Peptidet janë një klasë e komponimeve të formuara nga lidhja e aminoacideve të shumta përmes lidhjeve peptide.Ato janë të kudondodhura në organizmat e gjallë.Deri më tani, dhjetëra mijëra peptide janë gjetur në organizmat e gjallë.Peptidet luajnë një rol të rëndësishëm në rregullimin e aktiviteteve funksionale të sistemeve, organeve, indeve dhe qelizave të ndryshme dhe në aktivitetet e jetës, dhe shpesh përdoren në analizat funksionale, kërkimin e antitrupave, zhvillimin e ilaçeve dhe fusha të tjera.Me zhvillimin e bioteknologjisë dhe teknologjisë së sintezës së peptideve, gjithnjë e më shumë ilaçe peptide janë zhvilluar dhe aplikuar në klinikë.
Ka një shumëllojshmëri të gjerë modifikimesh peptidesh, të cilat thjesht mund të ndahen në modifikimin pas dhe modifikimin e procesit (duke përdorur modifikimin e aminoacideve të prejardhur), dhe modifikimin e terminalit N, modifikimin e terminalit C, modifikimin e zinxhirit anësor, modifikimin e aminoacideve, modifikimin e skeletit, etj., në varësi të vendit të modifikimit (Figura 1).Si një mjet i rëndësishëm për të ndryshuar strukturën e zinxhirit kryesor ose grupet e zinxhirit anësor të zinxhirëve peptidikë, modifikimi i peptideve mund të ndryshojë në mënyrë efektive vetitë fizike dhe kimike të përbërjeve peptide, të rrisë tretshmërinë në ujë, të zgjasë kohën e veprimit in vivo, të ndryshojë shpërndarjen e tyre biologjike, të eliminojë imunogjenitetin. , zvogëlojnë efektet anësore toksike, etj. Në këtë punim, prezantohen disa strategji kryesore të modifikimit të peptideve dhe karakteristikat e tyre.
1. Ciklizim
Peptidet ciklike kanë shumë aplikime në biomjekësi, dhe shumë peptide natyrore me aktivitet biologjik janë peptide ciklike.Për shkak se peptidet ciklike priren të jenë më të ngurtë se peptidet lineare, ato janë jashtëzakonisht rezistente ndaj sistemit të tretjes, mund të mbijetojnë në traktin tretës dhe shfaqin një afinitet më të fortë për receptorët e synuar.Ciklizimi është mënyra më e drejtpërdrejtë për të sintetizuar peptidet ciklike, veçanërisht për peptidet me skelet të madh strukturor.Sipas mënyrës së ciklimit, mund të ndahet në llojin e zinxhirit anësor të zinxhirit, tipin e zinxhirit anësor, terminalin - llojin e terminalit (lloji nga fundi në fund).
(1) zinxhir anësor në anë
Lloji më i zakonshëm i ciklizimit nga zinxhiri anësor në zinxhirin anësor është ura disulfide midis mbetjeve të cisteinës.Ky ciklizim futet nga një palë mbetjesh cisteine që dembrojten dhe më pas oksidohen për të formuar lidhje disulfide.Sinteza policiklike mund të arrihet me heqjen selektive të grupeve mbrojtëse të sulfhidrilit.Ciklizimi mund të bëhet ose në një tretës pas shpërbërjes ose në një rrëshirë të para-shpërbërjes.Ciklizimi në rrëshira mund të jetë më pak efektiv se ciklizimi me tretës, sepse peptidet në rrëshira nuk formojnë lehtësisht konformacione të ciklizuara.Një lloj tjetër i ciklizimit të zinxhirit anësor - zinxhirit anësor është formimi i një strukture amide midis një mbetjeje acidi aspartik ose glutamik dhe aminoacidit bazë, i cili kërkon që grupi mbrojtës i zinxhirit anësor duhet të jetë në gjendje të hiqet në mënyrë selektive nga polipeptidi. në rrëshirë ose pas shpërbërjes.Lloji i tretë i ciklizimit të zinxhirit anësor - zinxhirit anësor është formimi i etereve difenil nga tirozina ose p-hidroksifenilglicina.Ky lloj ciklizimi në produktet natyrore gjendet vetëm në produktet mikrobike, dhe produktet e ciklizimit shpesh kanë vlerë të mundshme medicinale.Përgatitja e këtyre komponimeve kërkon kushte unike reagimi, kështu që ato nuk përdoren shpesh në sintezën e peptideve konvencionale.
