Il-peptidi huma klassi ta 'komposti ffurmati mill-konnessjoni ta' aċidi amminiċi multipli permezz ta 'bonds peptidi.Huma kullimkien fl-organiżmi ħajjin.Sa issa, għexieren ta 'eluf ta' peptidi nstabu f'organiżmi ħajjin.Il-peptidi għandhom rwol importanti fir-regolamentazzjoni tal-attivitajiet funzjonali ta 'diversi sistemi, organi, tessuti u ċelloli u f'attivitajiet tal-ħajja, u ħafna drabi jintużaw f'analiżi funzjonali, riċerka tal-antikorpi, żvilupp tad-droga u oqsma oħra.Bl-iżvilupp tal-bijoteknoloġija u t-teknoloġija tas-sinteżi tal-peptidi, aktar u aktar mediċini tal-peptidi ġew żviluppati u applikati fil-klinika.
Hemm varjetà wiesgħa ta 'modifiki tal-peptidi, li jistgħu sempliċiment jinqasmu f'modifika ta' wara u modifika tal-proċess (bl-użu ta 'modifika ta' aċidu amminiku derivat), u modifika N-terminal, modifika C-terminal, modifika tal-katina tal-ġenb, modifika tal-aċidu amminiku, modifika tal-iskeletru, eċċ., skond is-sit tal-modifika (Figura 1).Bħala mezz importanti biex tinbidel l-istruttura tal-katina prinċipali jew il-gruppi tal-katina tal-ġenb tal-ktajjen tal-peptidi, il-modifika tal-peptidi tista 'tbiddel b'mod effettiv il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-komposti tal-peptidi, iżżid is-solubilità fl-ilma, ittawwal il-ħin ta' azzjoni in vivo, tibdel id-distribuzzjoni bijoloġika tagħhom, telimina l-immunoġeniċità , tnaqqas l-effetti sekondarji tossiċi, eċċ F'dan id-dokument, huma introdotti diversi strateġiji ewlenin ta 'modifika tal-peptidi u l-karatteristiċi tagħhom.
1. Ċiklizzazzjoni
Il-peptidi ċikliċi għandhom ħafna applikazzjonijiet fil-bijomediċina, u ħafna peptidi naturali b'attività bijoloġika huma peptidi ċikliċi.Minħabba li l-peptidi ċikliċi għandhom tendenza li jkunu aktar riġidi minn peptidi lineari, huma estremament reżistenti għas-sistema diġestiva, jistgħu jgħixu fis-sistema diġestiva, u juru affinità aktar b'saħħitha għar-riċetturi fil-mira.Iċ-ċiklizzazzjoni hija l-aktar mod dirett biex jiġu sintetizzati peptidi ċikliċi, speċjalment għal peptidi bi skeletru strutturali kbir.Skont il-mod ta 'ċiklizzazzjoni, jista' jinqasam f'tip ta 'katina tal-katina tal-ġenb tal-ġenb, terminali - tip ta' katina tal-ġenb, terminali - tip ta 'terminal (tip ta' tarf sa tarf).
(1) sidechain-to-sidechain
L-aktar tip komuni ta 'ċiklizzazzjoni ta' katina tal-ġenb għal katina tal-ġenb huwa l-bridging tad-disulfide bejn ir-residwi taċ-ċisteina.Din iċ-ċiklizzazzjoni hija introdotta minn par ta 'residwi ta' cysteine jiġu deprotetti u mbagħad ossidizzati biex jiffurmaw rabtiet disulfide.Sintesi poliċiklika tista 'tinkiseb permezz ta' tneħħija selettiva ta 'gruppi ta' protezzjoni sulfhydryl.Iċ-ċiklizzazzjoni tista 'ssir jew f'solvent ta' wara d-dissoċjazzjoni jew fuq reżina ta 'qabel id-dissoċjazzjoni.Iċ-ċiklizzazzjoni fuq ir-reżini tista 'tkun inqas effettiva miċ-ċiklizzazzjoni tas-solvent minħabba li l-peptidi fuq ir-reżini ma jiffurmawx faċilment konformazzjonijiet ċikifikati.Tip ieħor ta 'ċiklizzazzjoni tal-katina tal-ġenb - tal-katina tal-ġenb hija l-formazzjoni ta' struttura ta 'amide bejn residwu ta' aċidu aspartiku jew aċidu glutamiku u l-aċidu amminiku bażi, li jeħtieġ li l-grupp ta 'protezzjoni tal-katina tal-ġenb għandu jkun jista' jitneħħa b'mod selettiv mill-polypeptide jew fuq ir-reżina jew wara dissoċjazzjoni.It-tielet tip ta 'ċiklizzazzjoni tal-katina tal-ġenb - katina tal-ġenb hija l-formazzjoni ta' diphenyl ethers minn tyrosine jew p-hydroxyphenylglycine.Dan it-tip ta 'ċiklizzazzjoni fi prodotti naturali jinstab biss fi prodotti mikrobjali, u l-prodotti taċ-ċiklizzazzjoni ħafna drabi jkollhom valur mediċinali potenzjali.Il-preparazzjoni ta 'dawn il-komposti teħtieġ kundizzjonijiet ta' reazzjoni uniċi, għalhekk ma jintużawx spiss fis-sintesi ta 'peptidi konvenzjonali.
