Mae peptidau yn ddosbarth o gyfansoddion sy'n cael eu ffurfio trwy gysylltiad asidau amino lluosog trwy fondiau peptid.Maent yn hollbresennol mewn organebau byw.Hyd yn hyn, mae degau o filoedd o beptidau wedi'u canfod mewn organebau byw.Mae peptidau yn chwarae rhan bwysig wrth reoleiddio gweithgareddau swyddogaethol amrywiol systemau, organau, meinweoedd a chelloedd ac mewn gweithgareddau bywyd, ac fe'u defnyddir yn aml mewn dadansoddiad swyddogaethol, ymchwil gwrthgyrff, datblygu cyffuriau a meysydd eraill.Gyda datblygiad biotechnoleg a thechnoleg synthesis peptid, mae mwy a mwy o gyffuriau peptid wedi'u datblygu a'u cymhwyso yn y clinig.
Mae yna amrywiaeth eang o addasiadau peptid, y gellir eu rhannu'n syml yn ôl-addasiad ac addasu prosesau (gan ddefnyddio addasiad asid amino deilliadol), ac addasiad terfynell N, addasiad terfynell C, addasu cadwyn ochr, addasu asid amino, addasu sgerbwd, ac ati, yn dibynnu ar y safle addasu (Ffigur 1).Fel ffordd bwysig o newid y prif strwythur cadwyn neu grwpiau cadwyn ochr o gadwyni peptid, gall addasu peptid newid priodweddau ffisegol a chemegol cyfansoddion peptid yn effeithiol, cynyddu hydoddedd dŵr, ymestyn yr amser gweithredu mewn vivo, newid eu dosbarthiad biolegol, dileu imiwnogenedd. , lleihau sgîl-effeithiau gwenwynig, ac ati Yn y papur hwn, cyflwynir nifer o strategaethau addasu peptid mawr a'u nodweddion.
1. Cyclization
Mae gan peptidau cylchol lawer o gymwysiadau mewn biofeddygaeth, ac mae llawer o beptidau naturiol â gweithgaredd biolegol yn peptidau cylchol.Oherwydd bod peptidau cylchol yn tueddu i fod yn fwy anhyblyg na pheptidau llinol, maent yn hynod o wrthiannol i'r system dreulio, gallant oroesi yn y llwybr treulio, ac arddangos affinedd cryfach ar gyfer derbynyddion targed.Cyclization yw'r ffordd fwyaf uniongyrchol i syntheseiddio peptidau cylchol, yn enwedig ar gyfer peptidau â sgerbwd strwythurol mawr.Yn ôl y modd cyclization, gellir ei rannu'n fath cadwyn ochr-ochr cadwyn, terfynell - math cadwyn ochr, terfynell - math terfynell (math diwedd i ddiwedd).
(1) sidechain-i-sidechain
Y math mwyaf cyffredin o gylchrediad cadwyn ochr i gadwyn ochr yw pontio disulfide rhwng gweddillion cystein.Mae'r cylchrediad hwn yn cael ei gyflwyno gan bâr o weddillion cystein yn cael eu dadamddiffyn ac yna'n cael eu hocsidio i ffurfio bondiau disulfide.Gellir cyflawni synthesis polycyclic trwy gael gwared yn ddetholus â grwpiau amddiffyn sulfhydryl.Gellir gwneud cylchrediad naill ai mewn toddydd ôl-ddaduniad neu ar resin cyn-daduniad.Gall cylchredeg ar resinau fod yn llai effeithiol na chylchrediad toddyddion oherwydd nid yw'r peptidau ar resinau yn ffurfio cydffurfiadau cylchol yn hawdd.Math arall o gadwyn ochr - cyclization cadwyn ochr yw ffurfio strwythur amid rhwng asid aspartig neu weddillion asid glutamig a'r asid amino sylfaen, sy'n ei gwneud yn ofynnol bod yn rhaid i'r grŵp amddiffyn cadwyn ochr allu cael ei dynnu'n ddetholus o'r polypeptid naill ai ar y resin neu ar ôl daduniad.Y trydydd math o ochr-gadwyn - cyclization cadwyn ochr yw ffurfio etherau diphenyl gan tyrosine neu p-hydroxyphenylglycine.Dim ond mewn cynhyrchion microbaidd y canfyddir y math hwn o cyclization mewn cynhyrchion naturiol, ac yn aml mae gan gynhyrchion cyclization werth meddyginiaethol posibl.Mae paratoi'r cyfansoddion hyn yn gofyn am amodau adwaith unigryw, felly ni chânt eu defnyddio'n aml wrth synthesis peptidau confensiynol.
