Peptíð eru flokkur efnasambanda sem myndast við tengingu margra amínósýra í gegnum peptíðtengi.Þeir eru alls staðar nálægir í lifandi lífverum.Hingað til hafa tugþúsundir peptíða fundist í lífverum.Peptíð gegna mikilvægu hlutverki við að stjórna virkni ýmissa kerfa, líffæra, vefja og frumna og í lífsstarfsemi og eru oft notuð við virknigreiningar, mótefnarannsóknir, lyfjaþróun og á öðrum sviðum.Með þróun líftækni og peptíð nýmyndun tækni hafa fleiri og fleiri peptíð lyf verið þróuð og notuð á heilsugæslustöð.
Það eru til margs konar peptíðbreytingar, sem má einfaldlega skipta í eftir- og ferlibreytingar (með því að nota afleidda amínósýrubreytingu), og N-endabreytingar, C-endabreytingar, hliðarkeðjubreytingar, amínósýrubreytingar, beinagrindbreytingar, o.s.frv., allt eftir breytingastaðnum (mynd 1).Sem mikilvæg leið til að breyta aðalkeðjubyggingu eða hliðarkeðjuhópum peptíðkeðja, getur peptíðbreyting á áhrifaríkan hátt breytt eðlis- og efnafræðilegum eiginleikum peptíðsambanda, aukið vatnsleysni, lengt verkunartímann in vivo, breytt líffræðilegri dreifingu þeirra, útrýmt ónæmingargetu. , draga úr eitruðum aukaverkunum osfrv. Í þessari grein eru nokkrar helstu aðferðir til að breyta peptíðum og eiginleikar þeirra kynntar.
1. Hjólreiðar
Hringlaga peptíð hafa marga notkun í líflæknisfræði og mörg náttúruleg peptíð með líffræðilega virkni eru hringlaga peptíð.Vegna þess að hringlaga peptíð hafa tilhneigingu til að vera stífari en línuleg peptíð eru þau afar ónæm fyrir meltingarfærum, geta lifað af í meltingarveginum og sýnt sterkari sækni í markviðtaka.Hringrás er beinasta leiðin til að búa til hringlaga peptíð, sérstaklega fyrir peptíð með stóra beinagrind.Samkvæmt hringrásarstillingunni er hægt að skipta því í hliðarkeðju-hliðar keðjugerð, endastöð - hliðarkeðjugerð, endastöð - endagerð (enda til enda gerð).
(1) hliðarkeðja í hliðarkeðju
Algengasta tegundin af hliðarkeðju til hliðarkeðju hringrásar er tvísúlfíðbrú milli cysteinleifa.Þessi hringmyndun er kynnt með því að par af cysteinleifum er afverndað og síðan oxað til að mynda tvísúlfíðtengi.Fjölhringa nýmyndun er hægt að ná með því að fjarlægja súlfhýdrýl verndarhópa með vali.Hringrás er hægt að gera annað hvort í leysi eftir sundrun eða á plastefni fyrir sundrun.Hringrás á kvoða getur verið minna áhrifarík en hringrás með leysi vegna þess að peptíðin á kvoða mynda ekki auðveldlega hringlaga sköpulag.Önnur tegund hliðarkeðju - hliðarkeðju hringrásar er myndun amíðbyggingar á milli aspartínsýru eða glútamínsýruleifar og basamínósýrunnar, sem krefst þess að hægt sé að fjarlægja hliðarkeðjuvarnarhópinn með vali úr fjölpeptíðinu annaðhvort á plastefninu eða eftir sundrun.Þriðja gerð hliðarkeðju - hliðarkeðju hringrásar er myndun dífenýletra með týrósíni eða p-hýdroxýfenýlglýsíni.Þessi tegund af hringrás í náttúruvörum er aðeins að finna í örveruvörum og hringrásarvörur hafa oft hugsanlegt lyfjagildi.Framleiðsla þessara efnasambanda krefst einstakra hvarfskilyrða, svo þau eru ekki oft notuð við myndun hefðbundinna peptíða.
(2) endastöð til hliðarkeðju
Hringrás á endahliðar keðju felur venjulega í sér C-enda með amínóhópi lýsín- eða ornitín hliðarkeðjunnar, eða N-enda með asparaginsýru eða glútamínsýru hliðarkeðju.Önnur hringrás fjölpeptíðs er gerð með því að mynda etertengi á milli enda C og serín eða þreónín hliðarkeðja.
