肽與蛋白質(zhì)之間的區(qū)別并不總是顯而易見，但理解這一點(diǎn)很重要。事實(shí)上，肽和蛋白質(zhì)在本質(zhì)上是相同的，都是由通過肽鍵連接在一起的氨基酸組成。然而，蛋白質(zhì)和肽之間的根本差異超出了任意長度閾值。仔細(xì)觀察，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)、功能和治療用途上有所不同。  

結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)的長度至少有 50 個(gè)，通常超過 100 個(gè)氨基酸，由多個(gè)肽亞基組成。蛋白質(zhì)有四級(jí)結(jié)構(gòu)，包括一級(jí)（氨基酸序列）、二級(jí)（α螺旋和β折疊等結(jié)構(gòu)）、三級(jí)（由氨基酸側(cè)鏈之間的相互作用決定的三維結(jié)構(gòu)）和四級(jí)（氨基酸復(fù)合物）多個(gè)蛋白質(zhì)亞基）。

肽

肽是一條短鏈氨基酸，長度通常在 2 到 50 個(gè)氨基酸之間。肽結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜。根據(jù)氨基酸組成，蛋白質(zhì)和肽都可以具有疏水性和親水性區(qū)域。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)有助于其功能。其他蛋白質(zhì)的活性可以影響結(jié)構(gòu)的修飾，例如在蛋白質(zhì)形成三級(jí)形狀后引起磷酸化的蛋白激酶。這些修飾可以逆轉(zhuǎn)，以在活性和非活性形式之間切換蛋白質(zhì)。通過使用化學(xué)支架來約束肽的結(jié)構(gòu)，可以賦予肽一些蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。這擴(kuò)展了肽作為藥物的能力。

功能

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是組織和器官的結(jié)構(gòu)和功能成分。蛋白質(zhì)基本上是所有細(xì)胞功能所必需的，并且其功能也多種多樣。    

酶催化并加速維持生命所需的反應(yīng)。例如，DNA 復(fù)制需要多種酶，包括 DNA 聚合酶、DNA 引物酶、DNA 解旋酶、DNA 連接酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶。酶通常需要輔因子才能有效發(fā)揮作用。例如，酪氨酸酶依賴于其輔助因子銅，以促進(jìn)產(chǎn)生色素黑色素的反應(yīng)。

抗體，例如免疫球蛋白 G (IgG)，是通過識(shí)別和結(jié)合外來抗原來保護(hù)宿主免受病原體侵害的蛋白質(zhì)。自身抗體是針對(duì)體內(nèi)天然存在的蛋白質(zhì)產(chǎn)生的抗體，可導(dǎo)致自身免疫性疾病。

結(jié)構(gòu)蛋白，例如肌動(dòng)蛋白，提供細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)。同時(shí)，其他收縮蛋白，例如肌球蛋白，可以促進(jìn)肌肉收縮。  

信使蛋白以旁分泌、自分泌和內(nèi)分泌方式傳遞信號(hào)。幾種生長因子是信使蛋白的例子。同時(shí)，蛋白質(zhì)也是識(shí)別特定配體（信號(hào)分子）的受體，并通過啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)以及隨后的生物反應(yīng)來做出反應(yīng)。

轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在整個(gè)細(xì)胞和細(xì)胞之間轉(zhuǎn)運(yùn)小分子。跨膜蛋白允許選擇性地將分子轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)出細(xì)胞。

肽

雖然肽的功能可能不像蛋白質(zhì)那樣多樣化，但它們對(duì)于生物功能來說是重要的。肽作為信號(hào)分子，包括神經(jīng)肽、肽激素和多肽生長因子。

肽激素通過與膜結(jié)合受體結(jié)合在細(xì)胞之間傳遞信號(hào)。胰島素是一種由胰腺β細(xì)胞分泌的肽激素，有助于葡萄糖的攝取和儲(chǔ)存。  

催產(chǎn)素是一種由下丘腦神經(jīng)元產(chǎn)生并由垂體分泌的神經(jīng)肽，參與多種神經(jīng)功能以及其他全身作用，例如預(yù)防心血管疾病。

肽生長因子，包括TGF-β，對(duì)于增殖、分化和許多細(xì)胞功能至關(guān)重要。  

療法

一般來說，蛋白質(zhì)越短，它就越不穩(wěn)定。因此，肽在有效治療傳遞方面比蛋白質(zhì)存在更大的問題。 PODS 技術(shù)的開發(fā)是為了解決這些不穩(wěn)定問題，并且已被證明可以使生長因子發(fā)揮持久作用來治療軟骨損傷。

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)既是治療策略的目標(biāo)，也是治療方法本身。 G 蛋白偶聯(lián)受體 (GPCR) 可能是治療中具針對(duì)性的蛋白質(zhì)。這可能是由于它們涉及多種生理功能。  蛋白質(zhì)本身也可以用作治療劑。多種單克隆抗體對(duì)醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了革命性的影響，并已被開發(fā)用于治療包括癌癥在內(nèi)的一系列疾病。例如，Keytruda 等免疫阻斷抑制劑就是抗體。此外，生長因子等蛋白質(zhì)藥物已被開發(fā)用于再生應(yīng)用。

肽

肽作為治療藥物最近受到了越來越多的關(guān)注，盡管自 1922 年引入胰島素治療 1 型糖尿病以來，肽就已被用于此目的。如今，已有超過 80 種肽藥物可供選擇。由于許多肽充當(dāng) GPCR 的配體，因此正在研究或目前有多種針對(duì) GPCR 蛋白的肽療法。肽在其他疾病領(lǐng)域也具有功效，特別是傳染病，并且正在開發(fā)用于解決日益嚴(yán)重的抗菌藥物耐藥性問題。  

圖片：免疫球蛋白超家族成員 8。圖片來源：Alphafold