(2) terfynell-i-sidechain
Mae cylchrediad cadwyn ochr derfynell fel arfer yn cynnwys y terfynell C gyda grŵp amino'r gadwyn ochr lysin neu ornithine, neu'r derfynell N gyda'r gadwyn ochr asid aspartig neu asid glutamig.Gwneir cyclization polypeptid arall trwy ffurfio bondiau ether rhwng terfynell C a chadwyni ochr serine neu threonine.
(3) Terfynell neu fath pen-i-gynffon
Gellir naill ai seiclo polypeptidau cadwyn mewn toddydd neu eu gosod ar gylchrediad cadwyn resin wrth ochr.Dylid defnyddio crynodiadau isel o peptidau mewn canoli toddyddion er mwyn osgoi oligomerization o peptidau.Mae cynnyrch polypeptid cylch synthetig pen-i-gynffon yn dibynnu ar ddilyniant y polypeptid cadwyn.Felly, cyn paratoi peptidau cylchol ar raddfa fawr, dylid creu llyfrgell o peptidau plwm cadwynog posibl yn gyntaf, ac yna cyclization i ddod o hyd i'r dilyniant gyda'r canlyniadau gorau.
2. N-methylation
Mae N-methylation yn digwydd yn wreiddiol mewn peptidau naturiol ac fe'i cyflwynir i synthesis peptidau i atal ffurfio bondiau hydrogen, a thrwy hynny wneud peptidau yn fwy gwrthsefyll bioddiraddio a chlirio.Synthesis o peptidau gan ddefnyddio deilliadau asid amino N-methylated yw'r dull pwysicaf.Yn ogystal, gellir defnyddio adwaith Mitsunobu o N-(2-nitrobenzene sulfonyl chloride) polypeptide-resin canolradd gyda methanol hefyd.Defnyddiwyd y dull hwn i baratoi llyfrgelloedd peptid cylchol sy'n cynnwys asidau amino N-methylated.
3. Ffosfforyleiddiad
Ffosfforyleiddiad yw un o'r addasiadau ôl-gyfieithu mwyaf cyffredin ym myd natur.Mewn celloedd dynol, mae mwy na 30% o broteinau'n cael eu ffosfforyleiddio.Mae ffosfforyleiddiad, yn enwedig ffosfforyleiddiad cildroadwy, yn chwarae rhan bwysig wrth reoli llawer o brosesau cellog, megis trawsgludiad signal, mynegiant genynnau, cylchred celloedd a rheoleiddio cytoskeleton, ac apoptosis.
Gellir arsylwi ffosfforyleiddiad mewn amrywiaeth o weddillion asid amino, ond y targedau ffosfforyleiddiad mwyaf cyffredin yw gweddillion serine, threonine, a tyrosine.Gellir cyflwyno deilliadau phosphotyrosine, phosphothreonine, a phosphoserine i peptidau yn ystod synthesis neu eu ffurfio ar ôl synthesis peptidau.Gellir cyflawni ffosfforyleiddiad detholus gan ddefnyddio gweddillion serine, threonine, a tyrosine sy'n dileu grwpiau amddiffynnol yn ddetholus.Gall rhai adweithyddion ffosfforyleiddiad hefyd gyflwyno grwpiau asid ffosfforig i'r polypeptid trwy ôl-addasiad.Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ffosfforyleiddiad safle-benodol o lysin wedi'i gyflawni gan ddefnyddio adwaith Staudinger-phosphite a ddewiswyd yn gemegol (Ffigur 3).
4. Myristoylation a palmitoylation
Mae ayliad y derfynell N ag asidau brasterog yn caniatáu peptidau neu broteinau i rwymo i gellbilenni.Mae'r dilyniant myridamoylated ar y terfynell N yn galluogi kinases protein teulu Src a phroteinau Gaq transcriptase gwrthdro i gael eu targedu i rwymo i gellbilenni.Roedd asid myristig yn gysylltiedig â therfynell N y resin-polypeptid gan ddefnyddio adweithiau cyplu safonol, a gallai'r lipopeptid canlyniadol gael ei ddatgysylltu o dan amodau safonol a'i buro gan RP-HPLC.
5. Glycosylation
Mae glycopeptidau fel vancomycin a teicolanin yn wrthfiotigau pwysig ar gyfer trin heintiau bacteriol sy'n gwrthsefyll cyffuriau, a defnyddir glycopeptidau eraill yn aml i ysgogi'r system imiwnedd.Yn ogystal, gan fod llawer o antigenau microbaidd yn glycosylated, mae'n arwyddocaol iawn astudio glycopeptidau ar gyfer gwella effaith therapiwtig haint.Ar y llaw arall, canfuwyd bod y proteinau ar gellbilen celloedd tiwmor yn arddangos glycosyleiddiad annormal, sy'n gwneud i glycopeptidau chwarae rhan bwysig mewn ymchwil amddiffyn imiwnedd canser a thiwmor.Mae glycopeptidau yn cael eu paratoi trwy ddull Fmoc/t-Bu.Mae gweddillion glycosylaidd, fel threonine a serine, yn aml yn cael eu cyflwyno i polypeptidau gan fMOCs wedi'u actifadu gan ester pentafluorophenol i amddiffyn asidau amino glycosylaidd.
