Пептидүүд нь пептидийн холбоогоор дамжуулан олон амин хүчлийг холбосноор үүссэн нэгдлүүдийн ангилал юм.Тэд амьд организмд хаа сайгүй байдаг.Өнөөг хүртэл амьд организмаас хэдэн арван мянган пептид олдсон.Пептидүүд нь янз бүрийн систем, эрхтэн, эд, эсийн үйл ажиллагааг зохицуулах, амьдралын үйл ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд функциональ шинжилгээ, эсрэгбиеийн судалгаа, эм боловсруулах болон бусад салбарт ихэвчлэн ашиглагддаг.Биотехнологи, пептидийн синтезийн технологи хөгжихийн хэрээр пептидийн эмүүд улам бүр нэмэгдэж, эмнэлгүүдэд хэрэглэгдэж байна.
Пептидийн олон янзын өөрчлөлтүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийг дараах өөрчлөлт ба процессын өөрчлөлт (үүсмэл амин хүчлийн өөрчлөлтийг ашиглах) болон N-терминалын өөрчлөлт, C-терминалын өөрчлөлт, хажуугийн гинжний өөрчлөлт, амин хүчлийн өөрчлөлт, араг ясны өөрчлөлт, гэх мэт., өөрчлөлт хийх газраас хамааран (Зураг 1).Пептидийн гинжин хэлхээний үндсэн бүтэц эсвэл хажуугийн гинжин бүлгийг өөрчлөх чухал хэрэгсэл болох пептидийн өөрчлөлт нь пептидийн нэгдлүүдийн физик, химийн шинж чанарыг үр дүнтэй өөрчилж, усанд уусах чадварыг нэмэгдүүлэх, in vivo үйл ажиллагааны хугацааг уртасгах, тэдгээрийн биологийн тархалтыг өөрчлөх, дархлаа үүсгэх чадварыг арилгах боломжтой. , хорт гаж нөлөөг багасгах гэх мэт. Энэ нийтлэлд пептидийг өөрчлөх хэд хэдэн үндсэн стратеги, тэдгээрийн шинж чанарыг танилцуулсан.
1. Циклжилт
Циклийн пептидүүд нь биоанагаах ухаанд олон төрлийн хэрэглээтэй бөгөөд биологийн идэвхжилтэй олон тооны байгалийн пептидүүд нь циклик пептидүүд юм.Циклийн пептидүүд нь шугаман пептидүүдээс илүү хатуу байх хандлагатай байдаг тул хоол боловсруулах системд маш тэсвэртэй, хоол боловсруулах замд амьд үлдэж, зорилтот рецепторуудтай илүү хүчтэй холбоотой байдаг.Циклжилт нь циклик пептид, ялангуяа том бүтцийн араг ястай пептидүүдийг нэгтгэх хамгийн шууд арга юм.Циклжих горимын дагуу үүнийг хажуугийн гинжний хажуугийн гинжний төрөл, терминал - хажуугийн гинжний төрөл, терминал - терминалын төрөл (төгсгөлийн төгсгөлийн төрөл) гэж хувааж болно.
(1) хажуугийн гинж
Хажуугийн гинжээс хажуугийн гинжин хэлхээний хамгийн түгээмэл хэлбэр нь цистеины үлдэгдэл хоорондын дисульфидын гүүр юм.Энэхүү циклизаци нь цистеины хос үлдэгдлийг хамгаалалтгүй болгож, улмаар исэлдүүлэн дисульфидын холбоо үүсгэдэг.Полициклик синтезийг сульфгидрилийн хамгаалалтын бүлгийг сонгон зайлуулах замаар хийж болно.Циклжилтийг диссоциацийн дараах уусгагч эсвэл диссоциацийн өмнөх давирхай дээр хийж болно.Давирхай дээрх пептидүүд нь циклжсэн конформац үүсгэдэггүй тул давирхайн циклжилт нь уусгагчийн циклжилтээс бага үр дүнтэй байж болно.Хажуугийн гинжин хэлхээний өөр нэг хэлбэр нь аспарагины хүчил эсвэл глютамины хүчлийн үлдэгдэл ба үндсэн амин хүчлийн хооронд амидын бүтэц үүсэх явдал бөгөөд энэ нь хажуугийн гинжний хамгаалалтын бүлгийг полипептидээс сонгон салгах чадвартай байхыг шаарддаг. давирхайн дээр эсвэл диссоциацийн дараа.Хажуугийн гинжин хэлхээний гурав дахь төрөл нь тирозин эсвэл р-гидроксифенилглицинээр дифенилийн эфир үүсэх явдал юм.Байгалийн гаралтай бүтээгдэхүүн дэх энэ төрлийн циклизаци нь зөвхөн бичил биетний бүтээгдэхүүнээс олддог бөгөөд циклизацийн бүтээгдэхүүн нь ихэвчлэн эмийн боломжит үнэ цэнэтэй байдаг.Эдгээр нэгдлүүдийг бэлтгэх нь өвөрмөц урвалын нөхцлийг шаарддаг тул ердийн пептидийн нийлэгжилтэд ихэвчлэн ашиглагддаггүй.
