Peptidlər çoxlu amin turşularının peptid bağları vasitəsilə bağlanması nəticəsində əmələ gələn birləşmələr sinfidir.Onlar canlı orqanizmlərdə hər yerdə olurlar.İndiyə qədər canlı orqanizmlərdə on minlərlə peptid aşkar edilmişdir.Peptidlər müxtəlif sistemlərin, orqanların, toxumaların və hüceyrələrin funksional fəaliyyətinin tənzimlənməsində və həyat fəaliyyətlərində mühüm rol oynayır və tez-tez funksional analizdə, antikorların tədqiqində, dərmanların hazırlanmasında və digər sahələrdə istifadə olunur.Biotexnologiyanın və peptid sintez texnologiyasının inkişafı ilə getdikcə daha çox peptid preparatları hazırlanmış və klinikada tətbiq edilmişdir.
Peptid modifikasiyalarının geniş çeşidi var ki, onları sadəcə olaraq post modifikasiyası və proses modifikasiyası (alınmış amin turşusu modifikasiyası ilə) və N-terminal modifikasiyası, C-terminal modifikasiyası, yan zəncir modifikasiyası, amin turşusu modifikasiyası, skeletin modifikasiyası, modifikasiya yerindən asılı olaraq və s. (Şəkil 1).Əsas zəncir strukturunu və ya peptid zəncirlərinin yan zəncir qruplarını dəyişdirmək üçün mühüm vasitə kimi peptid modifikasiyası peptid birləşmələrinin fiziki və kimyəvi xassələrini effektiv şəkildə dəyişdirə, suda həll olunma qabiliyyətini artıra, in vivo təsir müddətini uzada, bioloji paylanmasını dəyişdirə, immunogenliyi aradan qaldıra bilər. , toksik yan təsirləri azaltmaq və s. Bu yazıda bir neçə əsas peptid modifikasiyası strategiyası və onların xüsusiyyətləri təqdim olunur.
1. Siklizasiya
Siklik peptidlərin biotibbdə bir çox tətbiqi var və bioloji aktivliyə malik bir çox təbii peptidlər siklik peptidlərdir.Tsiklik peptidlər xətti peptidlərdən daha sərt olduqları üçün həzm sisteminə son dərəcə davamlıdırlar, həzm sistemində sağ qala bilirlər və hədəf reseptorlara daha güclü yaxınlıq nümayiş etdirirlər.Siklizasiya siklik peptidləri sintez etməyin ən birbaşa yoludur, xüsusən də böyük struktur skeleti olan peptidlər üçün.Siklizasiya rejiminə görə yan zəncir-yan zəncir növünə, terminal - yan zəncir növünə, terminal - terminal tipinə (uçdan uca tipə) bölünə bilər.
(1) yan zəncirdən yan zəncir
Yan zəncirdən yan zəncirə çevrilmənin ən çox yayılmış növü sistein qalıqları arasında disulfid körpüsüdür.Bu siklizasiya bir cüt sistein qalıqlarının qorunmaması və sonra disulfid bağları yaratmaq üçün oksidləşməsi ilə baş verir.Polisiklik sintezə sulfhidril qoruyucu qrupların seçici şəkildə çıxarılması ilə nail olmaq olar.Siklizasiya ya dissosiasiyadan sonrakı həlledicidə, ya da dissosiasiyadan əvvəlki qatranda edilə bilər.Qatranlar üzərində siklləşmə həlledici siklləşmədən daha az təsirli ola bilər, çünki qatranlardakı peptidlər asanlıqla siklifikasiya edilmiş konformasiyalar əmələ gətirmir.Yan zəncirin başqa bir növü - yan zəncir siklizasiyası aspartik turşu və ya qlutamik turşu qalığı ilə əsas amin turşusu arasında amid strukturunun formalaşmasıdır ki, bu da yan zəncirin qoruyucu qrupunun ya polipeptiddən seçici şəkildə çıxarılmasını tələb edir. qatran üzərində və ya dissosiasiyadan sonra.Yan zəncirin üçüncü növü - yan zəncir siklləşməsi tirozin və ya p-hidroksifenilqlisin tərəfindən difenil efirlərin əmələ gəlməsidir.Təbii məhsullarda bu cür siklizasiya yalnız mikrob məhsullarında olur və siklizasiya məhsulları çox vaxt potensial dərman dəyərinə malikdir.Bu birləşmələrin hazırlanması unikal reaksiya şəraiti tələb edir, ona görə də onlar adi peptidlərin sintezində tez-tez istifadə edilmir.
(2) terminal-yan zəncir
Terminal tərəfi zəncirinin siklləşməsi adətən lizin və ya ornitin yan zəncirinin amin qrupu olan C-terminalını və ya aspartik turşu və ya qlutamik turşu yan zəncirinin N-terminalını əhatə edir.Digər polipeptid siklizasiyası C terminalı ilə serin və ya treonin yan zəncirləri arasında efir bağları yaratmaqla həyata keçirilir.