(2) zinxhir nga terminali në anë
Ciklizimi i zinxhirit nga ana e terminalit zakonisht përfshin C-terminalin me grupin amino të zinxhirit anësor të lizinës ose ornitinës, ose terminalin N me zinxhirin anësor të acidit aspartik ose të acidit glutamik.Ciklizimi tjetër i polipeptidit bëhet duke formuar lidhje eterike midis terminalit C dhe zinxhirëve anësor të serinës ose treoninës.
(3) Lloji i terminalit ose kokë më bisht
Polipeptidet e zinxhirit mund të ciklohen në një tretës ose të fiksohen në një rrëshirë me anë të ciklimit të zinxhirit anësor.Përqendrimet e ulëta të peptideve duhet të përdoren në centralizimin e tretësve për të shmangur oligomerizimin e peptideve.Rendimenti i një polipeptidi unazor sintetik kokë-bisht varet nga sekuenca e polipeptidit të zinxhirit.Prandaj, përpara se të përgatiten peptidet ciklike në një shkallë të gjerë, fillimisht duhet të krijohet një bibliotekë e peptideve të mundshme të plumbit me zinxhirë, e ndjekur nga ciklimi për të gjetur sekuencën me rezultatet më të mira.
2. N-metilimi
N-metilimi fillimisht ndodh në peptidet natyrore dhe futet në sintezën e peptideve për të parandaluar formimin e lidhjeve hidrogjenore, duke i bërë peptidet më rezistente ndaj biodegradimit dhe pastrimit.Sinteza e peptideve duke përdorur derivatet e aminoacideve N-metiluar është metoda më e rëndësishme.Për më tepër, mund të përdoret edhe reagimi Mitsunobu i ndërmjetësve polipeptid-rrëshirë N-(2-nitrobenzen sulfonil klorur) me metanol.Kjo metodë është përdorur për përgatitjen e bibliotekave peptide ciklike që përmbajnë aminoacide N-metiluar.
3. Fosforilimi
Fosforilimi është një nga modifikimet më të zakonshme pas përkthimit në natyrë.Në qelizat njerëzore, më shumë se 30% e proteinave janë të fosforiluara.Fosforilimi, veçanërisht fosforilimi i kthyeshëm, luan një rol të rëndësishëm në kontrollin e shumë proceseve qelizore, të tilla si transduksioni i sinjalit, shprehja e gjeneve, rregullimi i ciklit qelizor dhe citoskeletit dhe apoptoza.
Fosforilimi mund të vërehet në një shumëllojshmëri të mbetjeve të aminoacideve, por objektivat më të zakonshëm të fosforilimit janë mbetjet e serinës, treoninës dhe tirozinës.Derivatet e fosfotirozinës, fosfotreoninës dhe fosfoserinës ose mund të futen në peptide gjatë sintezës ose të formohen pas sintezës së peptideve.Fosforilimi selektiv mund të arrihet duke përdorur mbetje të serinës, treoninës dhe tirozinës që largojnë në mënyrë selektive grupet mbrojtëse.Disa reagentë fosforilimi gjithashtu mund të futin grupe të acidit fosforik në polipeptid duke modifikuar pas.Vitet e fundit, fosforilimi specifik i lizinës është arritur duke përdorur një reaksion kimik selektiv Staudinger-fosfit (Figura 3).
4. Myristoylation dhe palmitoylation
Acilimi i terminalit N me acide yndyrore lejon që peptidet ose proteinat të lidhen me membranat qelizore.Sekuenca e miridamoiluar në terminalin N mundëson që proteinat e proteinave të familjes Src dhe proteinat Gaq të transkriptazës së kundërt të synohen për t'u lidhur me membranat qelizore.Acidi miristik u lidh me terminalin N të polipeptidit rrëshirë duke përdorur reaksione standarde të bashkimit dhe lipopeptidi rezultues mund të shpërndahej në kushte standarde dhe të pastrohet me RP-HPLC.
5. Glikozilimi
Glikopeptidet si vankomicina dhe teikolanina janë antibiotikë të rëndësishëm për trajtimin e infeksioneve bakteriale rezistente ndaj ilaçeve dhe glikopeptidet e tjera përdoren shpesh për të stimuluar sistemin imunitar.Për më tepër, duke qenë se shumë antigjenë mikrobikë janë glikoziluar, është me rëndësi të madhe studimi i glikopeptideve për përmirësimin e efektit terapeutik të infeksionit.Nga ana tjetër, është zbuluar se proteinat në membranën qelizore të qelizave tumorale shfaqin glikozilim jonormal, gjë që i bën glikopeptidet të luajnë një rol të rëndësishëm në kërkimin e mbrojtjes imune të kancerit dhe tumorit.Glikopeptidet përgatiten me metodën Fmoc/t-Bu.Mbetjet e glikosiluara, të tilla si treonina dhe serina, shpesh futen në polipeptide nga fMOC-të e aktivizuara me ester pentafluorofenol për të mbrojtur aminoacidet e glikoziluara.