(2) терминалаас хажуугийн хэлхээ
Терминал-хажуугийн гинжин хэлхээнд ихэвчлэн лизин эсвэл орнитины хажуугийн гинжин хэлхээний амин бүлэгтэй C-терминал, эсвэл аспарагины хүчил эсвэл глутамины хүчлийн хажуугийн гинж бүхий N-терминал ордог.Бусад полипептидийн циклизаци нь C терминал ба серин эсвэл треонины хажуугийн гинжний хооронд эфирийн холбоо үүсгэх замаар хийгддэг.
(3) Терминал эсвэл толгойноос сүүл хүртэлх төрөл
Гинжин полипептидүүдийг уусгагчаар эргүүлэх эсвэл хажуугийн гинжин хэлхээний тусламжтайгаар давирхай дээр бэхлэх боломжтой.Пептидийн олигомержихээс зайлсхийхийн тулд уусгагчийг төвлөрүүлэхэд бага концентрацитай пептидийг хэрэглэнэ.Толгойноос сүүл хүртэл синтетик цагираг полипептидийн гарц нь гинжин полипептидийн дарааллаас хамаарна.Тиймээс циклийн пептидүүдийг их хэмжээгээр бэлтгэхийн өмнө эхлээд гинжлэгдсэн хар тугалганы пептидүүдийн номын санг бий болгож, дараа нь хамгийн сайн үр дүнтэй дарааллыг олохын тулд циклжилт хийх хэрэгтэй.
2. N-метиляци
N-метиляци нь анх байгалийн пептидүүдэд үүсдэг бөгөөд устөрөгчийн холбоо үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд пептидийн нийлэгжилтэнд ордог бөгөөд ингэснээр пептидүүдийг био задрал, цэвэрлэгээнд илүү тэсвэртэй болгодог.N-метилжүүлсэн амин хүчлийн дериватив ашиглан пептидийн нийлэгжилт нь хамгийн чухал арга юм.Нэмж дурдахад N-(2-нитробензол сульфонил хлорид) полипептид-давирхайн завсрын бүтээгдэхүүнийг метанолтой Мицүнобу урвалыг ашиглаж болно.Энэ аргыг N-метилжүүлсэн амин хүчлүүд агуулсан цикл пептидийн санг бэлтгэхэд ашигласан.
3. Фосфоржилт
Фосфоржилт нь байгальд хамгийн түгээмэл орчуулгын дараах өөрчлөлтүүдийн нэг юм.Хүний эсэд уургийн 30 гаруй хувь нь фосфоржуулсан байдаг.Фосфоржилт, ялангуяа буцах фосфоржилт нь дохио дамжуулалт, генийн илэрхийлэл, эсийн мөчлөг ба цитоскелетоны зохицуулалт, апоптоз зэрэг эсийн олон үйл явцыг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Фосфоржилтыг янз бүрийн амин хүчлийн үлдэгдэлд ажиглаж болох боловч фосфоржилтын хамгийн түгээмэл зорилтууд нь серин, треонин, тирозин үлдэгдэл юм.Фосфотирозин, фосфотреонин, фосфозерины деривативууд нь нийлэгжилтийн явцад пептидэд нэвтэрч эсвэл пептидийн синтезийн дараа үүсдэг.Хамгаалалтын бүлгийг сонгон зайлуулдаг серин, треонин, тирозин зэрэг үлдэгдлийг ашиглан сонгомол фосфоржилтыг хийж болно.Зарим фосфоржуулалтын урвалжууд нь фосфорын хүчлийн бүлгүүдийг полипептидэд дараах өөрчлөлтөөр нэвтрүүлж болно.Сүүлийн жилүүдэд химийн сонгомол Штаудингер-фосфитын урвалыг ашиглан лизиныг тодорхой газар фосфоржуулах ажлыг хийж байна (Зураг 3).
