Пептидҳо як синфи пайвастагиҳо мебошанд, ки дар натиҷаи пайвастани аминокислотаҳои сершумор тавассути пайвандҳои пептидӣ ба вуҷуд меоянд.Онҳо дар ҳама ҷо дар организмҳои зинда мавҷуданд.То хол дар организмхои зинда даххо хазор пептидхо пайдо шудаанд.Пептидҳо дар танзими фаъолияти функсионалии системаҳо, узвҳо, бофтаҳо ва ҳуҷайраҳои гуногун ва фаъолияти ҳаёт нақши муҳим доранд ва аксар вақт дар таҳлили функсионалӣ, тадқиқоти антителоҳо, таҳияи доруҳо ва дигар соҳаҳо истифода мешаванд.Бо рушди биотехнология ва технологияи синтези пептидҳо, бештар ва бештар доруҳои пептидӣ таҳия ва дар клиника истифода мешаванд.
Модификатсияҳои пептидҳои гуногун мавҷуданд, ки онҳоро ба таври оддӣ ба тағир додани пас аз тағир ва раванд (бо истифода аз тағир додани аминокислотаҳои ҳосилшуда) ва тағир додани N-терминал, тағир додани C-терминал, тағир додани занҷири паҳлӯ, тағир додани аминокислотаҳо, тағир додани скелетҳо тақсим кардан мумкин аст. ва ғайра, вобаста ба сайти тағирот (расми 1).Ҳамчун воситаи муҳими тағир додани сохтори асосии занҷир ё гурӯҳҳои занҷири паҳлӯии занҷирҳои пептидҳо, тағир додани пептидҳо метавонад хосиятҳои физикӣ ва химиявии пайвастагиҳои пептидҳоро ба таври муассир тағир диҳад, ҳалшавандагии обро зиёд кунад, вақти амалро дар vivo дароз кунад, тақсимоти биологии онҳоро тағир диҳад, иммуногениро бартараф кунад. , кам кардани таъсири манфии заҳролуд ва ғайра. Дар ин мақола, якчанд стратегияҳои асосии тағир додани пептидҳо ва хусусиятҳои онҳо ҷорӣ карда шудаанд.
1. Сиклизатсия
Пептидҳои сиклӣ дар биотибб барномаҳои зиёде доранд ва бисёре аз пептидҳои табиии дорои фаъолияти биологӣ пептидҳои сиклӣ мебошанд.Азбаски пептидҳои сиклӣ нисбат ба пептидҳои хатӣ сахттаранд, онҳо ба системаи ҳозима бениҳоят тобоваранд, метавонанд дар рӯдаи ҳозима зиндагӣ кунанд ва ба ретсепторҳои мақсаднок наздиктар бошанд.Циклизатсия роҳи мустақими синтез кардани пептидҳои сиклист, махсусан барои пептидҳои дорои скелети калони сохторӣ.Мувофиқи ҳолати сиклизатсия, он метавонад ба намуди занҷири паҳлӯӣ, терминал - навъи занҷири паҳлӯ, терминал - навъи терминал (навъи охири ба охир) тақсим карда мешавад.
(1) занҷири паҳлӯ ба паҳлӯ
Намуди маъмултарини сиклизатсияи занҷири паҳлӯ ба занҷири паҳлӯ ин гузариши дисульфид байни пасмондаҳои систеин мебошад.Ин сиклизатсия тавассути як ҷуфт пасмондаҳои систеин, ки муҳофизат карда мешаванд ва сипас оксид карда мешаванд, то пайвандҳои дисульфидӣ ба вуҷуд меоянд.Синтези полисикликиро тавассути нест кардани интихобии гурӯҳҳои муҳофизатии сулфгидрил ба даст овардан мумкин аст.Циклизатсияро метавон ҳам дар ҳалкунандаи пас аз диссоциатсия ё дар қатрони пеш аз диссоциатсия анҷом дод.Циклизатсия дар қатронҳо метавонад нисбат ба сиклизатсияи ҳалкунанда камтар самаранок бошад, зеро пептидҳо дар қатронҳо ба осонӣ конформатсияҳои сиклиро ташкил намекунанд.Навъи дигари занҷири паҳлӯ - сиклизатсияи занҷири паҳлӯӣ ташаккули сохтори амидӣ дар байни боқимондаи кислотаи аспартикӣ ё кислотаи глутаминӣ ва аминокислотаи асосӣ мебошад, ки талаб мекунад, ки гурӯҳи муҳофизати занҷири паҳлӯӣ бояд аз полипептид ба таври интихобӣ хориҷ карда шавад. дар қатрон ё пас аз диссоциатсия.Навъи сеюми занҷири паҳлӯӣ - сиклизатсияи занҷири паҳлӯӣ ташаккули эфирҳои дифенилӣ тавассути тирозин ё р-гидроксифенилглицин мебошад.Ин намуди сиклизатсия дар маҳсулоти табиӣ танҳо дар маҳсулоти микробҳо мавҷуд аст ва маҳсулоти сиклизатсия аксар вақт арзиши потенсиалии шифобахш доранд.Тайёр кардани ин пайвастагиҳо шароити реаксияи беназирро талаб мекунад, бинобар ин онҳо дар синтези пептидҳои муқаррарӣ аксар вақт истифода намешаванд.