(2) terminal-to-sidechain
Iċ-ċiklizzazzjoni tal-katina tal-ġenb tat-terminal ġeneralment tinvolvi l-terminal C mal-grupp amminiku tal-katina tal-ġenb tal-lysine jew ornithine, jew l-N-terminal mal-katina tal-ġenb tal-aċidu aspartiku jew tal-aċidu glutamiku.Ċiklizzazzjoni oħra tal-polypeptide hija magħmula billi jiġu ffurmati rabtiet etere bejn C terminali u ktajjen tal-ġenb tas-serine jew tat-treonina.
(3) Tip terminali jew minn ras għal denb
Il-polipeptidi tal-katina jistgħu jiġu jew ċiklati f'solvent jew imwaħħla fuq reżina b'ċiklazzjoni tal-katina tal-ġenb.Konċentrazzjonijiet baxxi ta 'peptidi għandhom jintużaw fiċ-ċentralizzazzjoni tas-solvent biex tiġi evitata l-oligomerizzazzjoni ta' peptidi.Ir-rendiment ta 'polipeptide taċ-ċirku sintetiku minn ras għal denb jiddependi fuq is-sekwenza tal-polipeptide tal-katina.Għalhekk, qabel ma jiġu ppreparati peptidi ċikliċi fuq skala kbira, l-ewwel għandha tinħoloq librerija ta 'peptidi taċ-ċomb b'katina possibbli, segwita minn ċiklizzazzjoni biex issib is-sekwenza bl-aħjar riżultati.
2. N-metilazzjoni
N-metilazzjoni oriġinarjament isseħħ f'peptidi naturali u hija introdotta fis-sintesi tal-peptidi biex tipprevjeni l-formazzjoni ta 'bonds tal-idroġenu, u b'hekk il-peptidi jsiru aktar reżistenti għall-bijodegradazzjoni u t-tneħħija.Sinteżi ta 'peptidi bl-użu ta' derivattivi ta 'aċidu amminiku N-metilati hija l-aktar metodu importanti.Barra minn hekk, tista 'tintuża wkoll reazzjoni ta' Mitsunobu ta 'N-(2-nitrobenzene sulfonyl chloride) intermedji tal-polypeptide-resin mal-metanol.Dan il-metodu intuża biex jipprepara libreriji ta' peptidi ċikliċi li fihom aċidi amminiċi N-metilati.
3. Fosforilazzjoni
Il-fosforilazzjoni hija waħda mill-aktar modifiki komuni ta 'wara t-traduzzjoni fin-natura.Fiċ-ċelloli umani, aktar minn 30% tal-proteini huma fosforilati.Il-fosforilazzjoni, speċjalment il-fosforilazzjoni riversibbli, għandha rwol importanti fil-kontroll ta 'ħafna proċessi ċellulari, bħat-trasduzzjoni tas-sinjali, l-espressjoni tal-ġeni, iċ-ċiklu taċ-ċelluli u r-regolamentazzjoni taċ-ċitoskeletru, u l-apoptożi.
