Peptidi ni darasa la misombo inayoundwa na uunganisho wa asidi nyingi za amino kupitia vifungo vya peptidi.Wanapatikana kila mahali katika viumbe hai.Hadi sasa, makumi ya maelfu ya peptidi zimepatikana katika viumbe hai.Peptides ina jukumu muhimu katika kudhibiti shughuli za utendaji wa mifumo mbalimbali, viungo, tishu na seli na katika shughuli za maisha, na mara nyingi hutumiwa katika uchambuzi wa kazi, utafiti wa antibody, maendeleo ya madawa ya kulevya na nyanja nyingine.Pamoja na maendeleo ya teknolojia ya kibayoteknolojia na usanisi wa peptidi, dawa zaidi na zaidi za peptidi zimetengenezwa na kutumika katika kliniki.
Kuna aina mbalimbali za marekebisho ya peptidi, ambayo yanaweza kugawanywa kwa urahisi katika urekebishaji wa posta na urekebishaji wa mchakato (kwa kutumia urekebishaji wa asidi ya amino inayotokana), na urekebishaji wa N-terminal, urekebishaji wa C-terminal, urekebishaji wa mnyororo wa upande, urekebishaji wa asidi ya amino, urekebishaji wa mifupa, nk, kulingana na tovuti ya kurekebisha (Mchoro 1).Kama njia muhimu ya kubadilisha muundo mkuu wa mnyororo au vikundi vya mnyororo wa upande wa minyororo ya peptidi, muundo wa peptidi unaweza kubadilisha kwa ufanisi tabia ya kimwili na kemikali ya misombo ya peptidi, kuongeza umumunyifu wa maji, kuongeza muda wa hatua katika vivo, kubadilisha usambazaji wao wa kibaolojia, kuondoa kinga. , kupunguza madhara ya sumu, nk Katika karatasi hii, mikakati kadhaa mikuu ya urekebishaji peptidi na sifa zao zimeanzishwa.
1. Kuendesha baiskeli
Peptidi za mzunguko zina matumizi mengi katika biomedicine, na peptidi nyingi za asili zenye shughuli za kibaolojia ni peptidi za mzunguko.Kwa sababu peptidi za mzunguko huwa ngumu zaidi kuliko peptidi za mstari, ni sugu sana kwa mfumo wa usagaji chakula, zinaweza kuishi katika njia ya usagaji chakula, na kuonyesha uhusiano mkubwa zaidi kwa vipokezi lengwa.Uendeshaji wa baisikeli ndio njia ya moja kwa moja ya kusanisi peptidi za mzunguko, haswa kwa peptidi zilizo na mifupa mikubwa ya kimuundo.Kulingana na hali ya baiskeli, inaweza kugawanywa katika aina ya mnyororo wa upande wa mnyororo, aina ya mnyororo wa upande, aina ya terminal - aina ya mwisho (aina ya mwisho hadi mwisho).
(1) sidechain-to-sidechain
Aina ya kawaida ya mzunguko wa mnyororo wa kando hadi wa mnyororo wa kando ni uwekaji daraja wa disulfidi kati ya mabaki ya cysteine.Uendeshaji wa baisikeli huu huletwa na jozi ya masalia ya cysteine ambayo hayalindwa na kisha kuoksidishwa kuunda vifungo vya disulfide.Mchanganyiko wa polycyclic unaweza kupatikana kwa kuondolewa kwa kuchagua kwa vikundi vya ulinzi wa sulfhydryl.Uendeshaji wa baiskeli unaweza kufanywa ama katika kutengenezea baada ya kutengana au kwenye resin ya kabla ya kutenganisha.Uendeshaji wa baisikeli kwenye resini unaweza kuwa na ufanisi mdogo kuliko uezeshaji wa viyeyusho kwa sababu peptidi kwenye resini hazitengenezi kwa urahisi miunganisho ya baisikeli.Aina nyingine ya mzunguko wa mnyororo wa upande - uundaji wa muundo wa amide kati ya asidi aspartic au mabaki ya asidi ya glutamic na asidi ya amino ya msingi, ambayo inahitaji kwamba kikundi cha ulinzi wa mnyororo wa upande lazima kiweze kuondolewa kwa kuchagua kutoka kwa polipeptidi ama. kwenye resin au baada ya kutengana.Aina ya tatu ya mnyororo wa upande - mzunguko wa mnyororo wa upande ni uundaji wa etha za diphenyl na tyrosine au p-hydroxyphenylglycine.Aina hii ya mzunguko katika bidhaa za asili hupatikana tu katika bidhaa za viumbe vidogo, na bidhaa za baiskeli mara nyingi huwa na thamani ya dawa.Maandalizi ya misombo hii inahitaji hali ya kipekee ya mmenyuko, kwa hiyo haitumiwi mara nyingi katika awali ya peptidi za kawaida.