(2) терминал ба занҷир
Сиклизатсияи занҷири паҳлӯи терминал одатан C-терминалро бо гурӯҳи аминокислотаҳои занҷири паҳлӯи лизин ё орнитин ё N-терминал бо занҷири паҳлӯии кислотаи аспартикӣ ё кислотаи глутаминӣ дар бар мегирад.Дигар сиклизатсияи полипептидҳо тавассути ташкили пайвандҳои эфирӣ байни терминали C ва занҷирҳои паҳлӯии серин ё треонин анҷом дода мешаванд.
(3) Навъи терминал ё сар-ба-дум
Полипептидҳои занҷир метавонанд дар як ҳалкунанда гардиш карда шаванд ё дар қатрон бо гардиши занҷири паҳлӯ ҷойгир карда шаванд.Консентратсияи пасти пептидҳо бояд дар марказизатсияи ҳалкунанда истифода шаванд, то олигомеризатсияи пептидҳоро пешгирӣ кунанд.Ҳосили полипептиди ҳалқаи синтетикии сар ба дум аз пайдарпайии полипептидҳои занҷир вобаста аст.Аз ин рӯ, пеш аз омода кардани пептидҳои сиклӣ дар миқёси васеъ, аввал бояд китобхонаи пептидҳои сурбдори занҷирдор сохта шаванд ва пас аз он сиклизатсия барои пайдо кардани пайдарпай бо натиҷаҳои беҳтарин.
2. N-метилизатсия
N-метилизатсия аслан дар пептидҳои табиӣ рух медиҳад ва ба синтези пептидҳо ворид карда мешавад, то ташаккули пайвандҳои гидрогенро пешгирӣ кунад ва ба ин васила пептидҳоро ба биодеградатсия ва тозакунӣ тобовартар кунад.Синтези пептидҳо бо истифода аз ҳосилаҳои аминокислотаҳои N-метилизатсияшуда усули муҳимтарин аст.Гайр аз ин, реаксияи Мицунобуи миёнаравии N-(2-нитробензол сулфонилхлориди) полипептид-катрон бо метанол низ метавонад истифода шавад.Ин усул барои тайёр кардани китобхонаҳои пептидҳои даврӣ, ки дорои аминокислотаҳои аминокислотаҳои N-метилонида шудаанд, истифода шудааст.
3. Фосфоризатсия
Фосфоризатсия яке аз маъмултарин тағиротҳои пас аз тарҷума дар табиат мебошад.Дар ҳуҷайраҳои инсон зиёда аз 30% сафедаҳо фосфоризатсия мешаванд.Фосфоризатсия, махсусан фосфоризатсияи баръакс, дар идоракунии бисёр равандҳои ҳуҷайра, аз қабили интиқоли сигнал, ифодаи ген, сикли ҳуҷайра ва танзими ситоскелет ва апоптоз нақши муҳим мебозад.
Фосфоризатсияро дар боқимондаҳои гуногуни аминокислотаҳо мушоҳида кардан мумкин аст, аммо ҳадафҳои маъмултарини фосфоризатсия пасмондаҳои серин, треонин ва тирозин мебошанд.Ҳосилаҳои фосфотирозин, фосфотреонин ва фосфозерин метавонанд ба пептидҳо ҳангоми синтез ворид карда шаванд ё пас аз синтези пептидҳо ба вуҷуд меоянд.Фосфоризатсияи интихобӣ бо истифода аз пасмондаҳои серин, треонин ва тирозин, ки гурӯҳҳои муҳофизатиро интихобан хориҷ мекунанд, ба даст овардан мумкин аст.Баъзе реагентҳои фосфоризатсия инчунин метавонанд гурӯҳҳои кислотаи фосфориро ба полипептид тавассути тағир додани пас аз тағирот ворид кунанд.Дар солҳои охир, фосфоризатсияи мушаххаси лизин бо истифода аз реаксияи химиявии интихобшудаи Штаудингер-фосфит ба даст оварда шудааст (Расми 3).
