抗癌肽(Anticancer peptides,ACPs)是一类阳离子的两亲性小肽,其氨基酸残基不超过50个且含有碱性和疏水残基。ACPs因其广泛的来源和多样而独特的作用机制已经成为开发新型抗肿瘤药物的候选药物之一。但是,天然来源的ACPs因其活性不高、选择性差、溶血活性太强、稳定性差等原因不能直接应用于临床。本试验以天然多肽CMAP-8为模板进行两个阶段的多维设计改造,来初步探究ACPs的净电荷、疏水度和二级结构对其抗乳腺癌活性的影响。在第一阶段的设计改造中,通过净电荷和疏水残基在多肽中的百分比的变化设计改造得到系列多肽衍生物,其净电荷数为0～8,疏水度为42%～57%。采用MTT法检测所得多肽对人乳腺癌细胞MCF7、MDA-MB-231、BT-474和ZR-75-1的增殖抑制率,结果表明,CMAP-L-20、CMAP-L-23、CMAP-L-24和CMAP-L-25对4种乳腺癌细胞的抑制率与CMAP-8相比差异则均达到了极显著水平(Duncan-test,P<0.01)。同时,所筛选的4条多肽净电荷数为6～8,疏水度均为46%,二级结构预测结果表明,CMAP-L-20、CMAP-L-23和CMAP-L-25均为两段α-螺旋分别位于靠近多肽N端和C端的位置,而多肽CMAP-L-24仅在靠近N端的位置有一小段α-螺旋(20%)。在第二阶段的设计改造中,为了探究α-螺旋的位置及有无对多肽衍生物抗乳腺癌活性的影响,不改变第一阶段中所筛选多肽氨基酸残基的种类和数目,仅调整其一级序列再次得到系列多肽衍生物。体外抗乳腺癌检测结果表明,多肽CMAP-L-242(有两段α-螺旋)对以上4种乳腺癌细胞均具有较好的抑制作用,与PBS组相比差异均达到了极显著水平(Duncan-test,P<0.01);CMAP-L-202、CMAP-L-232和CMAP-L-252(α-螺旋均靠近多肽N端)对MDA-MB-231细胞的抑制率与PBS组相比差异则均达到了显著水平(Duncan-test,P<0.05);CMAP-L-253(预测二级结构为100%无规卷曲)对MDA-MB-231细胞的抑制率与PBS阴性组相比差异均达到了极显著水平(Duncan-test,P<0.01)。两个阶段的设计检测结果表明,ACPs的净电荷与其抗乳腺癌活性紧密相关,而疏水度也应该是处在合适的范围内。在理化性质相同的情况下,多肽二级结构的变化对其抗乳腺癌活性的影响较大。首次发现预测二级结构为100%无规卷曲的多肽CMAP-L-253对乳腺癌细胞MDA-MB-231有显著的抑制作用。肽链中有两段α-螺旋结构的多肽抗乳腺癌活性总体上比有一段或者没有的高,靠近N端的α-螺旋多肽抗乳腺癌活性比靠近C端的高。