点击显示 收起
【A Review】 Pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP) is a novel neuropeptide, its basic effect is stimulating adenylate cyclase mediated by PACAP receptors and concerned messengers substance,subsequently increases the cAMP level of intra and extra target cells.In the present review,the discover,amino acids,distribution,receptors and biological effects of PACAP is discussed.
垂体腺苷酸环化酶激活肽(pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP)是近年新发现的神经肽。本文从它的发现、氨基酸(amino acid,aa)组成及其前体的结构特征、体内分布、受体及其生物学效应等方面对其研究现状作一综述。
一、PACAP的发现：
神经内分泌学的发展，使下丘脑中一系列促垂体释放激素得到分离和定性研究。然而这是否代表所有的下丘脑释放激素尚有争议。业已发现，已分离的大多数下丘脑释放激素均可激活腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)，使细胞内、外cAMP蓄积增加。有鉴于此，Miyata等设想，利用监控下丘脑提取物中垂体AC激活活性有可能发现新的下丘脑释放激素。于是，他们进行了系列研究，从羊的下丘脑组织中分离出这种具有极强AC激活活性的由38个aa残基组成的新的神经肽，命名为PACAP［1］。他们不仅对其进行了结构分析，弄清了aa排列顺序，而且人工合成了PACAP，经纯化、aa分析和测序证实了合成的成功；证实了PACAP所具有的极强的AC激活活性；观察到
PACAP的促垂体细胞释放垂体前叶激素的效应；在麻醉大鼠身上证实了PACAP的血管抑制活性。不久，他们从羊的下丘脑中又分离出一种27肽，并命名为PACAP27，而含38个aa的PACAP则命名为PACAP38。二者具有相似的生物活性，并被证实来源于一个共同的由176个aa组成的前体蛋白［2］。
二、PACAP的aa组成和其前体的结构特征：
Miyata等用脉冲式液相序列分析仪弄清了PACAP38的aa序列为:His-Ser-Asp-Gly-Ile-Phe-Thr-Asp-Ser-Tyr-Ser-Arg-Tyr-Arg-Lys-Gln-Met-Ala
-Val-Lys-Lys-Tyr-Leu-Ala-Ala-Val-Leu-Gly-Lys-Arg-Tyr-Lys-Gln-Arg-Val-Lys-Asn-Lys-NH2，PACAP27具有PACAP38氨基末端(N端)1～27位aa序列；二者均具有酰胺化羧基末端；PACAP38的N端1～28位aa与血管活性肠肽(vasoactive intestinal polypeptide,VIP)的aa序列具有68%的同源性［1］。
Kimura等克隆了编码羊下丘脑和人睾丸的PACAP38前体的cDNAs，阐明羊的cDNA编码一个由176个aa组成的前体蛋白，此蛋白除含有PACAP38的aa序列外，其N端还含有特定的信号肽和一个由107个aa组成的“原区”(“pro”-region)。Ohkubo等克隆了编码人睾丸和大脑皮质的PACAP前体的cDNAs［3］，了解到人PACAP前体蛋白也由176个aa组成，且与羊的PACAP前体蛋白极为相似(82%)。Oki等还克隆了编码大鼠脑PACAP前体的cDNA，结果显示，大鼠PACAP cDNA编码由175个aa组成且与羊和人的PACAP前体具高度同源性的蛋白质。aa序列分析显示，人、羊、大鼠的PACAP38的aa序列是完全相同的。Chartrel等研究欧洲绿蛙脑的PACAP的一级结构后发现，蛙的PACAP含有38个aa，与人、羊、大鼠PACAP相比，仅35位上由异亮aa取代了缬aa［4］。合成的羊PACAP
38和27可使蛙垂体前叶组织中的cAMP含量增多。可见，两栖类进化到哺乳类过程中，PACAP的结构和功能均具有极大的保守性。
三、PACAP在体内的分布：
已发现PACAP与大多数神经肽一样，在体内分布极广泛。可单独存在，也可与其它神经肽或经典的神经递质共存(coexistence)。研究所涉及的动物从两栖类、禽类、兽类直至人类本身，包括蛙、鸡、小鼠、大鼠、仓鼠、豚鼠、雪貂、猫、猪、羊和人等。
Arimura等用放射免疫分析(RIA)法检测大鼠中枢和外周组织中PACAP的含量，发现下丘脑中PACAP含量最高，其它脑区中PACAP的含量也相当高，垂体后叶的含量与下丘脑以外的脑组织中含量相当，而垂体前叶的含量却极低。Kivipelto等用免疫组织化学法(IHC)观察到PACAP免疫反应阳性(PACAP－ir)的细胞体主要位于视上核、室旁核、下丘脑室周核和中央灰质，PACAP－ir的神经纤维和末梢主要出现在杏仁核的中央核团的中间部、正中隆起、神经垂体和中央灰质［5］。Masuo等利用高敏感、高特异性的夹心式酶免疫分析结合高压液相色谱分析，检测了中枢神经系统的冰冻组织切片上的62个不同区域的PACAP的含量，其结果与上述研究结果基本相似，且定位更精细［6］。他们发现，PACAP的这种分布与其受体的存在部位不一致。PACAP的分布与VIP的分布也不一致。
Arimura等在研究PACAP的外周组织分布过程中意外发现，睾丸中PACAP的含量是外周组织中最高的，双侧睾丸中PACAP的总量甚至超过整个脑组织中PACAP的总和。含量次高的是肾上腺。在消化道和其它外周组织中亦广泛存在PACAP。在消化道中，又以胃、十二指肠、空肠的PACAP含量为高。反相HPLC分析结果提示，睾丸中的PACAP主要是PACAP38。在所有被研究的组织中，PACAP27的含量均只占总PACAP的一小部分［7］。免疫双标记显示，在人和鸡的肠中存在有PACAP与VIP共存的神经细胞体，而在小鼠和大鼠的胃粘膜中存在着PACAP与VIP共存的神经纤维。IHC还显示，在豚鼠气管上，PACAP－ir神经纤维出现在平滑肌束、腺体和小血管周围。在肺内，小的腺体和支气管周围有PACAP－ir神经纤维围绕，肺内的血管壁周围则有丰富的PACAP－ir的神经纤维支配。同样，在大鼠、雪貂、猪、羊和松鼠猴的呼吸道中也发现PACAP－ir的神经纤维。在羊和雪貂的呼吸道中，免疫双标记法显示所有含PACAP的神经纤维中均储存有VIP。