4. Миристолятсия ва пальмитилизатсия
Асилизатсияи N-терминал бо кислотаҳои равғанӣ имкон медиҳад, ки пептидҳо ё сафедаҳо ба мембранаҳои ҳуҷайра пайваст шаванд.Пайдарпаии миридамойлшуда дар N-терминал имкон медиҳад, ки киназаҳои сафедаи оилаи Src ва сафедаҳои баръакси транскриптаза Gaq барои пайвастшавӣ ба мембранаҳои ҳуҷайра равона карда шаванд.Кислотаи миристикӣ бо истифода аз реаксияҳои пайвастагии стандартӣ бо N-терминали қатрон-полипептид пайваст карда шуд ва липопептиди натиҷавӣ дар шароити стандартӣ ҷудо карда шуда, тавассути RP-HPLC тоза карда мешавад.
5. Гликозилизатсия
Гликопептидҳо ба монанди ванкомицин ва тейколанин антибиотикҳои муҳим барои табобати сироятҳои бактериявии ба дору тобовар мебошанд ва дигар гликопептидҳо аксар вақт барои ҳавасманд кардани системаи масуният истифода мешаванд.Илова бар ин, азбаски бисёр антигенҳои микробҳо гликозил мешаванд, омӯзиши гликопептидҳо барои беҳтар кардани таъсири табобатии сироят аҳамияти калон дорад.Аз тарафи дигар, муайян карда шудааст, ки сафедаҳои мембранаи ҳуҷайраҳои ҳуҷайраҳои варамҳо гликозилизатсияи ғайримуқаррариро нишон медиҳанд, ки гликопептидҳоро дар таҳқиқоти муҳофизати саратон ва варамҳо нақши муҳим мебозад.Гликопептидхо бо усули Fmoc/t-Bu тайёр карда мешаванд.Пасмондаҳои гликозилшуда, аз қабили треонин ва серин, аксар вақт ба полипептидҳо тавассути эфирҳои пентафторфенол фаъолшуда fMOC барои муҳофизат кардани аминокислотаҳои гликозилшуда ворид карда мешаванд.
6. Изопрен
Изопентадиенилизатсия дар боқимондаҳои систеин дар занҷири паҳлӯӣ дар наздикии C-терминал ба амал меояд.Изопрени сафеда метавонад наздикии мембранаи ҳуҷайраро беҳтар кунад ва таъсири мутақобилаи сафеда ва сафедаҳоро ба вуҷуд орад.Протеинҳои изопентадиеншуда тирозинфосфатаза, GTase хурд, молекулаҳои кочаперон, ламинаи ядроӣ ва сафедаҳои ҳатмии центромериро дар бар мегиранд.Полипептидҳои изопренро бо истифода аз изопрен дар қатронҳо ё тавассути ворид кардани ҳосилаҳои систеин омода кардан мумкин аст.
7. Модификатсияи полиэтиленгликоли (PEG).
Тағироти PEG метавонад барои беҳтар кардани устувории гидролитикии сафедаҳо, тақсимоти биологӣ ва ҳалшавандагии пептидҳо истифода шавад.Ворид кардани занҷирҳои PEG ба пептидҳо метавонад хосиятҳои фармакологии онҳоро беҳтар кунад ва инчунин гидролизи пептидҳоро тавассути ферментҳои протеолитикӣ боздорад.Пептидҳои PEG аз буридани капиллярҳои гломерулярӣ нисбат ба пептидҳои оддӣ осонтар мегузаранд ва клиренси гурдаҳоро хеле кам мекунанд.Бо сабаби дароз шудани нисфи ҳаёти пептидҳои PEG дар vivo, сатҳи муқаррарии табобатро метавон бо вояи камтар ва доруҳои пептидӣ камтар нигоҳ дошт.Аммо, тағир додани PEG низ таъсири манфӣ дорад.Миқдори зиёди PEG ферментро аз таназзули пептид пешгирӣ мекунад ва инчунин пайвастшавии пептидро ба ретсептори мақсаднок коҳиш медиҳад.Аммо наздикии пасти пептидҳои PEG одатан бо нисфи умри дарозтари фармакокинетикии онҳо ҷуброн карда мешавад ва бо мавҷудияти дарозтар дар бадан, пептидҳои PEG эҳтимолияти ҷаббида ба бофтаҳои мақсаднок доранд.Аз ин рӯ, мушаххасоти полимерии PEG бояд барои натиҷаҳои беҳтарин оптимизатсия карда шаванд.Аз тарафи дигар, пептидҳои PEG дар ҷигар аз сабаби кам шудани клиренси гурда ҷамъ мешаванд, ки дар натиҷа синдроми макромолекулярӣ ба вуҷуд меоянд.Аз ин рӯ, ҳангоми истифодаи пептидҳо барои санҷиши маводи мухаддир, тағиротҳои PEG бояд бодиққат тарҳрезӣ шаванд.