Il-fosforilazzjoni tista 'tiġi osservata f'varjetà ta' residwi ta 'aċidu amminiku, iżda l-aktar miri komuni ta' fosforilazzjoni huma residwi ta 'serine, threonine u tyrosine.Phosphotyrosine, phosphothreonine, u phosphoserine derivattivi jistgħu jew jiġu introdotti fil-peptidi matul is-sinteżi jew iffurmati wara s-sinteżi tal-peptidi.Il-fosforilazzjoni selettiva tista 'tinkiseb bl-użu ta' residwi ta 'serine, threonine, u tyrosine li b'mod selettiv ineħħu gruppi protettivi.Xi reaġenti ta 'fosforilazzjoni jistgħu wkoll jintroduċu gruppi ta' aċidu fosforiku fil-polipeptide permezz ta 'modifika ta' wara.F'dawn l-aħħar snin, il-fosforilazzjoni speċifika għas-sit tal-lysine inkisbet bl-użu ta 'reazzjoni Staudinger-phosphite kimikament selettiva (Figura 3).
4. Myristoylation u palmitoylation
L-aċilazzjoni tal-N-terminal b'aċidi grassi tippermetti li peptidi jew proteini jingħaqdu mal-membrani taċ-ċelluli.Is-sekwenza myridamoylated fuq l-N-terminal tippermetti li l-proteini kinases tal-familja Src u l-proteini Gaq tar-reverse transcriptase jiġu mmirati biex jorbtu mal-membrani taċ-ċelluli.L-aċidu myristic kien marbut mal-N-terminal tar-reżina-polypeptide bl-użu ta 'reazzjonijiet ta' akkoppjar standard, u l-lipopeptide li jirriżulta jista 'jiġi dissoċjat taħt kundizzjonijiet standard u ppurifikat permezz ta' RP-HPLC.
5. Glycosylation
Glycopeptides bħal vancomycin u teicolanin huma antibijotiċi importanti għat-trattament ta 'infezzjonijiet batteriċi reżistenti għall-mediċina, u glycopeptides oħra spiss jintużaw biex jistimulaw is-sistema immuni.Barra minn hekk, peress li ħafna antiġeni mikrobjali huma glikosilati, huwa ta 'sinifikat kbir li jiġu studjati glikopeptidi għat-titjib tal-effett terapewtiku tal-infezzjoni.Min-naħa l-oħra, instab li l-proteini fuq il-membrana taċ-ċelluli taċ-ċelluli tat-tumur juru glikosilazzjoni anormali, li tagħmel il-glikopeptidi għandhom rwol importanti fir-riċerka dwar id-difiża tal-kanċer u t-tumur.Glycopeptides huma ppreparati bil-metodu Fmoc/t-Bu.Residwi glycosylated, bħal threonine u serine, huma spiss introdotti fil-polipeptidi minn fMOCs attivati bl-ester pentafluorophenol biex jipproteġu aċidi amminiċi glycosylated.
6. Isoprene
Isopentadienylation isseħħ fuq residwi ta 'cysteine fil-katina tal-ġenb ħdejn is-C-terminal.L-isoprene tal-proteini jista 'jtejjeb l-affinità tal-membrana taċ-ċellula u jifforma interazzjoni proteina-proteina.Proteini isopentadienati jinkludu tyrosine phosphatase, GTase żgħar, molekuli cochaperone, lamina nukleari, u proteini li jorbtu ċentromeriċi.Il-polipeptidi tal-isoprene jistgħu jiġu ppreparati bl-użu tal-isoprene fuq ir-reżini jew billi jiġu introdotti derivattivi taċ-ċisteina.
