I peptidi sò una classa di cumposti furmati da a cunnessione di parechje aminoacidi attraversu ligami peptidi.Sò omnipresenti in l'organi viventi.Finu à avà, decine di millaie di peptidi sò stati truvati in l'organi viventi.I peptidi ghjucanu un rolu impurtante in a regulazione di l'attività funziunale di diversi sistemi, organi, tessuti è cellule è in l'attività di vita, è sò spessu usati in l'analisi funziunale, a ricerca di l'anticorpi, u sviluppu di droghe è altri campi.Cù u sviluppu di a biotecnologia è a tecnulugia di sintesi di peptidi, più è più droghe di peptide sò state sviluppate è applicate in clinica.
Ci hè una larga varietà di mudificazioni di peptidi, chì ponu esse simpliciamente divisi in modificazioni post-modificazioni è mudificazione di prucessu (aduprendu a modificazione di l'aminoacidi derivati), è a modificazione N-terminale, a modificazione C-terminale, a modificazione di a catena laterale, a modificazione di l'aminoacidu, a modificazione di u scheletru, etc., secondu u situ di mudificazione (Figura 1).Cum'è un significatu impurtante per cambià a struttura di a catena principale o i gruppi di catene laterali di catene peptide, a mudificazione di peptide pò cambià in modu efficace e proprietà fisiche è chimiche di cumposti peptidi, aumentanu a solubilità in acqua, allargà u tempu d'azzione in vivo, cambia a so distribuzione biologica, elimina l'immunogenicità. , riduce l'effetti tossichi, etc.. In questu documentu, parechji strategie di modificazione di peptide maiò è e so caratteristiche sò introdutte.
1. Ciclisazione
I peptidi ciclichi anu parechje applicazioni in biomedicina, è parechji peptidi naturali cù attività biologica sò peptidi ciclichi.Perchè i peptidi ciclichi tendenu à esse più rigidi cà i peptidi lineari, sò estremamente resistenti à u sistema digestivu, ponu sopravvive in u trattu digestivu, è mostranu una affinità più forte per i receptori di destinazione.A ciclizazione hè u modu più direttu per sintetizà peptidi ciclichi, in particulare per i peptidi cù un grande scheletru strutturale.Sicondu u modu di ciclisazione, pò esse divisu in tipu di catena laterale, terminale - tipu di catena laterale, terminale - tipu terminale (tipu di punta à punta).
(1) sidechain à sidechain
U tipu più cumuni di ciclizazione da catena laterale à catena laterale hè u ponte di disulfuru trà i residui di cisteina.Questa ciclizazione hè intrudutta da una coppia di residui di cisteina chì sò deprotetti è poi ossidati per furmà legami disulfuru.A sintesi policiclica pò esse ottenuta da a rimozione selettiva di i gruppi di prutezzione sulfhydryl.A ciclizazione pò esse fatta in un solvente post-disociazione o in una resina di pre-disociazione.A ciclizazione nantu à e resine pò esse menu efficau chè a ciclizazione di solventi perchè i peptidi nantu à i resine ùn formanu micca facilmente cunfurmazioni ciclificate.Un altru tipu di ciclizazione di a catena laterale - catena laterale hè a furmazione di una struttura amida trà un residu di l'acidu asparticu o glutamicu è l'aminoacidu di basa, chì esige chì u gruppu di prutezzione di a catena laterale deve esse capace di esse eliminati selettivamente da u polipeptide sia. nantu à a resina o dopu a dissociazione.U terzu tipu di ciclizazione side-chain - side chain hè a furmazione di diphenyl ethers da tirosina o p-hydroxyphenylglycine.Stu tipu di cyclization in i prudutti naturali si trova solu in i prudutti microbiali, è i prudutti di cyclization spessu anu un valore medicinali potenziale.A preparazione di sti cumposti richiede cundizioni di reazzione unichi, per quessa ùn sò micca spessu usati in a sintesi di peptidi cunvinziunali.
(2) terminal-à-sidechain
A ciclizazione di a catena terminale di solitu implica u C-terminale cù u gruppu amminicu di a catena laterale di lisina o ornitina, o l'N-terminale cù l'acidu asparticu o a catena laterale di l'acidu glutamicu.Altra ciclizazione di polipeptidi hè fatta da furmendu ligami etere trà C terminale è catene laterali di serina o treonina.