(3) Terminal və ya başdan-quyruğa tipli
Zəncir polipeptidləri ya bir həlledicidə dövrəyə salına bilər, ya da yan zəncir siklasiyası ilə bir qatran üzərində sabitlənə bilər.Peptidlərin oliqomerləşməsinin qarşısını almaq üçün həlledicinin mərkəzləşdirilməsində peptidlərin aşağı konsentrasiyası istifadə edilməlidir.Başdan-quyruğa sintetik halqa polipeptidinin məhsuldarlığı zəncir polipeptidinin ardıcıllığından asılıdır.Buna görə də, siklik peptidləri geniş miqyasda hazırlamazdan əvvəl, mümkün zəncirlənmiş qurğuşun peptidlərinin kitabxanası yaradılmalı, daha sonra ən yaxşı nəticələrə malik ardıcıllığı tapmaq üçün siklləşdirmə aparılmalıdır.
2. N-metilləşmə
N-metilasiya ilkin olaraq təbii peptidlərdə baş verir və hidrogen bağlarının meydana gəlməsinin qarşısını almaq üçün peptid sintezinə daxil edilir və bununla da peptidləri biodeqradasiyaya və təmizlənməyə daha davamlı edir.N-metilləşdirilmiş amin turşusu törəmələrindən istifadə edərək peptidlərin sintezi ən vacib üsuldur.Bundan əlavə, N-(2-nitrobenzol sulfonilxlorid) polipeptid-qatran ara məhsullarının metanol ilə Mitsunobu reaksiyasından da istifadə edilə bilər.Bu üsul N-metilləşdirilmiş amin turşularını ehtiva edən siklik peptid kitabxanalarını hazırlamaq üçün istifadə edilmişdir.
3. Fosforlaşma
Fosforlaşma təbiətdə ən çox yayılmış post-translational modifikasiyalardan biridir.İnsan hüceyrələrində zülalların 30%-dən çoxu fosforilləşir.Fosforlaşma, xüsusən də geri dönən fosforlaşma, siqnal ötürülməsi, gen ifadəsi, hüceyrə dövrü və sitoskeleton tənzimlənməsi və apoptoz kimi bir çox hüceyrə proseslərini idarə etməkdə mühüm rol oynayır.
Fosforlaşma müxtəlif amin turşusu qalıqlarında müşahidə oluna bilər, lakin ən çox fosforlaşma hədəfləri serin, treonin və tirozin qalıqlarıdır.Fosfotirozin, fosfotreonin və fosfoserin törəmələri ya sintez zamanı peptidlərə daxil ola bilər, ya da peptid sintezindən sonra əmələ gələ bilər.Seçici fosforlaşma, qoruyucu qrupları seçici şəkildə çıxaran serin, treonin və tirozin qalıqlarından istifadə etməklə əldə edilə bilər.Bəzi fosforlaşma reagentləri də post modifikasiya yolu ilə fosfor turşusu qruplarını polipeptidə daxil edə bilər.Son illərdə kimyəvi selektiv Staudinger-fosfit reaksiyasından istifadə etməklə lizinin sahəyə xüsusi fosforlaşmasına nail olunmuşdur (Şəkil 3).
4. Miristoyasiya və palmitolyasiya
N-terminalın yağ turşuları ilə asilasiyası peptidlərin və ya zülalların hüceyrə membranlarına bağlanmasına imkan verir.N-terminaldakı miridamoyla edilmiş ardıcıllıq Src ailəsi zülal kinazları və əks transkriptaz Gaq zülallarının hüceyrə membranlarına bağlanmaq üçün hədəflənməsinə imkan verir.Miristik turşu standart birləşmə reaksiyalarından istifadə edərək qatran-polipeptidin N-terminalına bağlandı və nəticədə yaranan lipopeptid standart şəraitdə dissosiasiya oluna və RP-HPLC ilə təmizlənə bildi.
5. Qlikozilləşmə
Vankomisin və teikolanin kimi qlikopeptidlər dərmana davamlı bakterial infeksiyaların müalicəsi üçün vacib antibiotiklərdir və digər qlikopeptidlər tez-tez immunitet sistemini stimullaşdırmaq üçün istifadə olunur.Bundan əlavə, bir çox mikrob antigenləri qlikozilləşdiyindən, infeksiyanın terapevtik təsirinin yaxşılaşdırılması üçün qlikopeptidlərin öyrənilməsi böyük əhəmiyyət kəsb edir.Digər tərəfdən, şiş hüceyrələrinin hüceyrə membranındakı zülalların anormal qlikozilləşmə nümayiş etdirdiyi aşkar edilmişdir ki, bu da qlikopeptidləri xərçəng və şiş immun müdafiə tədqiqatlarında mühüm rol oynayır.Qlikopeptidlər Fmoc/t-Bu üsulu ilə hazırlanır.Treonin və serin kimi qlikosillənmiş qalıqlar tez-tez qlikosillənmiş amin turşularını qorumaq üçün pentafluorofenol esteri ilə aktivləşdirilmiş fMOC-lər tərəfindən polipeptidlərə daxil edilir.