7. Modifikazzjoni tal-polyethylene glycol (PEG).
Il-modifika tal-PEG tista 'tintuża biex ittejjeb l-istabbiltà idrolitika tal-proteini, il-bijodistribuzzjoni u s-solubilità tal-peptidi.L-introduzzjoni ta 'ktajjen PEG għal peptidi tista' ttejjeb il-proprjetajiet farmakoloġiċi tagħhom u tinibixxi wkoll l-idroliżi ta 'peptidi minn enzimi proteolitiċi.Il-peptidi PEG jgħaddu mit-taqsima trasversali kapillari glomerulari aktar faċilment minn peptidi ordinarji, u jnaqqsu ħafna t-tneħħija tal-kliewi.Minħabba l-half-life attiva estiża tal-PEG peptides in vivo, il-livell ta 'trattament normali jista' jinżamm b'dożi aktar baxxi u mediċini peptidi inqas frekwenti.Madankollu, il-modifika tal-PEG għandha wkoll effetti negattivi.Ammonti kbar ta 'PEG jipprevjenu l-enzima milli tiddegrada l-peptide u wkoll inaqqsu l-irbit tal-peptide mar-riċettur fil-mira.Iżda l-affinità baxxa tal-peptidi PEG normalment tiġi kkumpensata bil-half-life farmakokinetika itwal tagħhom, u billi jkunu preżenti fil-ġisem itwal, il-peptidi PEG għandhom probabbiltà akbar li jiġu assorbiti fit-tessuti fil-mira.Għalhekk, l-ispeċifikazzjonijiet tal-polimer PEG għandhom jiġu ottimizzati għal riżultati ottimali.Min-naħa l-oħra, il-peptidi PEG jakkumulaw fil-fwied minħabba t-tneħħija tal-kliewi mnaqqsa, li tirriżulta f'sindromu makromolekulari.Għalhekk, il-modifiki tal-PEG jeħtieġ li jiġu ddisinjati b'aktar attenzjoni meta l-peptidi jintużaw għall-ittestjar tad-droga.
Gruppi ta 'modifika komuni ta' modifikaturi PEG jistgħu jiġu mqassra bejn wieħed u ieħor kif ġej: Amino (-amine) -NH2, aminomethyl-Ch2-NH2, hydroxy-OH, carboxy-Cooh, sulfhydryl (-Thiol) -SH, Maleimide -MAL, succinimide carbonate - SC, succinimide acetate -SCM, succinimide propionate -SPA, n-hydroxysuccinimide -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, aldehyde -CHO (bħal propional-ald, butyrALD), bażi akrilika (-acrylate-acrl), azido-azide, biotinyl - Biotin, Fluorescein, glutaryl -GA, Acrylate Hydrazide, alkyne-alkine, p-toluenesulfonate -OTs, succinimide succinate -SS, eċċ Derivattivi PEG b'aċidi carboxylic jistgħu jiġu akkoppjati ma 'amini n-terminali jew ktajjen tal-ġenb tal-lysine.PEG attivat bl-amino jista 'jiġi akkoppjat ma' ktajjen tal-ġenb tal-aċidu aspartiku jew tal-aċidu glutamiku.PEG attivat b'mod ħażin jista 'jiġi konjugat ma' mercaptan ta 'ktajjen laterali ta' cysteine kompletament deprotetti [11].Il-modifikaturi tal-PEG huma komunement ikklassifikati kif ġej (nota: mPEG huwa metossi-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH):
(1) katina dritta modifikatur PEG
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) modifikatur PEG bifunzjonali
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) fergħat modifikatur PEG
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Bijotinizzazzjoni
Il-bijotina tista 'tiġi marbuta b'mod qawwi ma' avidin jew streptavidin, u s-saħħa ta 'l-irbit hija saħansitra qrib ir-rabta kovalenti.Peptidi ttikkettjati bil-bijotina huma komunement użati fl-immunoassay, l-istoċitokimika, u ċ-ċitometrija tal-fluss ibbażata fuq il-fluworexxenza.L-antikorpi tal-antibijotin ittikkettjati jistgħu jintużaw ukoll biex jorbtu peptidi bijotinilati.It-tikketti tal-bijotina ħafna drabi huma mwaħħla mal-katina tal-ġenb tal-lysine jew mat-terminal N.L-aċidu 6-aminocaproic ħafna drabi jintuża bħala rabta bejn il-peptidi u l-bijotina.Ir-rabta hija flessibbli fl-irbit mas-sottostrat u torbot aħjar fil-preżenza ta 'tfixkil steriku.
9. Tikkettar fluworexxenti
It-tikkettar fluworexxenti jista 'jintuża biex jintraċċa l-polipeptidi fiċ-ċelloli ħajjin u biex jiġu studjati l-enzimi u l-mekkaniżmi ta' azzjoni.Tryptophan (Trp) huwa fluworexxenti, għalhekk jista 'jintuża għal tikkettjar intrinsiku.L-ispettru ta 'emissjoni ta' triptofan jiddependi fuq l-ambjent periferali u jonqos bit-tnaqqis tal-polarità tas-solvent, proprjetà li hija utli biex tinstab l-istruttura tal-peptidi u t-twaħħil tar-riċetturi.Il-fluworexxenza tat-triptofan tista 'titfiet b'aċidu aspartiku protonat u aċidu glutamiku, li jistgħu jillimitaw l-użu tiegħu.Il-grupp ta 'klorur Dansyl (Dansyl) huwa fluworexxenti ħafna meta marbut ma' grupp amminiku u spiss jintuża bħala tikketta fluworexxenti għal aċidi amminiċi jew proteini.
