Peptidoj estas klaso de kunmetaĵoj formitaj per la ligo de multoblaj aminoacidoj tra peptidaj ligoj.Ili estas ĉieaj en vivantaj organismoj.Ĝis nun, dekoj de miloj da peptidoj estis trovitaj en vivantaj organismoj.Peptidoj ludas gravan rolon en reguligado de la funkciaj agadoj de diversaj sistemoj, organoj, histoj kaj ĉeloj kaj en vivaktivecoj, kaj ofte estas uzataj en funkcia analizo, antikorpa esplorado, drog-evoluo kaj aliaj kampoj.Kun la disvolviĝo de bioteknologio kaj peptida sinteza teknologio, pli kaj pli da peptidaj drogoj estis evoluigitaj kaj aplikataj en kliniko.
Estas ampleksa vario de peptidaj modifoj, kiuj povas esti simple dividitaj en postmodifo kaj proceza modifo (uzante derivitan aminoacidmodifon), kaj N-fina modifo, C-fina modifo, flanka ĉenomodifo, aminoacidmodifo, skeletmodifo, ktp., depende de la modifa loko (Figuro 1).Kiel grava rimedo por ŝanĝi la ĉefan ĉenstrukturon aŭ flankajn ĉengrupojn de peptidĉenoj, peptida modifo povas efike ŝanĝi la fizikajn kaj kemiajn ecojn de peptidaj komponaĵoj, pliigi akvosolveblecon, plilongigi la agadtempon en vivo, ŝanĝi ilian biologian distribuon, forigi imunogenecon. , redukti toksajn kromefikojn, ktp. En ĉi tiu papero, pluraj ĉefaj peptidaj modifaj strategioj kaj iliaj trajtoj estas enkondukitaj.
1. Cikligo
Ciklaj peptidoj havas multajn aplikojn en biomedicino, kaj multaj naturaj peptidoj kun biologia agado estas ciklaj peptidoj.Ĉar ciklaj peptidoj tendencas esti pli rigidaj ol liniaj peptidoj, ili estas ekstreme rezistemaj al la digesta sistemo, povas pluvivi en la digesta vojo, kaj elmontri pli fortan afinecon por celreceptoroj.Cikligo estas la plej rekta maniero sintezi ciklajn peptidojn, precipe por peptidoj kun granda struktura skeleto.Laŭ la cikliga reĝimo, ĝi povas esti dividita en flanka ĉeno-flanka ĉeno tipo, terminalo - flanka ĉeno tipo, terminalo - fina tipo (fino al fino).
(1) flankĉeno-al-flankĉeno
La plej ofta speco de flankĉena al flankĉena cikligo estas disulfidpontado inter cisteinrestaĵoj.Tiu cikligo estas lanĉita per paro de cisteinrestaĵoj estantaj malprotektitaj kaj tiam oksigenitaj por formi disulfidobligaciojn.Policikla sintezo povas esti atingita per selektema forigo de sulfhidrilprotektogrupoj.Cikligo povas esti farita aŭ en post-disigiĝosolvento aŭ sur antaŭ-disigiĝo rezino.Cikligo sur rezinoj povas esti malpli efika ol solva cikligo ĉar la peptidoj sur rezinoj ne facile formas ciklifitajn konformiĝojn.Alia speco de flankĉeno - flankĉencikligo estas la formado de amida strukturo inter asparta acido aŭ glutamacida restaĵo kaj la baza aminoacido, kiu postulas ke la flankĉena protektogrupo devas povi esti selekteme forigita de la polipeptido aŭ. sur la rezino aŭ post disociiĝo.La tria speco de flankĉeno - flankĉencikligo estas la formado de difenileteroj de tirozino aŭ p-hidroksifenilglicino.Ĉi tiu speco de cikligo en naturaj produktoj estas nur trovita en mikrobaj produktoj, kaj cikligaj produktoj ofte havas eblan medikamentan valoron.La preparado de ĉi tiuj komponaĵoj postulas unikajn reagajn kondiĉojn, do ili ne ofte estas uzataj en la sintezo de konvenciaj peptidoj.
(2) terminalo-al-flanka ĉeno
Fina-flanka ĉencikligo kutime implikas la C-finaĵon kun la aminogrupo de la lizino aŭ ornitina flankĉeno, aŭ la N-finaĵon kun la asparta acido aŭ glutamacida flankĉeno.Alia polipeptidcikligo estas farita per formado de eterligoj inter fina C kaj serina aŭ treonina flankĉenoj.