(3) Tipu di terminale o di testa à coda
I polipeptidi di a catena ponu esse ciclati in un solvente o fissi nantu à una resina per ciclazione di a catena laterale.A bassa concentrazione di peptidi deve esse usata in a centralizazione di solventi per evità l'oligomerizazione di i peptidi.U rendimentu di un polipeptide d'anellu sinteticu testa à coda dipende da a sequenza di u polipeptide di a catena.Dunque, prima di preparà peptidi ciclichi à grande scala, deve esse creatu prima una libreria di peptidi di piombu incatenati, seguita da ciclizazione per truvà a sequenza cù i megliu risultati.
2. N-metilazione
L'N-methylation hè originariamente in peptidi naturali è hè introduttu in a sintesi di peptide per impedisce a furmazione di ligami d'idrogenu, facendu cusì i peptidi più resistenti à a biodegradazione è a liberazione.A sintesi di peptidi chì utilizanu derivati di aminoacidi N-metilati hè u metudu più impurtante.Inoltre, a reazzione Mitsunobu di N-(2-nitrobenzene sulfonyl chloride) polypeptide-resin intermediates cù metanol pò ancu esse usatu.Stu metudu hè stata utilizata per preparà librerie di peptidi ciclichi chì cuntenenu aminoacidi N-metilati.
3. Fosforilazione
A fosforilazione hè una di e mudificazioni post-traduzzione più cumuni in a natura.In i celluli umani, più di u 30% di e proteini sò fosforilate.A fosforilazione, in particulare a fosforilazione reversibile, ghjoca un rolu impurtante in u cuntrollu di parechji prucessi cellulari, cum'è a trasduzione di signali, l'espressione genica, u ciculu cellulare è a regulazione di u citoscheletru, è l'apoptosi.
A fosforilazione pò esse osservata in una varietà di residui di aminoacidi, ma i miri di fosforilazione più cumuni sò serina, treonina è residui di tirosina.A fosfotirosina, a fosfotreonina è i derivati a fosforesina ponu esse introdutte in peptidi durante a sintesi o formate dopu a sintesi di peptidi.A fosforilazione selettiva pò esse ottenuta usendu residui di serina, treonina è tirosina chì eliminanu selectivamente i gruppi protettivi.Certi reagenti di fosforilazione ponu ancu intruduce gruppi di l'acidu fosforicu in u polipeptide per post mudificazione.Nta l'ultimi anni, a fosforilazione specifica di u situ di lisina hè stata ottenuta cù una reazione Staudinger-phosphite chimicamente selettiva (Figura 3).
4. Myristoylation è palmitoylation
L'acilazione di l'N-terminale cù l'acidi grassi permette à i peptidi o proteini di ligà à e membrani cellulari.A sequenza miridamoilata nantu à l'N-terminale permette à e proteine chinasi di a famiglia Src è à e proteine Gaq di transcriptase inversa per esse destinate à unisce à e membrane cellulari.L'acidu miristicu hè stata ligata à l'N-terminale di a resina-polipeptide utilizendu reazzioni di accoppiamentu standard, è u lipopeptide resultante puderia esse dissociatu in cundizioni standard è purificatu da RP-HPLC.
5. Glycosylation
Glycopeptides cum'è vancomycin è teicolanin sò antibiotici impurtanti per u trattamentu di infizzioni bacteriale resistenti à a droga, è altri glicopeptidi sò spessu usati per stimulà u sistema immune.Inoltre, postu chì parechji antigens microbiali sò glicosilati, hè di grande significazione per studià i glicopeptidi per migliurà l'effettu terapeuticu di l'infezzione.Per d 'altra banda, hè statu truvatu chì e proteine in a membrana cellulare di e cellule tumorali presentanu una glicosilazione anormale, chì face chì i glycopeptides ghjucanu un rolu impurtante in a ricerca di difesa immune di u cancer è di i tumori.I Glycopeptides sò preparati da u metudu Fmoc/t-Bu.I residui glicosilati, cum'è a treonina è a serina, sò spessu introdutti in polipeptidi da fMOCs attivati da pentafluorophenol ester per prutege l'aminoacidi glicosilati.