(2) terminal-to-sidechain
Uendeshaji wa mzunguko wa mnyororo wa upande wa mwisho kwa kawaida huhusisha C-terminal na kundi la amino la lysine au mnyororo wa upande wa ornithine, au N-terminal yenye asidi aspartic au mnyororo wa upande wa asidi ya glutamic.Uzungukaji mwingine wa polipeptidi hufanywa kwa kuunda vifungo vya etha kati ya terminal C na minyororo ya upande wa serine au threonine.
(3) Aina ya terminal au kichwa-kwa-mkia
Polipeptidi za mnyororo zinaweza kuzungushwa kwenye kiyeyusho au kuwekwa kwenye resini kwa mzunguko wa mnyororo wa upande.Viwango vya chini vya peptidi vinapaswa kutumika katika uwekaji wa vimumunyisho ili kuzuia oligomerization ya peptidi.Mavuno ya polipeptidi ya sintetiki ya kichwa-hadi-mkia inategemea mlolongo wa polipeptidi ya mnyororo.Kwa hiyo, kabla ya kuandaa peptidi za mzunguko kwa kiwango kikubwa, maktaba ya peptidi za risasi zinazowezekana zinapaswa kuundwa kwanza, ikifuatiwa na mzunguko wa baiskeli ili kupata mlolongo na matokeo bora zaidi.
2. N-methylation
N-methylation asili hutokea katika peptidi asilia na huletwa katika usanisi wa peptidi ili kuzuia uundaji wa vifungo vya hidrojeni, na hivyo kufanya peptidi kustahimili uharibifu na kibali.Usanisi wa peptidi kwa kutumia vitokanavyo na asidi ya amino ya N-methylated ndiyo njia muhimu zaidi.Kwa kuongeza, majibu ya Mitsunobu ya N-(2-nitrobenzene sulfonyl kloridi) polipeptidi-resin ya kati na methanoli pia inaweza kutumika.Njia hii imetumika kutayarisha maktaba za peptidi za mzunguko zilizo na asidi ya amino ya N-methylated.
3. Phosphorylation
Phosphorylation ni mojawapo ya marekebisho ya kawaida ya baada ya kutafsiri katika asili.Katika seli za binadamu, zaidi ya 30% ya protini ni phosphorylated.Phosphorylation, hasa fosforasi inayoweza kubadilishwa, ina jukumu muhimu katika kudhibiti michakato mingi ya seli, kama vile upitishaji wa ishara, usemi wa jeni, mzunguko wa seli na udhibiti wa cytoskeleton, na apoptosis.
Phosphorylation inaweza kuzingatiwa katika mabaki mbalimbali ya asidi ya amino, lakini shabaha za kawaida za fosforasi ni mabaki ya serine, threonine, na tyrosine.Phosphotyrosine, phosphothreonine, na derivatives za phosphoserine zinaweza kuletwa katika peptidi wakati wa usanisi au kuundwa baada ya usanisi wa peptidi.Phosphorylation teule inaweza kupatikana kwa kutumia mabaki ya serine, threonine, na tyrosine ambayo huondoa kwa kuchagua vikundi vya kinga.Baadhi ya vitendanishi vya fosforasi pia vinaweza kuanzisha vikundi vya asidi ya fosforasi kwenye polipeptidi kwa kurekebisha chapisho.Katika miaka ya hivi karibuni, phosphorylation ya tovuti maalum ya lysine imepatikana kwa kutumia mmenyuko wa Staudinger-phosphite wa kuchagua kemikali (Mchoro 3).
4. Myristoylation na palmitoylation
Acylation ya N-terminal na asidi ya mafuta huruhusu peptidi au protini kushikamana na utando wa seli.Mfuatano wa myridamoylated kwenye N-terminal huwezesha kinasi ya protini ya familia ya Src na protini za kubadili nakala za Gaq kulengwa kushikamana na utando wa seli.Asidi ya Myristiki iliunganishwa na N-terminal ya resin-polypeptide kwa kutumia miunganisho ya kawaida ya kuunganisha, na lipopeptidi inayotokana inaweza kutengwa chini ya hali ya kawaida na kusafishwa na RP-HPLC.
5. Glycosylation
Glycopeptides kama vile vancomycin na teicolanin ni viuavijasumu muhimu kwa matibabu ya maambukizo ya bakteria sugu, na glycopeptidi zingine hutumiwa mara nyingi kuchochea mfumo wa kinga.Kwa kuongeza, kwa kuwa antijeni nyingi za microbial ni glycosylated, ni muhimu sana kujifunza glycopeptides kwa kuboresha athari za matibabu ya maambukizi.Kwa upande mwingine, imegundulika kuwa protini kwenye membrane ya seli ya seli za tumor huonyesha glycosylation isiyo ya kawaida, ambayo hufanya glycopeptides kuchukua jukumu muhimu katika saratani na utafiti wa kinga ya tumor.Glycopeptides hutayarishwa kwa njia ya Fmoc/t-Bu.Mabaki ya glycosylated, kama vile threonine na serine, mara nyingi huletwa katika polipeptidi na pentafluorophenol ester iliyoamilishwa fMOCs ili kulinda amino asidi ya glycosylated.