(3) Terminal eða höfuð-til-hala gerð
Keðjufjölpeptíð geta annað hvort verið hringrás í leysi eða fest á plastefni með hliðarkeðju hringrás.Nota skal lágan styrk peptíða við miðstýringu leysiefna til að forðast fáliðun peptíða.Afrakstur tilbúið hring fjölpeptíðs höfuð til hala fer eftir röð keðju fjölpeptíðsins.Þess vegna, áður en hringlaga peptíð eru útbúin í stórum stíl, ætti fyrst að búa til safn af mögulegum keðjubundnum blýpeptíðum, fylgt eftir með hringrás til að finna röðina með besta árangri.
2. N-metýlering
N-metýlering á sér stað upphaflega í náttúrulegum peptíðum og er innleidd í peptíðmyndun til að koma í veg fyrir myndun vetnistengja og gera peptíð ónæmari fyrir lífrænu niðurbroti og úthreinsun.Nýmyndun peptíða með N-metýleruðum amínósýruafleiðum er mikilvægasta aðferðin.Að auki er einnig hægt að nota Mitsunobu hvarf N-(2-nítróbensensúlfónýlklóríð) fjölpeptíð-resin milliefni við metanól.Þessi aðferð hefur verið notuð til að útbúa hringlaga peptíðsöfn sem innihalda N-metýlaðar amínósýrur.
3. Fosfórun
Fosfórun er ein algengasta breytingin eftir þýðingar í náttúrunni.Í frumum manna eru meira en 30% próteina fosfórýleruð.Fosfórun, sérstaklega afturkræf fosfórun, gegnir mikilvægu hlutverki við að stjórna mörgum frumuferlum, svo sem merkjaflutningi, genatjáningu, frumuhringi og frumubeinastjórnun og frumudauða.
Hægt er að sjá fosfórýleringu á ýmsum amínósýruleifum, en algengustu fosfórunarmarkmiðin eru serín, þreónín og týrósínleifar.Fosfótýrósín, fosfóþreónín og fosfóserín afleiður geta annað hvort verið settar inn í peptíð meðan á myndun stendur eða myndast eftir peptíð myndun.Hægt er að ná fram sértækri fosfórun með því að nota leifar af seríni, þreóníni og týrósíni sem fjarlægja verndarhópa sértækt.Sum fosfórýlerunarhvarfefni geta einnig sett fosfórsýruhópa inn í fjölpeptíðið með eftirbreytingum.Á undanförnum árum hefur staðsértæk fosfórun lýsíns náðst með því að nota efnafræðilega sértæka Staudinger-fosfít hvarf (Mynd 3).
4. Myristóýlering og palmitoylering
Asýlering á N-endanum með fitusýrum gerir peptíðum eða próteinum kleift að bindast frumuhimnum.Myridamoylated röðin á N-endanum gerir Src fjölskyldu próteinkínasa og Gaq prótein úr öfugumritasaum kleift að miða við að bindast frumuhimnum.Myristínsýra var tengd við N-enda plastefnis-fjölpeptíðsins með því að nota staðlaða tengihvörf og hægt var að sundra lípópeptíðið sem myndaðist við staðlaðar aðstæður og hreinsa með RP-HPLC.
5. Glýkósýlering
Glýkópeptíð eins og vancomycin og teicolanin eru mikilvæg sýklalyf til meðferðar á lyfjaþolnum bakteríusýkingum og önnur glýkópeptíð eru oft notuð til að örva ónæmiskerfið.Þar að auki, þar sem margir örverumótefnavakar eru glýkósýleraðir, er mjög mikilvægt að rannsaka glýkópeptíð til að bæta meðferðaráhrif sýkingar.Á hinn bóginn hefur komið í ljós að próteinin á frumuhimnu æxlisfrumna sýna óeðlilega glýkósýleringu, sem gerir það að verkum að glýkópeptíð gegna mikilvægu hlutverki í krabbameins- og æxlisvarnarannsóknum.Glýkópeptíð eru framleidd með Fmoc/t-Bu aðferð.Glýkósýleraðar leifar, svo sem þreónín og serín, eru oft settar inn í fjölpeptíð með pentaflúorfenól ester virkjaðri fMOC til að vernda glýkósýleraðar amínósýrur.