6. Izopreni
Izopentadienilimi ndodh në mbetjet e cisteinës në zinxhirin anësor pranë C-terminalit.Izopreni i proteinave mund të përmirësojë afinitetin e membranës qelizore dhe të formojë ndërveprimin protein-proteinë.Proteinat e izopentadienuara përfshijnë tirozinofosfatazën, GTazën e vogël, molekulat e kokaperonit, lamina bërthamore dhe proteinat lidhëse centromerike.Polipeptidet e izoprenit mund të përgatiten duke përdorur izopren në rrëshira ose duke futur derivatet e cisteinës.
7. Modifikimi i polietilen glikolit (PEG).
Modifikimi i PEG mund të përdoret për të përmirësuar stabilitetin hidrolitik të proteinave, shpërndarjen biologjike dhe tretshmërinë e peptideve.Futja e zinxhirëve PEG në peptide mund të përmirësojë vetitë e tyre farmakologjike dhe gjithashtu të pengojë hidrolizën e peptideve nga enzimat proteolitike.Peptidet PEG kalojnë nëpër seksionin kryq kapilar glomerular më lehtë se peptidet e zakonshme, duke ulur ndjeshëm pastrimin e veshkave.Për shkak të gjysmë-jetës së zgjatur aktive të peptideve PEG in vivo, niveli normal i trajtimit mund të mbahet me doza më të ulëta dhe me ilaçe peptide më pak të shpeshta.Megjithatë, modifikimi i PEG ka gjithashtu efekte negative.Sasi të mëdha të PEG parandalojnë enzimën nga degradimi i peptidit dhe gjithashtu zvogëlojnë lidhjen e peptidit me receptorin e synuar.Por afiniteti i ulët i peptideve PEG zakonisht kompensohet nga gjysma e jetës së tyre më të gjatë farmakokinetike, dhe duke qenë më të pranishëm në trup, peptidet PEG kanë një gjasë më të madhe për t'u përthithur në indet e synuara.Prandaj, specifikimet e polimerit PEG duhet të optimizohen për rezultate optimale.Nga ana tjetër, peptidet PEG grumbullohen në mëlçi për shkak të uljes së pastrimit të veshkave, duke rezultuar në sindromën makromolekulare.Prandaj, modifikimet e PEG duhet të dizajnohen më me kujdes kur peptidet përdoren për testimin e drogës.
Grupet e zakonshme të modifikimit të modifikuesve PEG mund të përmblidhen përafërsisht si më poshtë: Amino (-aminë) -NH2, aminometil-Ch2-NH2, hidroksi-OH, karboksi-Cooh, sulfhidril (-Tiol) -SH, Maleimide -MAL, karbonat succinimide - SC, succinimide acetate -SCM, succinimide propionate -SPA, n-hydroxysuccinimide -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, aldehid -CHO (si propional-ald, butyrALD), bazë akrilike (-akrilate-acrl), azido-azid -, Biotin, Fluorescein, glutaril-GA, Akrilate Hydrazide, alkine-alkine, p-toluenesulfonate -OTs, succinimide succinate -SS, etj. Derivatet e PEG me acide karboksilike mund të bashkohen me aminat n-terminale ose zinxhirët anësor të lizinës.PEG i aminoaktivizuar mund të lidhet me zinxhirët anësor të acidit aspartik ose acidit glutamik.PEG i keq-aktivizuar mund të konjugohet me mercaptanin e zinxhirëve anësor të cisteinës plotësisht të dembrojtur [11].Modifikuesit PEG zakonisht klasifikohen si më poshtë (shënim: mPEG është metoksi-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH):
(1) modifikues PEG me zinxhir të drejtë
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) modifikues dyfunksional PEG
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) modifikues PEG i degëzuar
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Biotinizimi
Biotina mund të lidhet fort me avidinën ose streptavidinën dhe forca lidhëse është madje afër lidhjes kovalente.Peptidet e etiketuara me biotinë përdoren zakonisht në analizën e imunitetit, histocitokiminë dhe citometrinë e rrjedhës së bazuar në fluoreshencë.Antitrupat e etiketuar të antibiotinës mund të përdoren gjithashtu për të lidhur peptidet e biotiniluara.Etiketat e biotinës shpesh ngjiten në zinxhirin anësor të lizinës ose në terminalin N.Acidi 6-aminokaproik përdoret shpesh si një lidhje midis peptideve dhe biotinës.Lidhja është fleksibël në lidhjen me nënshtresën dhe lidhet më mirë në prani të pengesës sterike.