6. Isoprene
L'isopentadienilazione si trova nantu à i residui di cisteina in a catena laterale vicinu à u C-terminale.L'isoprene di proteina pò migliurà l'affinità di a membrana cellulare è formanu l'interazzione proteina-proteina.I proteini isopentadienati includenu a tirosina fosfatasi, a piccula GTase, a molécule di cochaperone, a lamina nucleare è e proteine di legame centromeriche.I polipeptidi di isoprene ponu esse preparati cù l'isoprene nantu à resine o intruducendu derivati di cisteina.
7. Polyethylene glycol (PEG) mudificazione
A modificazione PEG pò esse aduprata per migliurà a stabilità idrolitica di a proteina, a biodistribuzione è a solubilità di peptide.L'intruduzioni di catene PEG à i peptidi pò migliurà e so proprietà farmacologiche è ancu inibisce l'idrolisi di i peptidi da l'enzimi proteolitichi.I peptidi PEG passanu per a sezione trasversale capillare glomerulare più facilmente cà i peptidi ordinali, riducendu assai a clearance renale.A causa di a semi-vita attiva estesa di peptidi PEG in vivo, u livellu di trattamentu normale pò esse mantinutu cù dosi più bassi è droghe peptide menu frequenti.Tuttavia, a mudificazione PEG hà ancu effetti negativi.Grandi quantità di PEG impediscenu à l'enzima di a degradazione di u peptide è ancu riduce u ligame di u peptide à u receptore di destinazione.Ma a bassa affinità di i peptidi PEG hè generalmente compensata da a so semivita farmacocinetica più longa, è essendu più longu in u corpu, i peptidi PEG anu una probabilità più grande di esse assorbiti in i tessuti di destinazione.Per quessa, e specificazioni di polimeru PEG deve esse ottimisate per risultati ottimali.Per d 'altra banda, i peptidi PEG s'acumulanu in u fegatu per via di a clearance renale ridutta, risultatu in u sindromu macromolecular.Per quessa, e mudificazioni di PEG anu da esse cuncepite cù più cura quandu i peptidi sò usati per a prova di droga.
I gruppi di modificazione cumuni di modificatori PEG ponu esse riassunti in modu approssimativu: Amino (-amine) -NH2, aminometil-Ch2-NH2, idrossi-OH, carboxy-Cooh, sulfhydryl (-Thiol) -SH, Maleimide -MAL, succinimide carbonate - SC, succinimide acetate -SCM, succinimide propionate -SPA, n-hydroxysuccinimide -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, aldeide -CHO (cum'è propional-ald, butyrALD), base acrilica (-acrylate-acrl), azido-azide, biotinyl - Biotin, Fluorescein, glutaryl -GA, Acrylate Hydrazide, alkyne-alkyne, p-toluenesulfonate -OTs, succinimide succinate -SS, etc. Derivati PEG cù carboxylic acids pò esse accumpagnati à amine n-terminali o catene laterali di lisina.PEG amino-attivatu pò esse accumpagnatu à l'acidu asparticu o catene laterali di l'acidu glutamicu.PEG mal-attivatu pò esse cunjugatu à mercaptan di catene laterali di cisteina completamente deprotetti [11].I modificatori di PEG sò generalmente classificati cum'è seguitu (nota: mPEG hè metossi-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH):
(1) modificatore PEG di catena dritta
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) modificatore PEG bifunzionale
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) mudificatore PEG branching
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Biotinizazione
A biotina pò esse ligata forte cù avidina o streptavidina, è a forza di ubligatoriu hè ancu vicinu à u ligame covalente.I peptidi marcati da biotina sò cumunimenti usati in immunoassay, istocitochimica è citometria di flussu basata in fluorescenza.L'anticorpi di l'antibiotina marcati ponu ancu esse aduprati per unisce i peptidi biotinilati.L'etichette di biotina sò spessu attaccati à a catena laterale di lisina o à u terminal N.L'acidu 6-aminocaproic hè spessu usatu cum'è un ligame trà peptidi è biotina.U ligame hè flexibule in ubligatoriu à u sustrato è ligami megliu in presenza di impedimentu steric.