Гурӯҳҳои маъмулии тағирдиҳандаҳои PEG-ро тақрибан ба таври зерин ҷамъбаст кардан мумкин аст: Амино (-амин) -NH2, аминометил-Ч2-NH2, гидрокси-OH, карбокси-Кух, сульфгидрил (-Тиол) -SH, Малеймид -MAL, карбонати сукцинимид - SC, succinimide acetate -SCM, succinimide propionate -SPA, n-hydroxysuccinimide -NHS, Acrylate-ch2ch2cooh, алдегид -CHO (ба монанди propional-ald, butyrALD), пойгоҳи акрилӣ (-acrylate-acrl), азидоил - Биотин, флуоресцеин, глутарил -ГА, акрилат гидразид, алкин-алкин, п-толуэнсульфонат -ОТс, сукцинимиди сукцинат -СС ва ғ. Ҳосилаҳои PEG бо кислотаҳои карбоксил метавонанд ба аминҳои n-терминалӣ ё занҷирҳои паҳлӯи лизин пайваст шаванд.PEG-и аминокислотаҳо метавонад ба занҷирҳои паҳлӯии кислотаи аспартикӣ ё кислотаи глутамикӣ пайваст карда шаванд.PEG-и аз ҷониби мал фаъолшуда метавонад ба меркаптани занҷирҳои паҳлӯии систеинҳои комилан муҳофизатшуда пайваст карда шавад [11].Тағйирдиҳандаҳои PEG одатан ба таври зерин тасниф карда мешаванд (дар хотир доред: mPEG метокси-ПЕГ, CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH аст):
(1) тағирдиҳандаи занҷири рости PEG
mPEG-SC, mPEG-SCM, mPEG-SPA, mPEG-OTs, mPEG-SH, mPEG-ALD, mPEG-butyrALD, mPEG-SS
(2) тағирдиҳандаи дуфунксионалии PEG
HCOO-PEG-COOH, NH2-PEG-NH2, OH-PEG-COOH, OH-PEG-NH2, HCl · NH2-PEG-COOH, MAL-PEG-NHS
(3) тағйирдиҳандаи PEG шохадор
(mPEG)2-NHS, (mPEG)2-ALD, (mPEG)2-NH2, (mPEG)2-MAL
8. Биотинизатсия
Биотин метавонад бо авидин ё стрептавидин сахт пайваст шавад ва қувваи пайвастшавӣ ҳатто ба пайванди ковалентӣ наздик аст.Пептидҳои бо биотин нишондодашуда одатан дар иммунотазия, гистоситохимия ва цитометрияи ҷараёни флуоресцентӣ истифода мешаванд.Антителоҳои антибиотикии нишондодашуда инчунин метавонанд барои пайваст кардани пептидҳои биотинӣ истифода шаванд.Тамғакоғазҳои биотин аксар вақт ба занҷири паҳлӯи лизин ё терминали N часпонида мешаванд.Кислотаи 6-аминокапроӣ аксар вақт ҳамчун пайванд байни пептидҳо ва биотин истифода мешавад.Пайванд дар пайвастшавӣ ба субстрат чандир аст ва дар ҳузури монеаи стерикӣ беҳтар мепайвандад.
9. Тамғагузории флуоресцентӣ
Тамғагузории флуоресцентиро барои пайгирии полипептидҳо дар ҳуҷайраҳои зинда ва омӯзиши ферментҳо ва механизмҳои таъсир истифода бурдан мумкин аст.Триптофан (Trp) флуоресцент аст, бинобар ин онро барои тамғагузории дохилӣ истифода бурдан мумкин аст.Спектри эмиссияи триптофан аз муҳити периферӣ вобаста аст ва бо кам шудани қутбияти ҳалкунанда кам мешавад, хосияте, ки барои муайян кардани сохтори пептидҳо ва пайвастшавии ретсепторҳо муфид аст.Флуорессенсияи триптофанро бо кислотаи протондоршудаи аспартикӣ ва кислотаи глутамикӣ хомӯш кардан мумкин аст, ки метавонад истифодаи онро маҳдуд кунад.Гурӯҳи хлориди Дансил (Дансил) ҳангоми пайвастшавӣ ба гурӯҳи аминокислотаҳо хеле флуоресцентӣ аст ва аксар вақт ҳамчун тамғаи флуоресцентӣ барои аминокислотаҳо ё сафедаҳо истифода мешавад.