(3) Terminala aŭ kapo-al-vosta tipo
Ĉenpolipeptidoj povas esti aŭ biciklitaj en solvilo aŭ fiksitaj sur rezino per flankĉenciklado.Malaltaj koncentriĝoj de peptidoj devas esti uzataj en solva centraligo por eviti oligomerigon de peptidoj.La rendimento de kapo-al-vosta sinteza ringpolipeptido dependas de la sekvenco de la ĉenpolipeptido.Sekve, antaŭ prepari ciklajn peptidojn grandskale, biblioteko de eblaj ĉenitaj plumbopeptidoj unue devus esti kreita, sekvita de cikligo por trovi la sekvencon kun la plej bonaj rezultoj.
2. N-metiligo
N-metiligo origine okazas en naturaj peptidoj kaj estas enkondukita en peptidsintezon por malhelpi la formadon de hidrogenaj ligoj, tiel igante peptidojn pli rezistemaj al biodegradiĝo kaj senigo.Sintezo de peptidoj uzantaj N-metiligitajn aminoacidderivaĵojn estas la plej grava metodo.Krome, Mitsunobu-reago de N-(2-nitrobenzen-sulfonil-klorido) polipeptid-rezinaj intermediatoj kun metanolo ankaŭ povas esti uzata.Ĉi tiu metodo estis uzata por prepari ciklajn peptidbibliotekojn enhavantajn N-metiligitajn aminoacidojn.
3. Fosforilado
Fosforiligo estas unu el la plej oftaj post-tradukaj modifoj en naturo.En homaj ĉeloj, pli ol 30% de proteinoj estas fosforilitaj.Fosforiligo, aparte reigebla fosforiligo, ludas gravan rolon en kontrolado de multaj ĉelaj procesoj, kiel ekzemple signaltransdukto, genekspresio, ĉelciklo kaj citoskeletreguligo, kaj apoptozo.
Fosforiligo povas esti observita ĉe gamo da aminoacidrestaĵoj, sed la plej oftaj fosforiligceloj estas serino, treonino, kaj tirozinrestaĵoj.Fosfotirozino, fosfotreonino, kaj fosfoserinderivaĵoj povas esti aŭ enkondukitaj en peptidoj dum sintezo aŭ formitaj post peptidsintezo.Selektema fosforiligo povas esti atingita uzante restaĵojn de serino, treonino, kaj tirozino kiuj selekteme forigas protektajn grupojn.Kelkaj fosforiligaj reakciiloj ankaŭ povas enkonduki fosforacidajn grupojn en la polipeptidon per postmodifo.En la lastaj jaroj, ejo-specifa fosforiligo de lizino estis atingita uzante kemie selekteman Staudinger-fosfit-reagon (Figuro 3).
4. Myristoylation kaj palmitoylation
Aciligo de la N-finaĵo kun grasacidoj permesas al peptidoj aŭ proteinoj ligi al ĉelaj membranoj.La miridamoiligita sekvenco sur la N-terminalo ebligas Src-familiajn proteinkinazojn kaj inversajn transkriptazajn Gaq-proteinojn esti celitaj por ligi al ĉelmembranoj.Miristika acido estis ligita al la N-finaĵo de la rezin-polipeptido uzante normajn kunligajn reagojn, kaj la rezulta lipopeptido povus esti disigita sub normaj kondiĉoj kaj purigita per RP-HPLC.
5. Glikosilado
Glikopeptidoj kiel vankomicino kaj teicolanin estas gravaj antibiotikoj por la terapio de medikament-rezistemaj bakteriaj infektoj, kaj aliaj glikopeptidoj ofte estas uzitaj por stimuli la imunsistemon.Krome, ĉar multaj mikrobaj antigenoj estas glikozilataj, estas tre grave studi glikopeptidojn por plibonigi la terapian efikon de infekto.Aliflanke, oni trovis, ke la proteinoj sur la ĉelmembrano de tumorĉeloj elmontras eksternorman glikosiladon, kio igas glikopeptidojn ludi gravan rolon en kancero kaj tumora imundefenda esplorado.Glikopeptidoj estas preparitaj per Fmoc/t-Bu-metodo.Glikosilateitaj restaĵoj, kiel ekzemple treonino kaj serino, ofte estas enkondukitaj en polipeptidoj per pentafluorofenol-estero aktivigitaj fMOCoj por protekti glikosilateitajn aminoacidojn.