9. Etiketimi fluoreshente
Etiketimi fluoreshent mund të përdoret për të gjurmuar polipeptidet në qelizat e gjalla dhe për të studiuar enzimat dhe mekanizmat e veprimit.Triptofani (Trp) është fluoreshent, kështu që mund të përdoret për etiketim të brendshëm.Spektri i emetimit të triptofanit varet nga mjedisi periferik dhe zvogëlohet me uljen e polaritetit të tretësit, një veti që është e dobishme për zbulimin e strukturës peptide dhe lidhjes së receptorit.Fluoreshenca e triptofanit mund të shuhet nga acidi aspartik i protonuar dhe acidi glutamik, të cilët mund të kufizojnë përdorimin e tij.Grupi i klorurit Dansyl (Dansyl) është shumë fluoreshent kur lidhet me një grup amino dhe shpesh përdoret si një etiketë fluoreshente për aminoacidet ose proteinat.
Rezonanca e fluoreshencës Konvertimi i energjisë (FRET) është i dobishëm për studimet e enzimave.Kur aplikohet FRET, polipeptidi i substratit zakonisht përmban një grup etiketues të fluoreshencës dhe një grup shuarjeje fluoreshence.Grupet fluoreshente të etiketuara shuhen nga shuarësi përmes transferimit të energjisë jo-fotonike.Kur peptidi shkëputet nga enzima në fjalë, grupi i etiketimit lëshon fluoreshencë.
10. Polipeptidet e kafazit
Peptidet e kafazit kanë grupe mbrojtëse të lëvizshme optikisht që mbrojnë peptidin nga lidhja me receptorin.Kur ekspozohet ndaj rrezatimit UV, peptidi aktivizohet, duke rikthyer afinitetin e tij ndaj receptorit.Për shkak se ky aktivizim optik mund të kontrollohet sipas kohës, amplitudës ose vendndodhjes, peptidet e kafazit mund të përdoren për të studiuar reaksionet që ndodhin në qeliza.Grupet mbrojtëse më të përdorura për polipeptidet e kafazit janë grupet 2-nitrobenzil dhe derivatet e tyre, të cilët mund të futen në sintezën e peptideve nëpërmjet derivateve mbrojtëse të aminoacideve.Derivatet e aminoacideve që janë zhvilluar janë lizina, cisteina, serina dhe tirozina.Derivatet e aspartatit dhe glutamatit, megjithatë, nuk përdoren zakonisht për shkak të ndjeshmërisë së tyre ndaj ciklimit gjatë sintezës dhe disociimit të peptideve.
11. Peptid poliantigjenik (MAP)
Peptidet e shkurtra zakonisht nuk janë imune dhe duhet të lidhen me proteinat mbartëse për të prodhuar antitrupa.Peptidi poliantigjenik (MAP) përbëhet nga peptide të shumta identike të lidhura me bërthamat e lizinës, të cilat mund të shprehin në mënyrë specifike imunogjene me fuqi të lartë dhe mund të përdoren për të përgatitur çifte proteinash bartëse peptide.Polipeptidet MAP mund të sintetizohen nga sinteza e fazës së ngurtë në rrëshirë MAP.Megjithatë, bashkimi jo i plotë rezulton në mungesë ose të prerë zinxhirësh peptidikë në disa degë dhe kështu nuk shfaq vetitë e polipeptidit origjinal MAP.Si një alternativë, peptidet mund të përgatiten dhe pastrohen veçmas dhe më pas të bashkohen me MAP.Sekuenca peptide e bashkangjitur në thelbin e peptidit është e mirëpërcaktuar dhe karakterizohet lehtësisht nga spektrometria e masës.
konkluzioni
Modifikimi i peptideve është një mjet i rëndësishëm për dizajnimin e peptideve.Peptidet e modifikuara kimikisht jo vetëm që mund të mbajnë aktivitet të lartë biologjik, por edhe të shmangin në mënyrë efektive të metat e imunogjenitetit dhe toksicitetit.Në të njëjtën kohë, modifikimi kimik mund t'i pajisë peptidet me disa veti të reja të shkëlqyera.Vitet e fundit, është zhvilluar me shpejtësi metoda e aktivizimit të CH për post-modifikimin e polipeptideve dhe janë arritur shumë rezultate të rëndësishme.
Koha e postimit: Mar-20-2023