4. Миристолиляци ба пальмитиляци
N-терминалыг өөх тосны хүчлүүдээр ациляци хийх нь пептид эсвэл уураг эсийн мембрантай холбох боломжийг олгодог.N-терминал дээрх миридамойлагдсан дараалал нь Src гэр бүлийн уургийн киназа ба урвуу транскриптазын Gaq уургуудыг эсийн мембрантай холбох боломжийг олгодог.Миристик хүчил нь давирхай-полипептидийн N-терминалтай стандарт холболтын урвалыг ашиглан холбогдсон бөгөөд үүссэн липопептидийг стандарт нөхцөлд задалж, RP-HPLC-ээр цэвэршүүлж болно.
5. Гликозиляци
Ванкомицин, теиколанин зэрэг гликопептидүүд нь эмэнд тэсвэртэй бактерийн халдварыг эмчлэхэд чухал антибиотик бөгөөд бусад гликопептидууд нь ихэвчлэн дархлааны системийг идэвхжүүлэхэд ашиглагддаг.Нэмж дурдахад, олон бичил биетний эсрэгтөрөгч нь гликозилждэг тул халдварын эмчилгээний үр нөлөөг сайжруулахын тулд гликопептидийг судлах нь маш чухал юм.Нөгөөтэйгүүр, хавдрын эсийн эсийн мембран дээрх уургууд нь хэвийн бус гликозиляцтай байдаг нь гликопептидууд нь хорт хавдар, хавдрын дархлааг хамгаалах судалгаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг тогтоожээ.Гликопептидийг Fmoc/t-Bu аргаар бэлтгэдэг.Треонин, серин зэрэг гликозилжсэн үлдэгдэл нь гликозилжсэн амин хүчлүүдийг хамгаалахын тулд пентафторфенолын эфирээр идэвхжүүлсэн fMOC-уудаар ихэвчлэн полипептидүүдэд ордог.
6. Изопрен
С-терминалын ойролцоох хажуугийн гинжин хэлхээний цистеины үлдэгдэл дээр изопентадиенилизаци үүсдэг.Уургийн изопрен нь эсийн мембраны хамаарлыг сайжруулж, уураг-уургийн харилцан үйлчлэлийг үүсгэдэг.Изопентадиенжүүлсэн уургууд нь тирозин фосфатаза, жижиг GTase, кочапероны молекулууд, цөмийн ламина, центромерийн холбогч уургууд юм.Изопрен полипептидүүдийг давирхайн дээр изопрен ашиглан эсвэл цистеины деривативыг нэвтрүүлэх замаар бэлтгэж болно.
7. Полиэтилен гликол (PEG) өөрчлөлт
PEG-ийн өөрчлөлтийг уургийн гидролитийн тогтвортой байдал, био тархалт, пептидийн уусалтыг сайжруулахад ашиглаж болно.Пептидүүдэд PEG гинжийг нэвтрүүлэх нь тэдний фармакологийн шинж чанарыг сайжруулж, протеолитик ферментээр пептидийн гидролизийг саатуулдаг.PEG пептидүүд нь бөөрөнхий капиллярын хөндлөн огтлолоор энгийн пептидүүдээс илүү амархан дамждаг бөгөөд энэ нь бөөрний клиренсийг ихээхэн бууруулдаг.PEG пептидийн хагас задралын хугацаа нь in vivo уртассан тул бага тунгаар, бага давтамжтай пептидийн эмийг хэрэглэснээр эмчилгээний хэвийн түвшинг хадгалах боломжтой.Гэсэн хэдий ч PEG-ийн өөрчлөлт нь сөрөг нөлөөтэй.Их хэмжээний PEG нь ферментийг пептидийг задлахаас сэргийлж, зорилтот рецептортой пептидийн холболтыг бууруулдаг.Гэхдээ PEG пептидүүдийн бага хамаарал нь ихэвчлэн тэдний фармакокинетик хагас задралын хугацааг нөхдөг бөгөөд биед удаан хугацаагаар оршдог тул PEG пептидүүд зорилтот эдэд шингээх магадлал өндөр байдаг.Тиймээс хамгийн оновчтой үр дүнд хүрэхийн тулд PEG полимер үзүүлэлтүүдийг оновчтой болгох хэрэгтэй.Нөгөөтэйгүүр, бөөрний клиренс багассаны улмаас PEG пептидүүд элгэнд хуримтлагдаж, макромолекулын синдром үүсгэдэг.Тиймээс пептидүүдийг эмийн шинжилгээнд ашиглах үед PEG-ийн өөрчлөлтийг илүү болгоомжтой хийх хэрэгтэй.
