多肽是由多個氨基酸通過肽鍵連接形成的化合物，是生物體中普遍存在的小分子活性物質(zhì)，它們作為激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子等參與多種生命活動。近年來，人們對多肽的研究也日漸深入，例如抗菌肽（Antibacterial peptides，ABPs）具有廣譜抗菌活性，可以快速殺滅革蘭氏陽性菌，革蘭氏陰性菌，真菌，寄生蟲等。Cecropin類抗菌肽作用于細(xì)胞膜，可以形成跨膜離子通道，破壞細(xì)胞膜完整性，從而殺死細(xì)胞；抗癌肽（Anticancer peptides，ACPs）主要通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、破壞細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)，改變細(xì)胞周圍或細(xì)胞內(nèi)pH以及增強(qiáng)免疫應(yīng)答等多種機(jī)制來抑制癌細(xì)胞增殖。

傳統(tǒng)的鉑類、紫杉醇類等一線腫瘤治療藥物具有毒副作用大，存在多藥耐藥等缺點(diǎn)，而癌肽生物活性強(qiáng)，特異性高，對正常細(xì)胞的毒性較低，更加高效、安全，并且不易在體內(nèi)聚集。因此抗癌肽是目前抗腫瘤新藥研究的一大熱點(diǎn)。

從生物體中獲得抗菌肽，抗癌肽正成為一種流行的多肽篩選方法。例如2022年3月，中科院微生物所發(fā)表在Nature Biotechnology上的論文Identification of antimicrobial peptides from the human gut microbiome using deep learning（注：該論文也提及了微生信，大家可以找找看），利用深度學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建了從人類腸道微生物組挖掘潛在新型抗菌肽的模型，總計(jì)挖掘并合成了216種潛在的新型抗菌肽，其中83.8%具有抗菌活性。

無論通過何種方法（質(zhì)譜、預(yù)測等），在好不容易拿到多肽序列后，我們都可以對其進(jìn)行毒性預(yù)測，以確保其對生物體沒有毒性，然后再對其進(jìn)行深入研究，若有毒性，我們可以通過對其氨基酸進(jìn)行突變的方式，模擬出很多的多肽類似物，并進(jìn)一步進(jìn)行挑選和過濾。經(jīng)過查詢，我們找到了一個已經(jīng)存在快10年的多肽毒性預(yù)測和突變設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 – ToxinPred。

這里，我們就帶大家來使用下這個在線工具。

1，打開網(wǎng)站

使用瀏覽器打開https://webs.iiitd.edu.in/raghava/toxinpred/index.html

ToxinPred的主要特征包括：1）設(shè)計(jì)多肽，利用氨基酸突變設(shè)計(jì)多肽類似物；2）批量預(yù)測多肽是否具有毒性；3）優(yōu)化多肽序列，找到毒性最小或者最大的多肽；4）預(yù)測理化性質(zhì)。

2，針對一條多肽進(jìn)行設(shè)計(jì)

1）點(diǎn)擊導(dǎo)航欄的“Design Peptide”，在輸入框輸入多肽序列，選擇參數(shù)，包括預(yù)測方法，閾值等，然后點(diǎn)擊“Run Analysis”按鈕。

2）預(yù)測和突變設(shè)計(jì)結(jié)果

結(jié)果上半部分為所提交的多肽的預(yù)測結(jié)果，Non-Toxin或者Toxin，以及一些理化性質(zhì)預(yù)測結(jié)果。

結(jié)果下半部分為以所提交的多肽為基礎(chǔ)，對其單個氨基酸進(jìn)行突變后的預(yù)測結(jié)果，因此可以用來進(jìn)行多肽設(shè)計(jì)。

3，多條多肽批量預(yù)測

1）點(diǎn)擊導(dǎo)航欄的“Batch submission”，在輸入框輸入N條多肽序列（fasta格式），選擇參數(shù)，包括預(yù)測方法，閾值等，然后點(diǎn)擊“Run Analysis”按鈕。

2）預(yù)測結(jié)果