6. Isoprene
Mae isopentadienylation yn digwydd ar weddillion cystein yn y gadwyn ochr ger y derfynell C.Gall isoprene protein wella affinedd cellbilen a ffurfio rhyngweithiad protein-protein.Mae proteinau isopentadienated yn cynnwys tyrosine phosphatase, GTase bach, moleciwlau cochaperone, lamina niwclear, a phroteinau rhwymo centromeric.Gellir paratoi polypeptidau isoprene gan ddefnyddio isoprene ar resinau neu drwy gyflwyno deilliadau cystein.
7. Addasiad polyethylen glycol (PEG).
Gellir defnyddio addasiad PEG i wella sefydlogrwydd hydrolytig protein, bioddosbarthiad a hydoddedd peptid.Gall cyflwyno cadwyni PEG i peptidau wella eu priodweddau ffarmacolegol a hefyd atal hydrolysis peptidau gan ensymau proteolytig.Mae peptidau PEG yn mynd trwy'r trawstoriad capilari glomerwlaidd yn haws na pheptidau cyffredin, gan leihau clirio arennol yn fawr.Oherwydd hanner oes gweithredol estynedig peptidau PEG in vivo, gellir cynnal y lefel driniaeth arferol gyda dosau is a chyffuriau peptid llai aml.Fodd bynnag, mae addasu PEG hefyd yn cael effeithiau negyddol.Mae symiau mawr o PEG yn atal yr ensym rhag diraddio'r peptid a hefyd yn lleihau rhwymiad y peptid i'r derbynnydd targed.Ond mae affinedd isel peptidau PEG fel arfer yn cael ei wrthbwyso gan eu hanner oes ffarmacocinetig hirach, a thrwy fod yn bresennol yn y corff yn hirach, mae peptidau PEG yn fwy tebygol o gael eu hamsugno i feinweoedd targed.Felly, dylid optimeiddio manylebau polymer PEG ar gyfer y canlyniadau gorau posibl.Ar y llaw arall, mae peptidau PEG yn cronni yn yr afu oherwydd llai o glirio arennol, gan arwain at syndrom macromoleciwlaidd.Felly, mae angen dylunio addasiadau PEG yn fwy gofalus pan ddefnyddir peptidau ar gyfer profion cyffuriau.
Gellir crynhoi grwpiau addasu cyffredin o addaswyr PEG yn fras fel a ganlyn: Amino (-amine) -NH2, aminomethyl-Ch2-NH2, hydroxy-OH, carboxy-Cooh, sulfhydryl (-Thiol) -SH, Maleimide -MAL, succinimide carbonad - SC, succinimide asetad -SCM, succinimide propionate -SPA, n-hydroxysuccinimide -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, aldehyde -CHO (fel propional-ald, butyrALD), sylfaen acrylig (-acrylate-acrl), azido-azide, biotinyl - Biotin, Fluorescein, glutaryl -GA, Acrylate Hydrazide, alkyne-alkyne, p-toluenesulfonate -OTs, succinimide succinate -SS, ac ati. Gellir cysylltu deilliadau PEG ag asidau carbocsilig ag aminau n-terminal neu gadwyni ochr lysin.Gellir cyplysu PEG wedi'i actifadu amino â chadwyni ochr asid aspartig neu asid glutamig.Gellir cyfuno PEG wedi'i actifadu â mal â mercaptan o gadwyni ochr cystein sydd wedi'u dadamddiffyn yn llawn [11].Mae addaswyr PEG yn cael eu dosbarthu'n gyffredin fel a ganlyn (noder: mPEG yw methoxy-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH):
(1) addasydd PEG cadwyn syth
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) bifunctional PEG addasydd
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-GIG
(3) canghennog PEG addasydd
(mPEG)2-GIG, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Biotinization
Gellir rhwymo biotin yn gryf ag avidin neu streptavidin, ac mae'r cryfder rhwymo hyd yn oed yn agos at fond cofalent.Mae peptidau wedi'u labelu â biotin yn cael eu defnyddio'n gyffredin mewn immunoassay, histocytochemistry, a cytometreg llif sy'n seiliedig ar fflworoleuedd.Gellir defnyddio gwrthgyrff gwrthfiotig wedi'u labelu hefyd i rwymo peptidau biotinylated.Mae labeli biotin yn aml ynghlwm wrth y gadwyn ochr lysin neu'r derfynell N.Defnyddir asid 6-aminocaproic yn aml fel bond rhwng peptidau a biotin.Mae'r bond yn hyblyg o ran rhwymo i'r swbstrad ac yn clymu'n well ym mhresenoldeb rhwystr sterig.