PEG хувиргагчийн нийтлэг өөрчлөлтийн бүлгүүдийг ойролцоогоор дараах байдлаар нэгтгэн дүгнэж болно: Амино (-амин) -NH2, аминометил-Ch2-NH2, гидрокси-OH, карбокси-Кух, сульфгидрил (-тиол) -SH, малеймид -MAL, сукцинимид карбонат - SC, succinimide ацетат -SCM, succinimide пропионат -SPA, n-hydroxysuccinimide -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, альдегид -CHO (propional-ald, butyrALD гэх мэт), нийлэг суурь (-acrylate-acrl), азидо-аз - Биотин, флуоресцеин, глутарил -ГА, акрилат гидразид, алкин-алкин, п-толуэнсульфонат -ОТ, сукцинимид сукцинат -СС гэх мэт. Карбоксилын хүчлүүдтэй PEG деривативууд нь n-терминал аминууд эсвэл лизин хажуугийн гинжтэй холбогдож болно.Амин идэвхжүүлсэн PEG нь аспарагины хүчил эсвэл глутамины хүчлийн хажуугийн гинжтэй холбогдож болно.Муу идэвхжсэн PEG нь бүрэн хамгаалалтгүй цистеины хажуугийн гинжний меркаптантай нэгдэж болно [11].PEG хувиргагчийг ерөнхийд нь дараах байдлаар ангилдаг (тэмдэглэл: mPEG нь метокси-PEG, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH) :
(1) шулуун гинжин PEG хувиргагч
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) хоёр үйлдэлт PEG хувиргагч
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl·NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) салаалсан PEG хувиргагч
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Биотинжилт
Биотин нь авидин эсвэл стрептавидинтэй хүчтэй холбоотой байж болох ба холболтын хүч нь ковалент холбоонд ч ойрхон байдаг.Биотин шошготой пептидүүдийг ихэвчлэн дархлаа судлалын шинжилгээ, гистоцитохими, флюресценцэд суурилсан урсгалын цитометрт ашигладаг.Мөн шошготой антибиотик эсрэгбие нь биотинжүүлсэн пептидүүдийг холбоход ашиглаж болно.Биотины шошгыг ихэвчлэн лизины хажуугийн гинж эсвэл N терминал дээр хавсаргасан байдаг.6-aminocaproic хүчил нь ихэвчлэн пептид ба биотин хоорондын холбоо болгон ашиглагддаг.Бонд нь субстратыг холбохдоо уян хатан бөгөөд стерик саадтай үед илүү сайн холбогддог.
9. Флюресцент шошго
Флюресцент тэмдэглэгээ нь амьд эс дэх полипептидийг илрүүлэх, фермент, үйл ажиллагааны механизмыг судлахад ашиглаж болно.Триптофан (Trp) нь флюресцент тул дотоод шошголоход ашиглаж болно.Триптофаны ялгаралтын спектр нь захын орчноос хамаардаг ба уусгагчийн туйлшрал буурах тусам буурдаг бөгөөд энэ нь пептидийн бүтэц, рецепторыг холбоход тустай байдаг.Триптофаны флюресценцийг протонжуулсан аспарагины хүчил ба глютамины хүчлээр унтрааж болох бөгөөд энэ нь түүний хэрэглээг хязгаарлаж болзошгүй юм.Dansyl chloride бүлэг (Dansyl) нь амин бүлэгт холбогдсон үед өндөр флюресценттэй бөгөөд ихэвчлэн амин хүчил эсвэл уургийн флюресцент шошго болгон ашигладаг.