6. Isoprene
Isopentadienylation hutokea kwenye mabaki ya cysteine katika mnyororo wa upande karibu na C-terminal.Isoprene ya protini inaweza kuboresha mshikamano wa membrane ya seli na kuunda mwingiliano wa protini na protini.Protini zinazopewa chakula kisicho na chakula ni pamoja na phosphatase ya tyrosine, GTase ndogo, molekuli za cochaperone, lamina ya nyuklia, na protini zinazofunga centromeric.Isoprene polipeptidi zinaweza kutayarishwa kwa kutumia isoprene kwenye resini au kwa kuanzisha viambajengo vya cysteine.
7. Marekebisho ya polyethilini glycol (PEG).
Marekebisho ya PEG yanaweza kutumika kuboresha uthabiti wa hidrolitiki ya protini, mgawanyo wa kibiolojia na umumunyifu wa peptidi.Kuanzishwa kwa minyororo ya PEG kwa peptidi kunaweza kuboresha mali zao za kifamasia na pia kuzuia hidrolisisi ya peptidi na vimeng'enya vya proteolytic.Peptidi za PEG hupitia sehemu ya msalaba ya kapilari ya glomerular kwa urahisi zaidi kuliko peptidi za kawaida, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa kibali cha figo.Kwa sababu ya nusu ya maisha ya peptidi ya PEG katika vivo iliyopanuliwa, kiwango cha kawaida cha matibabu kinaweza kudumishwa na kipimo cha chini na dawa za peptidi zisizo za mara kwa mara.Walakini, urekebishaji wa PEG pia una athari mbaya.Kiasi kikubwa cha PEG huzuia kimeng'enya kudhalilisha peptidi na pia hupunguza mshikamano wa peptidi kwenye kipokezi kinacholengwa.Lakini mshikamano wa chini wa peptidi za PEG kawaida hurekebishwa na nusu ya maisha yao ya muda mrefu ya dawa, na kwa kuwapo kwenye mwili kwa muda mrefu, peptidi za PEG zina uwezekano mkubwa wa kufyonzwa ndani ya tishu lengwa.Kwa hivyo, vipimo vya polima vya PEG vinapaswa kuboreshwa kwa matokeo bora.Kwa upande mwingine, peptidi za PEG hujilimbikiza kwenye ini kwa sababu ya kupungua kwa kibali cha figo, na kusababisha ugonjwa wa macromolecular.Kwa hiyo, marekebisho ya PEG yanahitaji kuundwa kwa uangalifu zaidi wakati peptidi zinatumiwa kwa kupima madawa ya kulevya.
Vikundi vya kawaida vya kurekebisha PEG vinaweza kufupishwa kama ifuatavyo: Amino (-amini) -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 (kama vile propional-ald, butyrALD), msingi wa akriliki (-acrylate-acrl), azido-azide, biotinyl - Biotin, Fluorescein, glutaryl -GA, Acrylate Hydrazide, alkyne-alkyne, p-toluenesulfonate -OTs, succinimide succinate -SS, n.k. Viini vya PEG vilivyo na asidi ya kaboksili vinaweza kuunganishwa na amini n-terminal au minyororo ya upande wa lysine.PEG iliyoamilishwa na amino inaweza kuunganishwa na asidi aspartic au minyororo ya upande ya asidi ya glutamic.PEG iliyoamilishwa vibaya inaweza kuunganishwa kwa mercaptan ya minyororo ya upande ya cysteine iliyolindwa kikamilifu [11].Virekebishaji PEG kwa kawaida huainishwa kama ifuatavyo (kumbuka: mPEG ni methoxy-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH) :
(1) kirekebishaji cha mnyororo wa moja kwa moja
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) kirekebishaji kigingi kisichofanya kazi mara mbili
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) kirekebisho cha matawi ya PEG
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Biotinization
Biotin inaweza kufungwa kwa nguvu na avidin au streptavidin, na nguvu ya kumfunga iko karibu na dhamana ya ushirikiano.Peptidi zenye lebo ya biotini hutumiwa kwa kawaida katika uchunguzi wa kingamwili, histocytokemia, na saitoometri ya mtiririko inayotegemea fluorescence.Kingamwili za antibiotini zilizo na lebo pia zinaweza kutumika kuunganisha peptidi za kibiotini.Lebo za biotini mara nyingi huunganishwa kwenye mnyororo wa upande wa lysine au terminal ya N.6-aminocaproic acid mara nyingi hutumika kama kiungo kati ya peptidi na biotini.Kifungo kinaweza kubadilika katika kumfunga kwa substrate na hufunga vizuri zaidi mbele ya kizuizi cha steric.