9. Labelu fflwroleuol
Gellir defnyddio labelu fflwroleuol i olrhain polypeptidau mewn celloedd byw ac i astudio ensymau a mecanweithiau gweithredu.Mae Tryptoffan (Trp) yn fflwroleuol, felly gellir ei ddefnyddio ar gyfer labelu cynhenid.Mae sbectrwm allyriadau tryptoffan yn dibynnu ar yr amgylchedd ymylol ac yn gostwng gyda pholaredd toddyddion gostyngol, eiddo sy'n ddefnyddiol ar gyfer canfod strwythur peptid a rhwymo derbynyddion.Gall fflworoleuedd tryptoffan gael ei ddiffodd gan asid aspartig protonaidd ac asid glutamig, a all gyfyngu ar ei ddefnydd.Mae'r grŵp Dansyl clorid (Dansyl) yn fflwroleuol iawn o'i rwymo i grŵp amino ac fe'i defnyddir yn aml fel label fflwroleuol ar gyfer asidau amino neu broteinau.
Cyseiniant fflworoleuedd Mae trosi egni (FRET) yn ddefnyddiol ar gyfer astudiaethau ensymau.Pan ddefnyddir FRET, mae polypeptid y swbstrad fel arfer yn cynnwys grŵp labelu fflworoleuedd a grŵp diffodd fflworoleuedd.Mae grwpiau fflworoleuol wedi'u labelu yn cael eu diffodd gan y quencher trwy drosglwyddo ynni nad yw'n ffoton.Pan fydd y peptid wedi'i ddatgysylltu o'r ensym dan sylw, mae'r grŵp labelu yn allyrru fflworoleuedd.
10. polypeptidau cawell
Mae gan peptidau cawell grwpiau amddiffynnol y gellir eu tynnu'n optegol sy'n gwarchod y peptid rhag rhwymo i'r derbynnydd.Pan fydd yn agored i ymbelydredd UV, mae'r peptid yn cael ei actifadu, gan adfer ei gysylltiad â'r derbynnydd.Oherwydd y gellir rheoli'r actifadu optegol hwn yn ôl amser, amplitude, neu leoliad, gellir defnyddio peptidau cawell i astudio adweithiau sy'n digwydd mewn celloedd.Y grwpiau amddiffynnol a ddefnyddir amlaf ar gyfer polypeptidau cawell yw grwpiau 2-nitrobenzyl a'u deilliadau, y gellir eu cyflwyno mewn synthesis peptidau trwy ddeilliadau asid amino amddiffynnol.Deilliadau asid amino sydd wedi'u datblygu yw lysin, cystein, serine, a tyrosin.Fodd bynnag, nid yw deilliadau aspartate a glwtamad yn cael eu defnyddio'n gyffredin oherwydd eu bod yn agored i gylchrediad yn ystod synthesis a daduniad peptid.
11. peptid polyantigenic (MAP)
Fel arfer nid yw peptidau byr yn imiwn a rhaid eu cysylltu â phroteinau cludo i gynhyrchu gwrthgyrff.Mae peptid polyantigenig (MAP) yn cynnwys peptidau unfath lluosog sy'n gysylltiedig â niwclysau lysin, sy'n gallu mynegi imiwnogenau cryfder uchel yn benodol a gellir eu defnyddio i baratoi cwpledi protein cludwr peptid.Gellir syntheseiddio polypeptidau MAP trwy synthesis cyfnod solet ar resin MAP.Fodd bynnag, mae cyplu anghyflawn yn arwain at gadwyni peptid ar goll neu wedi'u cwtogi ar rai canghennau ac felly nid yw'n arddangos priodweddau'r polypeptid MAP gwreiddiol.Fel dewis arall, gellir paratoi a phuro peptidau ar wahân ac yna eu cysylltu â MAP.Mae'r dilyniant peptid sydd ynghlwm wrth y craidd peptid wedi'i ddiffinio'n dda ac yn hawdd ei nodweddu gan sbectrometreg màs.
Casgliad
Mae addasu peptidau yn ffordd bwysig o ddylunio peptidau.Gall peptidau a addaswyd yn gemegol nid yn unig gynnal gweithgaredd biolegol uchel, ond hefyd yn effeithiol osgoi anfanteision imiwnogenigrwydd a gwenwyndra.Ar yr un pryd, gall addasu cemegol waddoli peptidau â rhai eiddo rhagorol newydd.Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r dull o actifadu CH ar gyfer ôl-addasu polypeptidau wedi'i ddatblygu'n gyflym, a chyflawnwyd llawer o ganlyniadau pwysig.
Amser post: Mawrth-20-2023