Табдили энергияи резонанси флуоресцентӣ (FRET) барои омӯзиши ферментҳо муфид аст.Вақте ки FRET татбиқ карда мешавад, полипептиди субстрат одатан як гурӯҳи тамғагузории флуоресцент ва гурӯҳи хомӯшкунандаи флуоресцентро дар бар мегирад.Гурӯҳҳои флуоресцентии тамғагузорӣшуда аз ҷониби хомӯшкунанда тавассути интиқоли энергияи ғайрифотонӣ хомӯш карда мешаванд.Вақте ки пептид аз ферментҳои мавриди назар ҷудо мешавад, гурӯҳи тамғагузорӣ флуорессенсияро мебарорад.
10. Полипептидҳои қафас
Пептидҳои қафас гурӯҳҳои муҳофизатии аз ҷиҳати оптикӣ ҷудошаванда доранд, ки пептидро аз пайвастшавӣ ба ретсептор муҳофизат мекунанд.Ҳангоми дучор шудан ба радиатсияи ултрабунафш, пептид фаъол мешавад ва наздикии худро ба ретсептор барқарор мекунад.Азбаски ин фаъолсозии оптикиро мувофиқи вақт, амплитуда ё макон идора кардан мумкин аст, пептидҳои қафас метавонанд барои омӯзиши реаксияҳои дар ҳуҷайраҳо рухдода истифода шаванд.Гурӯҳҳои муҳофизатӣ барои полипептидҳои қафас маъмулан маъмулан гурӯҳҳои 2-нитробензил ва ҳосилаҳои онҳо мебошанд, ки онҳоро дар синтези пептид тавассути ҳосилаҳои аминокислотаҳои муҳофизатӣ ворид кардан мумкин аст.Ҳосилаҳои аминокислотаҳо лизин, систеин, серин ва тирозин мебошанд.Ҳосилаҳои аспартат ва глутамат, аммо аз сабаби ҳассосияти онҳо ба сиклизатсия ҳангоми синтез ва диссоциатсияи пептидҳо одатан истифода намешаванд.
11. Пептиди полиантигенӣ (MAP)
Пептидҳои кӯтоҳ одатан эмин нестанд ва барои тавлиди антитело бояд бо сафедаҳои интиқолдиҳанда пайваст шаванд.Пептиди полиантигенӣ (MAP) аз пептидҳои сершумори якхела, ки ба ядроҳои лизин пайвастанд, иборат аст, ки метавонанд махсусан иммуногенҳои потенсиали баландро ифода кунанд ва барои тайёр кардани ҷуфтҳои сафедаи пептидӣ истифода шаванд.Полипептидҳои MAP-ро тавассути синтези фазаҳои сахт дар қатрони MAP синтез кардан мумкин аст.Бо вуҷуди ин, пайвастшавии нопурра боиси гумшуда ё бурида шудани занҷирҳои пептидӣ дар баъзе шохаҳо мегардад ва аз ин рӯ, хосиятҳои полипептиди аслии MAP-ро нишон намедиҳад.Ҳамчун алтернатива, пептидҳоро алоҳида омода ва тоза кардан ва сипас ба MAP пайваст кардан мумкин аст.Пайдарпаии пептид, ки ба ядрои пептид пайваст карда шудааст, хуб муайян карда шудааст ва ба осонӣ бо масс-спектрометрия тавсиф карда мешавад.
Хулоса
Модификатсияи пептидҳо воситаи муҳими тарҳрезии пептидҳо мебошад.Пептидҳои аз ҷиҳати химиявӣ тағирёфта на танҳо фаъолияти баланди биологиро нигоҳ дошта метавонанд, балки инчунин аз камбудиҳои иммуногенӣ ва заҳролудшавӣ самаранок канорагирӣ кунанд.Дар айни замон, тағир додани химиявӣ метавонад ба пептидҳо баъзе хосиятҳои нави аъло диҳад.Дар солхои охир усули фаъолгардонии CH барои пас аз модификацияи полипептидхо босуръат инкишоф ёфта, бисьёр натичахои мухим ба даст оварда шуданд.
Вақти фиристодан: 20 март-2023