6. İzopren
İzopentadienilasiya C-terminal yaxınlığında yan zəncirdə sistein qalıqlarında baş verir.Protein izopren hüceyrə membranının yaxınlığını yaxşılaşdıra və zülal-zülal qarşılıqlı əlaqəsini yarada bilər.İzopentadienləşdirilmiş zülallara tirozin fosfataza, kiçik GTase, koxaperon molekulları, nüvə lamina və sentromer bağlayıcı zülallar daxildir.İzopren polipeptidləri qatranlarda izoprendən istifadə etməklə və ya sistein törəmələri tətbiq etməklə hazırlana bilər.
7. Polietilen qlikolun (PEG) modifikasiyası
PEG modifikasiyası zülalın hidrolitik sabitliyini, biopaylanmasını və peptidlərin həllini yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.PEG zəncirlərinin peptidlərə daxil edilməsi onların farmakoloji xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra və həmçinin proteolitik fermentlər tərəfindən peptidlərin hidrolizini maneə törədə bilər.PEG peptidləri adi peptidlərdən daha asan glomerular kapilyar kəsiyi keçir və böyrək klirensini xeyli azaldır.PEG peptidlərinin in vivo aktiv yarı ömrünün uzadılması səbəbindən normal müalicə səviyyəsini aşağı dozalar və daha az tez-tez peptid dərmanları ilə saxlamaq olar.Bununla belə, PEG modifikasiyası da mənfi təsirlərə malikdir.Böyük miqdarda PEG fermentin peptidin parçalanmasının qarşısını alır və həmçinin peptidin hədəf reseptoruna bağlanmasını azaldır.Lakin PEG peptidlərinin aşağı yaxınlığı adətən onların daha uzun farmakokinetik yarı ömrü ilə kompensasiya olunur və bədəndə daha uzun müddət mövcud olduqda, PEG peptidlərinin hədəf toxumalara sorulmaq ehtimalı daha yüksəkdir.Buna görə də, PEG polimer spesifikasiyaları optimal nəticələr üçün optimallaşdırılmalıdır.Digər tərəfdən, PEG peptidləri böyrək klirensinin azalması səbəbindən qaraciyərdə toplanır və nəticədə makromolekulyar sindrom yaranır.Buna görə də, peptidlər dərman testi üçün istifadə edildikdə, PEG modifikasiyaları daha diqqətlə hazırlanmalıdır.
PEG modifikatorlarının ümumi modifikasiya qruplarını təxminən aşağıdakı kimi ümumiləşdirmək olar: Amino (-amin) -NH2, aminometil-Ch2-NH2, hidroksi-OH, karboksi-Ku, sulfhidril (-Tiol) -SH, Maleimid -MAL, suksinimid karbonat - SC, suksinimid asetat -SCM, suksinimid propionat -SPA, n-hidroksisuksinimid -NHS, Akrilat-ch2ch2cooh, aldehid -CHO (məsələn, propional-ald, butyrALD), akril əsas (-akrilat-acrl), azido-az Biotin, Fluorescein, glutaryl -GA, Acrylate Hydrazide, alkin-alkin, p-toluensulfonate -OTs, succinimide succinate -SS və s. Karboksilik turşuları olan PEG törəmələri n-terminal aminlər və ya lizin yan zəncirləri ilə birləşdirilə bilər.Amin-aktivləşdirilmiş PEG aspartik turşu və ya glutamik turşu yan zəncirlərinə birləşdirilə bilər.Zərərlə aktivləşdirilmiş PEG tam qorunmayan sistein yan zəncirlərinin merkaptanı ilə konyuqasiya oluna bilər [11].PEG modifikatorları adətən aşağıdakı kimi təsnif edilir (qeyd: mPEG metoksi-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH-dir):
(1) düz zəncirli PEG dəyişdiricisi
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) ikifunksiyalı PEG dəyişdiricisi
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) budaqlanan PEG dəyişdiricisi
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Biotinləşmə
Biotin avidin və ya streptavidinlə güclü şəkildə bağlana bilər və bağlama gücü hətta kovalent bağa yaxındır.Biotin etiketli peptidlər adətən immunoassay, histositokimya və flüoresan əsaslı axın sitometriyasında istifadə olunur.Etiketli antibiotik antikorları biotinləşdirilmiş peptidləri bağlamaq üçün də istifadə edilə bilər.Biotin etiketləri tez-tez lizin yan zəncirinə və ya N terminalına yapışdırılır.6-aminokaproik turşusu tez-tez peptidlər və biotin arasında bir bağ kimi istifadə olunur.Bağ substrata bağlanmada çevikdir və sterik maneə olduqda daha yaxşı bağlanır.
