来自 D‑Tyr）
- 消光系数 ε₂₈₀≈1280 M⁻¹·cm⁻¹
- 溶解性：
水溶性极佳
可直接溶于水、PBS、生理盐水
高浓度仍澄清，不聚集，无需 DMSO
- 稳定性：
无 Cys、Met、Trp，氧化稳定性极高
环化结构 + D‑Tyr →极强抗蛋白酶降解
粉末 −20℃ 可稳定≥ 2 年
三、靶点与生物学机制
c (RGDyK) 是全球最经典、应用最广泛的整合素靶向肽，属于RGD 家族金标准。
核心靶点
高亲和力、高选择性结合：
- αvβ3 整合素（主要靶点，肿瘤血管高度表达）
- αvβ5 整合素
- α5β1 整合素
结合机制
- Arg 胍基：与整合素的Asp 酸性簇形成强静电作用
- Asp 羧基：与金属离子（Mg²⁺/Mn²⁺）配位，是RGD 必需功能基团
- Gly：提供柔性，使 RGD 呈现最佳结合构象
- D‑Tyr：
- 芳香疏水作用，增强结合能
- 阻止氨基肽酶识别，大幅提升体内半衰期
5.Lys：
- 调节电荷与水溶性
- 提供侧链氨基偶联位点（DOTA、荧光、药物、PEG）
关键生物学效应
- 特异性靶向肿瘤新生血管
- 抑制血管生成（拮抗整合素）
- 抑制肿瘤细胞黏附、迁移、侵袭
- 增强药物 / 纳米粒肿瘤富集
- 不影响正常血管（αvβ3 低表达）
四、结构‑活性关系（SAR）关键点
1.D‑Tyr 至关重要
- 对比 L‑Tyr：亲和力提升5–10 倍
- 血浆稳定性提升>10 倍
2.环化构象必需
- 线性 RGD 亲和力弱、易降解
- 环五肽构象与整合素口袋高度互补
3.Lys 是最佳修饰位点
- 不影响结合活性
- 广泛用于：DOTA、NOTA、荧光素、生物素、药物偶联
4.Asp 绝对不可替换
- 金属配位核心，缺失则完全失活
五、核心应用领域
1. 肿瘤靶向 PET 显像
- ⁶⁸Ga‑DOTA‑c(RGDyK)
- ⁶⁴Cu‑DOTA‑c(RGDyK)
- 用于：
- 肿瘤血管生成成像
- 肿瘤分期、转移灶检测
- 疗效早期评估
2. 荧光 / 光学成像
- FITC、Cy5/7、IRDye800CW 偶联
- 术中荧光导航、小动物成像
3. 靶向药物递送
- 化疗药（多柔比星、紫杉醇）
- 蛋白药物、抗体、siRNA
- 脂质体、纳米粒、胶束表面修饰
4. 抗血管生成与抗肿瘤研究
- 整合素拮抗剂
- 抑制肿瘤生长、侵袭、转移
- 联合放疗 / 化疗增敏
5. 基础研究
- 整合素亲和力测定（SPR、ITC）
- 细胞黏附、迁移、侵袭实验
- 受体竞争性结合实验
六、实验操作指南
溶解
- 直接用Milli‑Q 水或 1×PBS溶解
- 浓度 ≤ 10 mg/mL 完全澄清
- 无需助溶剂，避免 DMSO
保存
- 粉末：−20℃ 干燥避光，可稳定 2 年以上
- 溶液：小体积分装，−20℃ 冻存，避免反复冻融
定量
- 280 nm 紫外直接定量（最简单准确）
- 也可用 HPLC、BCA、氨基酸分析法
偶联
- Lys 侧链 ε‑NH₂ 为标准偶联位点
- 适用于：NHS 活化酯、异氰酸酯、环加成反应