6. Izopreno
Isopentadienilation okazas sur cisteinrestaĵoj en la flankĉeno proksime de la C-finaĵo.Proteina izopreno povas plibonigi ĉelmembranafinecon kaj formi protein-proteinan interagon.Izopentadienitaj proteinoj inkludas tirozinfosfatazon, malgrandan GTazon, koĉaperonmolekulojn, atomlamenon, kaj centromerajn ligajn proteinojn.Izoprenpolipeptidoj povas esti preparitaj uzante izoprenon sur rezinoj aŭ enkondukante cisteinderivaĵojn.
7. Polietilenglikolo (PEG) modifo
PEG-modifo povas esti uzata por plibonigi proteinan hidrolizan stabilecon, biodistribuon kaj peptidan solveblecon.La enkonduko de PEG-ĉenoj al peptidoj povas plibonigi iliajn farmakologiajn ecojn kaj ankaŭ malhelpi la hidrolizon de peptidoj de proteolizaj enzimoj.PEG-peptidoj pasas tra la glomerula kapilara sekco pli facile ol ordinaraj peptidoj, tre reduktante renan forigon.Pro la plilongigita aktiva duoniĝotempo de PEG-peptidoj en vivo, la normala traktadnivelo povas esti konservita kun pli malaltaj dozoj kaj malpli oftaj peptidaj drogoj.Tamen, PEG-modifo ankaŭ havas negativajn efikojn.Grandaj kvantoj de PEG malhelpas la enzimon degradi la peptidon kaj ankaŭ reduktas la ligadon de la peptido al la celreceptoro.Sed la malalta afineco de PEG-peptidoj estas kutime kompensita per sia pli longa farmakokinetika duoniĝotempo, kaj estante ĉeestantaj en la korpo pli longe, PEG-peptidoj havas pli grandan verŝajnecon de esti absorbitaj en celhistojn.Tial, PEG-polimerspecifoj devus esti optimumigitaj por optimumaj rezultoj.Aliflanke, PEG-peptidoj akumuliĝas en la hepato pro reduktita rena forigo, rezultigante makromolekulan sindromon.Tial, PEG-modifoj devas esti dizajnitaj pli singarde kiam peptidoj estas uzitaj por drogtestado.
Oftaj modifgrupoj de PEG-modifiloj povas esti proksimume resumitaj jene: Amino (-amino) -NH2, aminometil-Ch2-NH2, hidroksi-OH, karboksi-Cooh, sulfhidril (-Tiol) -SH, Maleimide -MAL, succinimida karbonato - SC, succinimida acetato -SCM, succinimida propionato -SPA, n-hidroksisuccinimido -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, aldehido -CHO (kiel propional-ald, butyrALD), akrila bazo (-acrylate-acrl), azido-azido, biotinilo - Biotino, Fluorescein, glutaryl -GA, Acrylate Hydrazide, alkin-alkino, p-toluenesulfonate -OTs, succinimide succinate -SS, ktp. PEG-derivaĵoj kun karboksilaj acidoj povas esti kunligitaj al n-finaj aminoj aŭ lizinaj flankaj ĉenoj.Amino-aktivigita PEG povas esti kunligita al asparta acido aŭ glutamacidaj flankĉenoj.Mal-aktivigita PEG povas esti konjugaciita al mercaptan de plene malprotektitaj cisteinaj flankaj ĉenoj [11].PEG-modifiloj estas ofte klasifikitaj jene (notu: mPEG estas metoksi-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH):
(1) rekta ĉeno PEG modifilo
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) dufunkcia PEG-modifilo
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) disbranĉiĝanta PEG-modifilo
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Biotinigo
Biotino povas esti forte ligita kun avidin aŭ streptavidin, kaj la ligoforto estas eĉ proksima al kovalenta ligo.Biotin-etikeditaj peptidoj estas ofte uzitaj en imunotesto, histocitokemio, kaj fluoreskec-bazita fluocitometrio.Etikeditaj antibiotinantikorpoj ankaŭ povas esti uzitaj por ligi biotinilateitajn peptidojn.Biotin-etikedoj ofte estas alkroĉitaj al la lizina flankĉeno aŭ la N-terminalo.6-aminocaproic-acido estas ofte uzata kiel ligo inter peptidoj kaj biotino.La ligo estas fleksebla en ligado al la substrato kaj ligas pli bone en la ĉeesto de stera malhelpo.