9. Uwekaji alama za fluorescent
Uwekaji alama wa florini unaweza kutumika kufuatilia polipeptidi katika seli hai na kuchunguza vimeng'enya na taratibu za utendaji.Tryptophan (Trp) ni fluorescent, kwa hivyo inaweza kutumika kwa uwekaji wa asili.Wigo wa utoaji wa tryptophan hutegemea mazingira ya pembeni na hupungua kwa kupungua kwa polarity ya viyeyusho, sifa ambayo ni muhimu kwa kutambua muundo wa peptidi na kuunganisha vipokezi.Fluorescence ya tryptophan inaweza kuzimwa na asidi ya aspartic yenye protonated na asidi ya glutamic, ambayo inaweza kupunguza matumizi yake.Kikundi cha kloridi ya Dansyl (Dansyl) kina fluorescent sana inapounganishwa kwa kikundi cha amino na mara nyingi hutumiwa kama lebo ya fluorescent kwa asidi ya amino au protini.
Ubadilishaji wa Nishati ya Fluorescence (FRET) ni muhimu kwa masomo ya kimeng'enya.FRET inapotumika, polipeptidi ndogo kwa kawaida huwa na kikundi cha kuweka lebo ya fluorescence na kikundi cha kuzimia kwa fluorescence.Vikundi vya umeme vilivyo na alama huzimishwa na kizima kupitia uhamishaji wa nishati isiyo ya fotoni.Peptidi inapotenganishwa na kimeng'enya kinachohusika, kikundi cha lebo hutoa fluorescence.
10. Polypeptides ya ngome
Peptidi za ngome zina vikundi vya ulinzi vinavyoweza kuondolewa kwa macho ambavyo hulinda peptidi dhidi ya kushikamana na kipokezi.Inapofunuliwa na mionzi ya UV, peptidi imeamilishwa, kurejesha ushirika wake kwa kipokezi.Kwa sababu uwezeshaji huu wa macho unaweza kudhibitiwa kulingana na wakati, amplitude, au eneo, peptidi za ngome zinaweza kutumika kuchunguza athari zinazotokea katika seli.Vikundi vya ulinzi vinavyotumika sana kwa polipeptidi za ngome ni vikundi 2-nitrobenzyl na viingilio vyake, ambavyo vinaweza kuletwa katika usanisi wa peptidi kupitia viingilizi vya amino asidi ya kinga.Vile vya amino asidi ambavyo vimetengenezwa ni lysine, cysteine, serine, na tyrosine.Hata hivyo, derivatives za aspartate na glutamate hazitumiwi kwa kawaida kutokana na kukabiliwa na baisikeli wakati wa usanisi wa peptidi na kujitenga.
11. Peptidi ya Polyantijeni (MAP)
Peptidi fupi kwa kawaida hazina kinga na lazima ziunganishwe na wabebaji wa protini ili kutoa kingamwili.Peptidi ya polyantijenic (MAP) ina peptidi nyingi zinazofanana zilizounganishwa na viini vya lysine, ambazo zinaweza kueleza mahususi chembechembe za kinga zenye nguvu nyingi na zinaweza kutumika kutayarisha viambata vya protini vinavyobeba peptidi.Polipeptidi za MAP zinaweza kuunganishwa kwa usanisi wa awamu thabiti kwenye resini ya MAP.Hata hivyo, uunganisho usio kamili husababisha kukosa au kupunguzwa minyororo ya peptidi kwenye baadhi ya matawi na kwa hivyo haionyeshi sifa za MAP polipeptidi asili.Kama mbadala, peptidi zinaweza kutayarishwa na kusafishwa kando na kisha kuunganishwa na MAP.Mlolongo wa peptidi uliowekwa kwenye msingi wa peptidi umefafanuliwa vizuri na unaonyeshwa kwa urahisi na spectrometry ya wingi.
Hitimisho
Marekebisho ya peptidi ni njia muhimu ya kuunda peptidi.Peptidi zilizobadilishwa kemikali haziwezi tu kudumisha shughuli za juu za kibiolojia, lakini pia kwa ufanisi kuepuka vikwazo vya immunogenicity na sumu.Wakati huo huo, urekebishaji wa kemikali unaweza kuweka peptidi na sifa mpya bora.Katika miaka ya hivi karibuni, njia ya uanzishaji wa CH kwa ajili ya marekebisho ya baada ya polypeptides imeendelezwa kwa kasi, na matokeo mengi muhimu yamepatikana.
Muda wa posta: Mar-20-2023