Ir-reżonanza tal-fluworexxenza Il-konverżjoni tal-enerġija (FRET) hija utli għall-istudji tal-enżimi.Meta jiġi applikat FRET, il-polipeptide tas-sottostrat ġeneralment ikun fih grupp ta 'tikkettjar tal-fluworexxenza u grupp ta' tifi tal-fluworexxenza.Gruppi fluworexxenti ttikkettjati huma mitfija mill-quencher permezz ta 'trasferiment ta' enerġija mhux fotoni.Meta l-peptide jiġi dissoċjat mill-enzima inkwistjoni, il-grupp tat-tikkettar jarmi fluworexxenza.
10. Polipeptidi tal-gaġġa
Il-peptidi tal-gaġġa għandhom gruppi protettivi li jistgħu jitneħħew ottikament li jipproteġu l-peptide milli jorbot mar-riċettur.Meta espost għar-radjazzjoni UV, il-peptide jiġi attivat, u jerġa 'jġib l-affinità tiegħu mar-riċettur.Minħabba li din l-attivazzjoni ottika tista 'tiġi kkontrollata skont il-ħin, l-amplitudni jew il-post, il-peptidi tal-gaġġa jistgħu jintużaw biex jistudja r-reazzjonijiet li jseħħu fiċ-ċelloli.Il-gruppi protettivi l-aktar użati komunement għall-polipeptidi tal-gaġġa huma gruppi 2-nitrobenzyl u d-derivattivi tagħhom, li jistgħu jiġu introdotti fis-sintesi tal-peptidi permezz ta 'derivattivi protettivi ta' amino acid.Derivattivi ta 'aċidu amminiku li ġew żviluppati huma lysine, cysteine, serine, u tyrosine.Id-derivattivi ta' l-aspartate u l-glutamate, madankollu, mhumiex użati b'mod komuni minħabba s-suxxettibilità tagħhom għaċ-ċiklizzazzjoni waqt is-sintesi u d-dissoċjazzjoni tal-peptidi.
11. Peptid poliantiġeniku (MAP)
Peptidi qosra ġeneralment mhumiex immuni u għandhom ikunu akkoppjati ma 'proteini trasportaturi biex jipproduċu antikorpi.Polyantigenic peptide (MAP) huwa magħmul minn peptidi identiċi multipli konnessi ma 'nuklei tal-lysine, li jistgħu speċifikament jesprimu immunoġeni ta' qawwa għolja u jistgħu jintużaw biex jippreparaw koppti tal-proteini peptide-carrier.Il-polipeptidi MAP jistgħu jiġu sintetizzati permezz ta 'sinteżi ta' fażi solida fuq ir-reżina MAP.Madankollu, l-akkoppjar mhux komplut jirriżulta f'ktajjen ta 'peptidi neqsin jew maqtugħin fuq xi fergħat u għalhekk ma jurix il-proprjetajiet tal-polipeptide MAP oriġinali.Bħala alternattiva, il-peptidi jistgħu jiġu ppreparati u ppurifikati separatament u mbagħad akkoppjati mal-MAP.Is-sekwenza tal-peptidi mwaħħla mal-qalba tal-peptide hija definita sew u kkaratterizzata faċilment mill-ispettrometrija tal-massa.
Konklużjoni
Il-modifika tal-peptidi hija mezz importanti tat-tfassil tal-peptidi.Peptidi modifikati kimikament jistgħu mhux biss iżommu attività bijoloġika għolja, iżda wkoll jevitaw b'mod effettiv l-iżvantaġġi ta 'immunoġeniċità u tossiċità.Fl-istess ħin, il-modifika kimika tista 'tagħti lill-peptidi xi proprjetajiet eċċellenti ġodda.F'dawn l-aħħar snin, il-metodu ta 'attivazzjoni CH għall-post-modifika ta' polipeptidi ġie żviluppat malajr, u nkisbu ħafna riżultati importanti.
Ħin tal-post: Mar-20-2023