9. Fluoreska etikedado
Fluoreska etikedado povas esti uzita por spuri polipeptidojn en vivantaj ĉeloj kaj por studi enzimojn kaj mekanismojn de ago.Triptofano (Trp) estas fluoreska, do ĝi povas esti uzata por interna etikedado.La emisiospektro de triptofano dependas de la periferia medio kaj malpliiĝas kun malkreskanta solventa poluseco, posedaĵo kiu estas utila por detektado de peptidstrukturo kaj receptorligado.Triptofan fluoreskeco povas esti estingita per protonata asparta acido kaj glutama acido, kiuj povas limigi ĝian uzon.La Dansyl-klorida grupo (Dansyl) estas tre fluoreska kiam ligite al aminogrupo kaj ofte estas utiligita kiel fluoreska etikedo por aminoacidoj aŭ proteinoj.
Fluoreskeca resonanco Energikonverto (FRET) estas utila por enzimstudoj.Kiam FRET estas aplikita, la substratpolipeptido kutime enhavas fluoreskec-etikedan grupon kaj fluoreskec-estingantan grupon.Etikeditaj fluoreskaj grupoj estas estingitaj per la estingilo tra ne-fotona energitransigo.Kiam la peptido estas disigita de la koncerna enzimo, la etikedgrupo elsendas fluoreskecon.
10. Kaĝo polipeptidoj
Kaĝpeptidoj havas optike forpreneblajn protektajn grupojn kiuj ŝirmas la peptidon de ligado al la receptoro.Se eksponite al UV-radiado, la peptido estas aktivigita, reestigante sian afinecon al la receptoro.Ĉar tiu optika aktivigo povas esti kontrolita laŭ tempo, amplitudo aŭ loko, kaĝpeptidoj povas esti uzitaj por studi reagojn okazantajn en ĉeloj.La plej ofte uzitaj protektaj grupoj por kaĝpolipeptidoj estas 2-nitrobenzilgrupoj kaj iliaj derivaĵoj, kiuj povas esti lanĉitaj en peptidsintezo per protektaj aminoacidoderivaĵoj.Aminoacidderivaĵoj kiuj estis evoluigitaj estas lizino, cisteino, serino, kaj tirozino.Aspartato kaj glutamatderivaĵoj, aliflanke, ne estas ofte uzitaj pro sia malsaniĝemeco al cikligo dum peptidsintezo kaj distanciĝo.
11. Poliantigena peptido (MAP)
Mallongaj peptidoj kutime ne estas imunaj kaj devas esti kunligitaj al portantaj proteinoj por produkti antikorpojn.Poliantigena peptido (MAP) estas kunmetita de multoblaj identaj peptidoj ligitaj al lizinkernoj, kiuj povas specife esprimi altajn potencajn imunogenojn kaj povas esti uzitaj por prepari peptid-portantajn proteinparetojn.MAP-polipeptidoj povas esti sintezitaj per solidfaza sintezo sur MAP-rezino.Tamen, nekompleta kuplado rezultigas mankantajn aŭ stumpigitajn peptidĉenojn sur kelkaj branĉoj kaj tiel ne elmontras la trajtojn de la origina MAP-polipeptido.Kiel alternativo, peptidoj povas esti preparitaj kaj purigitaj aparte kaj tiam kunligitaj al MAP.La peptidsekvenco alkroĉita al la peptidkerno estas bone difinita kaj facile karakterizita per mas-spektrometrio.
Konkludo
Peptida modifo estas grava rimedo por desegni peptidojn.Kemie modifitaj peptidoj povas ne nur konservi altan biologian aktivecon, sed ankaŭ efike eviti la malavantaĝojn de imunogeneco kaj tokseco.Samtempe, kemia modifo povas doti peptidojn per iuj novaj bonegaj propraĵoj.En la lastaj jaroj, la metodo de CH-aktivigo por la post-modifo de polipeptidoj estis rapide evoluigita, kaj multaj gravaj rezultoj estis atingitaj.
Afiŝtempo: Mar-20-2023