Aim: To analyze the peptide composition of a light peptide fraction of cerebrolysin.
Material and methods: Mass spectrometry (MS) with orbital ion traps and modern de novo MS-sequencing algorithms was performed.
Results: The amino acid sequences of 14 635 peptides corresponding to the 1643 porcine proteome neuronal proteins are identified. An analysis of the human proteome annotation shows that these peptides can mimic the corresponding human peptides. In particular, 405 peptide fragments correspond to 300 known biologically active peptides, including fragments of antibacterial peptides (defensins, histatins), immunomodulatory (granulin, manserin) and vasoactive (endothelin, VIP) peptides. At the same time, 8953 of 14 635 peptides can modulate the activity of 275 human signaling proteins, including kinases CDK1, CDK2, TGFBR2, GSK3, MTOR, pro-apoptotic caspases CASP1, CASP3 and CASP6 etc. The results confirm the presence of Leu- and Met-enkephalins, fragments of neuropeptide orexin, neuropeptide VF, galanin and nerve growth factor that have a neurotrophic effect.
Conclusion: The results of a proteomic study of the peptide composition of cerebrolysin indicate the widest range of molecular mechanisms responsible for the clinical efficacy of this drug.
Цель исследования. Проведение комплексного протеомного анализа пептидного состава 'легкой' пептидной фракции лекарственного препарата (ЛП) Церебролизин. Материал и методы. Гибридная масс-спектрометрия (МС) с орбитальными ловушками ионов с последующим использованием современных алгоритмов de novo МС-секвенирования. Результаты. Установлены аминокислотные последовательности 14 635 пептидов, соответствующих 1643 нейрональным белкам протеома свиньи. Анализ аннотации протеома человека показал, что выявленные пептиды ЛП Церебролизин могут являться пептидами-миметиками соответствующих пептидов человека. В частности, найдено 405 пептидных фрагментов, соответствующих 300 известным биологически активным пептидам, в том числе фрагментам антибактериальных (дефенсины, гистатины), иммуномодуляторных (гранулин, мансерин) и вазоактивных (эндотелин, VIP) пептидов. При этом 8953 из 14 635 пептидов могут являться модуляторами активности 275 сигнальных белков человека, в том числе ингибировать киназы CDK1, CDK2, TGFBR2, GSK3, MTOR, проапоптотические ферменты-каспазы CASP1, CASP3 и CASP6 и др. Результаты исследования подтвердили наличие в составе ЛП Церебролизин Leu- и Мет-энкефалинов, фрагментов нейропептидов орексина, нейропептида VF, галанина и фактора роста нервов, оказывающих нейротрофическое действие. Заключение. Результаты протеомного исследования пептидного состава ЛП Церебролизин указывают на широчайший круг молекулярных механизмов, обусловливающих его фармакологическое действие.
Keywords: algorithms for big data analysis; cerebrolysin; de novo sequencing; mass-spectrometry; proteomics.