Флюресценцийн резонансын эрчим хүчний хувиргалт (FRET) нь ферментийн судалгаанд тустай.FRET хэрэглэх үед субстратын полипептид нь ихэвчлэн флюресценцийн тэмдэглэгээний бүлэг ба флюресценцийг унтраах бүлгийг агуулдаг.Шошготой флюресцент бүлгүүдийг унтраагч нь фотон бус энерги дамжуулах замаар унтраадаг.Пептидийг тухайн ферментээс салгахад шошгоны бүлэг нь флюресцент ялгаруулдаг.
10. Торон полипептидүүд
Тор пептидүүд нь оптикаар салгаж авах боломжтой хамгаалалтын бүлгүүдтэй бөгөөд пептидийг рецептортой холбохоос хамгаалдаг.Хэт ягаан туяаны цацраг туяанд өртөх үед пептид идэвхжиж, рецепторт ойртох чадвараа сэргээдэг.Энэхүү оптик идэвхжүүлэлтийг цаг хугацаа, далайц, байршлын дагуу хянах боломжтой тул торны пептидүүдийг эсэд тохиолддог урвалыг судлахад ашиглаж болно.Торны полипептидийн хамгийн түгээмэл хамгаалалтын бүлгүүд нь 2-нитробензилийн бүлгүүд ба тэдгээрийн деривативууд бөгөөд тэдгээрийг пептидийн нийлэгжилтэнд хамгаалалтын амин хүчлийн деривативаар нэвтрүүлж болно.Боловсруулсан амин хүчлийн деривативууд нь лизин, цистеин, серин, тирозин юм.Аспартат ба глутаматын деривативууд нь пептидийн нийлэгжилт, диссоциацийн үед циклизацид өртөмтгий байдаг тул түгээмэл хэрэглэгддэггүй.
11. Полиантоген пептид (MAP)
Богино пептидүүд нь ихэвчлэн дархлаагүй байдаг бөгөөд эсрэгбие үүсгэхийн тулд тээвэрлэгч уурагтай нийлдэг.Полиантиген пептид (MAP) нь лизин цөмтэй холбогдсон олон ижил пептидүүдээс тогтдог бөгөөд тэдгээр нь өндөр чадавхитай иммуногенийг тусгайлан илэрхийлэх чадвартай бөгөөд пептид-зөөгч уургийн хосуудыг бэлтгэхэд ашиглаж болно.MAP полипептидүүдийг MAP давирхай дээр хатуу фазын синтезээр нэгтгэж болно.Гэсэн хэдий ч бүрэн бус холболт нь зарим мөчрүүдэд пептидийн гинж алга эсвэл таслагдахад хүргэдэг тул анхны MAP полипептидийн шинж чанарыг харуулахгүй.Өөр нэг хувилбар болох пептидүүдийг тусад нь бэлтгэж, цэвэршүүлж, дараа нь MAP-тай холбож болно.Пептидийн цөмд бэхлэгдсэн пептидийн дараалал нь сайн тодорхойлогдсон бөгөөд масс спектрометрээр амархан тодорхойлогддог.
Дүгнэлт
Пептидийн өөрчлөлт нь пептидийн дизайны чухал хэрэгсэл юм.Химийн хувьд өөрчлөгдсөн пептидүүд нь биологийн өндөр идэвхийг хадгалахаас гадна дархлаа үүсгэгч, хоруу чанарын сул талуудаас үр дүнтэй зайлсхийх боломжтой.Үүний зэрэгцээ, химийн өөрчлөлт нь пептидүүдийг зарим шинэ гайхалтай шинж чанартай болгодог.Сүүлийн жилүүдэд полипептидийн дараах өөрчлөлтийн CH-ийг идэвхжүүлэх арга хурдацтай хөгжиж, олон чухал үр дүнд хүрсэн.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 3-р сарын 20-ны хооронд