6. Ísópren
Ísópentadíenýlering á sér stað á cysteinleifum í hliðarkeðjunni nálægt C-endanum.Prótein ísópren getur bætt frumuhimnu sækni og myndað prótein-prótein samskipti.Ísópentadíenuð prótein innihalda týrósín fosfatasa, lítinn GTasa, cochaperone sameindir, kjarnahólf og miðlæg bindiprótein.Hægt er að útbúa ísópren fjölpeptíð með því að nota ísópren á kvoða eða með því að setja inn cysteinafleiður.
7. Pólýetýlen glýkól (PEG) breyting
Hægt er að nota PEG breytingu til að bæta vatnsrofsstöðugleika próteina, lífdreifingu og leysni peptíðs.Innleiðing PEG keðja í peptíð getur bætt lyfjafræðilega eiginleika þeirra og einnig hindrað vatnsrof peptíða með próteinlýsandi ensímum.PEG peptíð fara auðveldara í gegnum gauklaháræð þversnið en venjuleg peptíð, sem dregur verulega úr nýrnaúthreinsun.Vegna lengri virks helmingunartíma PEG peptíða in vivo, er hægt að viðhalda eðlilegu meðferðarstigi með minni skömmtum og sjaldgæfari peptíðlyfjum.Hins vegar hefur PEG breyting einnig neikvæð áhrif.Mikið magn af PEG kemur í veg fyrir að ensímið brotni niður peptíðið og dregur einnig úr bindingu peptíðsins við markviðtakann.En lítil sækni PEG-peptíða er venjulega á móti lengri lyfjahvarfahelmingunartími þeirra og með því að vera lengur til staðar í líkamanum eru meiri líkur á að PEG-peptíð frásogast í markvef.Þess vegna ætti að fínstilla PEG fjölliða forskriftir til að ná sem bestum árangri.Á hinn bóginn safnast PEG peptíð fyrir í lifur vegna skertrar nýrnaúthreinsunar, sem leiðir til stórsameindaheilkennis.Þess vegna þarf að hanna PEG breytingar vandlega þegar peptíð eru notuð til lyfjaprófa.
Algenga breytingahópa PEG breytiefna má í grófum dráttum draga saman sem hér segir: Amínó (-amín) -NH2, amínómetýl-Ch2-NH2, hýdroxý-OH, karboxý-Cooh, súlfhýdrýl (-Tíól) -SH, Maleimíð -MAL, súksínímíð karbónat - SC, súksínímíð asetat -SCM, súkkínímíð própíónat -SPA, n-hýdroxýsúkkínímíð -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, aldehýð -CHO (eins og própional-ald, butyrALD), akrýlbasi (-akrýlat-akrl), asídó-asíð, bíótínýl Bíótín, flúorescein, glútarýl -GA, akrýlathýdrasíð, alkýn-alkýn, p-tólúensúlfónat -OTs, súkkínímíð súkínat -SS, osfrv. PEG afleiður með karboxýlsýrum er hægt að tengja við n-enda amín eða lýsín hliðarkeðjur.Amínóvirkjað PEG er hægt að tengja við aspartínsýru eða glútamínsýru hliðarkeðjur.Mal-virkjað PEG er hægt að tengja við merkaptan af fullkomlega afvernduðum cystein hliðarkeðjum [11].PEG breytiefni eru almennt flokkuð sem hér segir (athugið: mPEG er metoxý-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH):
(1) bein keðja PEG breytir
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) tvívirkur PEG breytibúnaður
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) greinandi PEG breytir
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Biotinization
Bíótín getur verið sterklega bundið við avidin eða streptavidín og bindistyrkurinn er jafnvel nálægt samgildu tengi.Bíótínmerkt peptíð eru almennt notuð í ónæmisgreiningu, veffrumuefnafræði og flúrljómun sem byggir á flúrfrumumælingum.Einnig er hægt að nota merkt sýklalyfjamótefni til að binda bíótínýleruð peptíð.Bíótínmerki eru oft fest við lýsín hliðarkeðjuna eða N endastöðina.6-amínókaprósýra er oft notuð sem tengi milli peptíða og bíótíns.Tengiefnið er sveigjanlegt við að bindast undirlagið og binst betur ef sterísk hindrun er til staðar.