9. Floresan etiketləmə
Floresan etiketləmə canlı hüceyrələrdə polipeptidləri izləmək və fermentləri və fəaliyyət mexanizmlərini öyrənmək üçün istifadə edilə bilər.Triptofan (Trp) flüoresandır, buna görə də daxili etiketləmə üçün istifadə edilə bilər.Triptofanın emissiya spektri periferik mühitdən asılıdır və həlledicinin polaritesinin azalması ilə azalır, bu xüsusiyyət peptid quruluşunu və reseptor bağlanmasını aşkar etmək üçün faydalıdır.Triptofan floresansı protonlaşdırılmış aspartik turşu və qlutamik turşu ilə söndürülə bilər ki, bu da onun istifadəsini məhdudlaşdıra bilər.Dansil xlorid qrupu (Dansyl) bir amin qrupuna bağlandıqda yüksək flüoresandır və tez-tez amin turşuları və ya zülallar üçün flüoresan etiket kimi istifadə olunur.
Flüoresan rezonans Enerji çevrilməsi (FRET) ferment tədqiqatları üçün faydalıdır.FRET tətbiq edildikdə, substrat polipeptidi adətən flüoresan etiketli qrup və flüoresan söndürmə qrupu ehtiva edir.Etiketli flüoresan qruplar foton olmayan enerji ötürülməsi yolu ilə söndürücü tərəfindən söndürülür.Peptid sözügedən fermentdən ayrıldıqda, etiketləmə qrupu flüoresan saçır.
10. Qəfəs polipeptidləri
Qəfəs peptidləri, peptidi reseptorla birləşmədən qoruyan optik olaraq çıxarıla bilən qoruyucu qruplara malikdir.UV radiasiyasına məruz qaldıqda, peptid aktivləşir, reseptorla yaxınlığını bərpa edir.Bu optik aktivləşdirmə zamana, amplituda və ya yerə görə idarə oluna bildiyi üçün hüceyrələrdə baş verən reaksiyaları öyrənmək üçün qəfəs peptidlərindən istifadə edilə bilər.Qəfəsli polipeptidlər üçün ən çox istifadə edilən qoruyucu qruplar qoruyucu amin turşusu törəmələri vasitəsilə peptid sintezinə daxil edilə bilən 2-nitrobenzil qrupları və onların törəmələridir.Hazırlanmış amin turşusu törəmələri lizin, sistein, serin və tirozindir.Bununla belə, aspartat və qlutamat törəmələri peptid sintezi və dissosiasiya zamanı siklləşməyə həssas olduqları üçün ümumiyyətlə istifadə edilmir.
11. Poliantigen peptid (MAP)
Qısa peptidlər adətən immun deyil və antikor istehsal etmək üçün daşıyıcı zülallarla birləşdirilməlidir.Poliantigen peptid (MAP) lizin nüvələri ilə əlaqəli çoxsaylı eyni peptidlərdən ibarətdir, yüksək potensiallı immunogenləri xüsusi olaraq ifadə edə bilər və peptid-daşıyıcı protein kupletlərini hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər.MAP polipeptidləri MAP qatranı üzərində bərk faza sintezi ilə sintez edilə bilər.Bununla belə, natamam birləşmə bəzi budaqlarda peptid zəncirlərinin olmaması və ya kəsilməsi ilə nəticələnir və beləliklə, orijinal MAP polipeptidinin xüsusiyyətlərini nümayiş etdirmir.Alternativ olaraq, peptidlər ayrıca hazırlana və təmizlənə və sonra MAP ilə birləşdirilə bilər.Peptid nüvəsinə qoşulmuş peptid ardıcıllığı yaxşı müəyyən edilmişdir və kütlə spektrometriyası ilə asanlıqla xarakterizə olunur.
Nəticə
Peptidlərin modifikasiyası peptidlərin layihələndirilməsinin mühüm vasitəsidir.Kimyəvi cəhətdən dəyişdirilmiş peptidlər yalnız yüksək bioloji aktivliyi saxlaya bilməz, həm də immunogenlik və toksikliyin çatışmazlıqlarını effektiv şəkildə aradan qaldıra bilər.Eyni zamanda, kimyəvi modifikasiya peptidlərə bəzi yeni əla xüsusiyyətlər bəxş edə bilər.Son illərdə polipeptidlərin postmodifikasiyası üçün CH-nin aktivləşdirilməsi üsulu sürətlə inkişaf etdirilmiş və bir çox mühüm nəticələr əldə edilmişdir.
Göndərmə vaxtı: 20 mart 2023-cü il