近日，生物资源技术领域期刊Bioresource Technology发表了中国科学院海洋研究所海藻化学与海洋药物研究组、深海生态系统过程和健康评价研究组的最新研究成果。研究构建了生物活性导向分离与人工智能（AI）辅助虚拟筛选的抗凝肽发现流程，从深海冷泉贻贝中鉴定出一种靶向抑制凝血因子XIa（FXIa）的十肽，并系统解析了其抗凝活性、靶点选择性、作用机制及体内抗血栓效果，为深海活性肽资源的高效发掘提供了新范式。

FXIa是内源性凝血途径的关键蛋白酶，在病理性血栓形成中发挥核心作用，而对正常止血过程影响甚微。与共同凝血途径中的凝血酶和FXa等成药靶点相比，其主要介导内源性凝血过程，能够有效减少出血风险，是开发新一代抗凝药物的安全、有效靶点。

研究团队以南海冷泉贻贝为原料，通过蛋白酶K水解制备寡肽水解物GPk，并采用“活性追踪分离→高分辨质谱定向鉴定→AI辅助虚拟筛选”的工作流程加速抗凝活性肽发现。由于高活性组分中肽成分极为复杂，鉴定出的肽序列超过5000条，直接筛选难度较大。为此，研究人员首先依据序列特征，筛选出含精氨酸的高丰度肽以缩小候选范围；随后借助AlphaFold3、Chai-1和Protenix交叉验证，从96个高置信候选结构中遴选出20条肽进行活性验证。结果表明，其中8条肽显著抑制FXIa活性，命中率达40%，显著提高了复杂深海肽组资源中活性肽的发现效率。

其中，深海贻贝十肽KDETRTPEEL对FXIa具有最强抑制活性，而对同家族的其他凝血相关酶（FXIIa、FXa、PKal和凝血酶）作用较弱，整体选择性较好。进一步的酶学实验表明，该肽为FXIa的非竞争性抑制剂，暗示其结合位点可能与传统底物不同。AF3与分子动力学模拟显示，该肽与FXIa的结合主要受静电相互作用驱动，其分子上的带电残基与FXIa活性口袋形成稳定盐桥和静电互补对。而在FXIIa等凝血相关酶活性位点中相应静电环境缺失导致结合能显著低于FXIa，进而从能量层面解释了该肽的靶点偏好性。同时，结合计算预测和定点突变实验，一致确定了该肽发挥FXIa抑制作用的几个关键残基。这些发现不仅揭示了该肽的作用机制，也为后续通过结构改造提升其活性和选择性指明了方向。

图1 KDETRTPEEL的抗凝活性、靶点选择性及体内抗血栓作用

在复杂血浆环境中，KDETRTPEEL优先延长APTT（EC2X = 0.34 mM），其效价较前期先导肽PRNIF提升16倍以上，而对外源途径PT影响微弱，进一步确认了其靶向内源性途径的抗凝特性。Tg(CD41:EGFP)转基因斑马鱼血栓模型实验表明，该肽呈剂量依赖性抑制花生四烯酸诱导的血小板聚集并恢复循环血小板数量，首次在动物模型中验证了深海来源FXIa抑制肽的体内抗血栓功效，为其进一步结构优化及抗凝药物先导开发提供了重要的药效学依据。

论文第一作者为博士研究生欧阳宇泓，通讯作者为岳洋副研究员和张全斌研究员。研究得到了山东省自然科学基金、青岛市科技惠民专项和中国科学院海洋研究所自主部署项目等资助。

论文信息：

Yuhong Ouyang, Yang Yue*, Qishan Suo, Hao Chen, Jing Wang, Ning Wu, Lihua Geng, Quanbin Zhang*. AlphaFold3 assisted screening strategy identifying novel coagulation factor XIa inhibitory peptides from deep-sea mussel Gigantidas platifrons. Bioresource Technology. 2026, 462: 135497.

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852426015798