9. Flúrljómandi merking
Hægt er að nota flúrljómandi merkingu til að rekja fjölpeptíð í lifandi frumum og til að rannsaka ensím og verkunarmáta.Tryptófan (Trp) er flúrljómandi, svo það er hægt að nota það til innri merkingar.Losunarróf tryptófans fer eftir jaðarumhverfinu og minnkar með minnkandi leysiskautun, eiginleika sem er gagnlegur til að greina peptíðbyggingu og viðtakabindingu.Hægt er að slökkva á tryptófanflúrljómun með prótónaðri aspartínsýru og glútamínsýru, sem getur takmarkað notkun þess.Dansyl klóríð hópurinn (Dansyl) er mjög flúrljómandi þegar hann er bundinn við amínóhóp og er oft notaður sem flúrljómandi merki fyrir amínósýrur eða prótein.
Fluorescence resonance Orkubreyting (FRET) er gagnleg fyrir ensímrannsóknir.Þegar FRET er notað inniheldur hvarfefnisfjölpeptíðið venjulega flúrljómunarmerkjandi hóp og flúrljómunardeyfandi hóp.Merktir flúrljómandi hópar eru slökktir af slökkvitækinu með orkuflutningi sem ekki er ljóseind.Þegar peptíðið er aðskilið frá viðkomandi ensími gefur merkingarhópurinn frá sér flúrljómun.
10. Búrfjölpeptíð
Búrpeptíð eru með optískt fjarlægjanlega verndarhópa sem verja peptíðið frá því að bindast viðtakanum.Þegar það verður fyrir útfjólubláum geislum er peptíðið virkjað og endurheimtir sækni þess við viðtakann.Vegna þess að hægt er að stjórna þessari sjónvirkjun í samræmi við tíma, amplitude eða staðsetningu, er hægt að nota búrpeptíð til að rannsaka viðbrögð sem eiga sér stað í frumum.Algengustu verndarhóparnir fyrir búrfjölpeptíð eru 2-nítróbensýlhópar og afleiður þeirra, sem hægt er að kynna í peptíðmyndun með verndandi amínósýruafleiðum.Amínósýruafleiður sem hafa verið þróaðar eru lýsín, cystein, serín og tyrosín.Aspartat og glútamat afleiður eru hins vegar ekki almennt notaðar vegna næmni þeirra fyrir hringmyndun við peptíðmyndun og sundrun.
11. Polyantigenic peptíð (MAP)
Stutt peptíð eru venjulega ekki ónæm og verða að vera tengd við burðarprótein til að mynda mótefni.Polyantigenic peptíð (MAP) er samsett úr mörgum eins peptíðum sem tengjast lýsínkjarna, sem geta sérstaklega tjáð öfluga ónæmisvaka og hægt er að nota til að undirbúa prótein sem bera peptíð burðarefni.Hægt er að búa til MAP fjölpeptíð með nýmyndun á föstu fasa á MAP plastefni.Hins vegar, ófullkomin tenging leiðir til vantar eða styttar peptíðkeðjur á sumum greinum og sýnir því ekki eiginleika upprunalega MAP fjölpeptíðsins.Sem valkostur er hægt að útbúa og hreinsa peptíð sérstaklega og tengja síðan við MAP.Peptíðröðin sem er tengd við peptíðkjarnan er vel afmörkuð og auðkennd með massagreiningu.
Niðurstaða
Peptíðbreyting er mikilvæg leið til að hanna peptíð.Efnafræðilega breytt peptíð geta ekki aðeins viðhaldið mikilli líffræðilegri virkni, heldur einnig í raun forðast galla ónæmisvaldandi áhrifa og eiturhrifa.Á sama tíma getur efnafræðileg breyting gefið peptíðum nokkra nýja framúrskarandi eiginleika.Á undanförnum árum hefur aðferðin við CH virkjun fyrir eftirbreytingu fjölpeptíða verið þróuð hratt og margir mikilvægir niðurstöður hafa náðst.
Pósttími: 20-03-2023