9. Etichette fluorescente
L'etichettatura fluorescente pò esse usata per traccia i polipeptidi in e cellule viventi è per studià l'enzimi è i miccanismi d'azzione.U triptofanu (Trp) hè fluoriscente, perchè pò esse usatu per l'etichettatura intrinsica.U spettru di emissioni di triptofanu dipende da l'ambiente perifericu è diminuisce cù a polarità di u solvente dicrescente, una pruprietà chì hè utile per a deteczione di a struttura di peptide è u ligame di u receptore.A fluoriscenza di u triptofanu pò esse spenta da l'acidu asparticu protonatu è l'acidu glutamicu, chì ponu limità u so usu.U gruppu Dansyl chloride (Dansyl) hè altamente fluoriscente quandu hè ligatu à un gruppu amminusticu è hè spessu usatu cum'è etichetta fluoriscente per aminoacidi o proteini.
Fluorescence resonance Energy conversion (FRET) hè utile per studii enzimatici.Quandu FRET hè appiicata, u polipeptide di sustrato di solitu cuntene un gruppu di fluoriscenza-etichettatura è un gruppu di fluorescenza-quench.I gruppi fluorescenti marcati sò spenti da u quencher per trasferimentu di energia senza fotoni.Quandu u peptide hè dissociatu da l'enzima in quistione, u gruppu di etichettatura emette fluorescenza.
10. Cage polypeptides
I peptidi Cage anu gruppi protettivi otticamenti rimovibili chì pruteghjanu u peptide da u ligame à u receptore.Quandu espunutu à a radiazione UV, u peptide hè attivatu, restituendu a so affinità à u receptore.Perchè sta attivazione ottica pò esse cuntrullata secondu u tempu, l'amplitude, o u locu, i peptidi di cage ponu esse usatu per studià e reazzioni chì si trovanu in e cellule.I gruppi protettivi più cumunimenti utilizati per i polipeptidi di cage sò i gruppi 2-nitrobenzyl è i so derivati, chì ponu esse intrudutti in a sintesi di peptide via derivati protettivi di aminoacidi.I derivati di l'aminoacidi chì sò stati sviluppati sò lisina, cisteina, serina è tirosina.L'aspartate è i derivati di glutamate, in ogni modu, ùn sò micca cumunimenti utilizati per via di a so suscettibilità à a ciclizazione durante a sintesi di peptide è a dissociazione.
11. Peptide Polyantigenic (MAP)
I peptidi brevi sò generalmente micca immune è devenu esse accumpagnati à e proteine transpurtadore per pruduce anticorpi.U peptide poliantigenicu (MAP) hè cumpostu di parechji peptidi identici cunnessi à i nuclei di lisina, chì ponu specificamente spressione immunogens d'alta putenza è ponu esse aduprati per preparà copulati di proteini peptide-carrier.I polipeptidi MAP ponu esse sintetizzati da a sintesi di fase solida nantu à a resina MAP.Tuttavia, l'accoppiamentu incompletu si traduce in catene peptidiche mancanti o truncate in certi rami è cusì ùn mostra micca e proprietà di u polipeptide MAP originale.In alternativa, i peptidi ponu esse preparati è purificati separatamente è dopu accumpagnati à MAP.A sequenza di peptide attaccata à u core di peptide hè ben definita è facilmente carattarizata da spettrometria di massa.
Cunclusioni
A mudificazione di peptidi hè un mezzu impurtante di cuncepimentu di peptidi.I peptidi modificati chimicamente ùn ponu micca solu mantene una attività biologica alta, ma ancu evità efficacemente l'inconvenienti di l'immunogenicità è a toxicità.À u listessu tempu, a mudificazione chimica pò dota à i peptidi di qualchì nova proprietà eccellente.Nta l'ultimi anni, u metudu di l'attivazione CH per a post-modificazione di i polipeptidi hè statu sviluppatu rapidamente, è parechji risultati impurtanti sò stati ottenuti.
Tempu di Postu: Mar-20-2023