Циклический пептид
Пептидные цепи, содержащие кольцевую последовательность связей
α-Аманитин
Бацитрацин
Циклоспорин

Циклические пептиды представляют собой полипептидные цепи , которые содержат кольцевую последовательность связей. [1] Это может быть через связь между амино- и карбоксильным концами пептида, например, в циклоспорине ; связь между амино- и боковой цепью, например, в бацитрацине ; карбоксильным концом и боковой цепью, например, в колистине ; или двумя боковыми цепями или более сложными расположениями, например, в альфа-аманитине . Многие циклические пептиды были обнаружены в природе, и многие другие были синтезированы в лаборатории. Их длина варьируется от двух аминокислотных остатков до сотен. В природе они часто являются противомикробными или токсичными; в медицине они имеют различные применения, например, в качестве антибиотиков и иммунодепрессантов. [2] Тонкослойная хроматография (ТСХ) является удобным методом обнаружения циклических пептидов в сыром экстракте из биомассы. [3]

Классификация

Циклические пептиды можно классифицировать по типам связей, образующих кольцо.

  • Гомодетические циклические пептиды, такие как циклоспорин А, — это те, в которых кольцо состоит исключительно из нормальных пептидных связей (т. е. между альфа-карбоксилом одного остатка и альфа-амином другого). Наименьшими такими видами являются 2,5-дикетопиперазины [4] , полученные в результате циклизации дипептида.
  • Циклические изопептиды содержат по крайней мере одну не-альфа-амидную связь, например, связь между боковой цепью одного остатка с альфа-карбоксильной группой другого остатка, как в микроцистине и бацитрацине.
  • Циклические депсипептиды , такие как ауреобазидин А и HUN-7293, имеют по крайней мере одну лактонную (эфирную) связь вместо одного из амидов. Некоторые циклические депсипептиды циклизуются между С-концевым карбоксилом и боковой цепью остатка Thr или Ser в цепи, такие как кахалалид F, теонеллапептолид и дидемнин B.
  • Бициклики, такие как аманитины и фаллоидины, содержат мостиковую группу, как правило, между двумя боковыми цепями. В аматоксинах она образована как сульфоксидный мостик между остатками Trp и Cys. Другие бициклические пептиды включают эхиномицин, триостин A и целогентин C.
  • Существует ряд би- и моноциклических пептидов, которые циклизуются через дисульфидную связь между двумя цистеинами , ярким примером которых является окситоцин .
  • Циклотиды представляют собой семейство богатых цистеином пептидов, характеризующихся шестью консервативными цистеинами, которые образуют три дисульфидные связи в циклической структуре, формируя характерный циклический цистиновый узел (CCK), который придает этим пептидам их характерную трехмерную структуру и, как полагают, в значительной степени отвечает за стабильность и свойства циклотидов. [5]

Биосинтез

Циклические пептиды в растениях синтезируются посредством двухэтапного процесса: трансляции линейной пептидной цепи и ее последующего формирования в циклическую структуру посредством активности протеазоподобного фермента или другими способами. [6] [7] [8]

Некоторые пептиды, такие как циклотиды, являются генно-кодируемыми продуктами, полученными путем обработки более крупных белков-предшественников. Общая конфигурация белка-предшественника состоит из сигнальной последовательности эндоплазматического ретикулума, неконсервативной про-области, высококонсервативной области, известной как N-концевой повтор (NTR), зрелого циклотидного домена и, наконец, короткого гидрофобного C-концевого хвоста. [9] [10]

Свойства и применение

Циклические пептиды, как правило, чрезвычайно устойчивы к процессу пищеварения, что делает их интересными для ученых, работающих над новыми пероральными препаратами. [11]

Вот несколько примеров:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Салехи, Дэвид; Мозаффари, Сагар; Зогеби, Халид; Лохан, Сандип; Мандал, Диндьял; Тивари, Ракеш К.; Паранг, Кейкавус (29.03.2022). «Амфифильные проникающие в клетки пептиды, содержащие природные и неприродные аминокислоты в качестве агентов доставки лекарств». Клетки . 11 (7): 1156. doi : 10.3390/cells11071156 . ISSN  2073-4409. PMC 8997995.  PMID 35406720  .
  2. ^ Йенсен, Кнуд (2009-09-01). Пептидный и белковый дизайн для биофармацевтических приложений. John Wiley & Sons. ISBN 9780470749715.
  3. ^ Вэньян, Сюй; Цзюнь, Тан; Чанцзю, Цзи; Вэньцзюнь, Хэ; Нинхуа, Тан (2008). «Применение химического метода ТСХ для обнаружения циклотидов в растениях». Научный вестник . 53 (11): 1671–1674. Бибкод : 2008SciBu..53.1671W. дои : 10.1007/s11434-008-0178-8.
  4. ^ Borthwick AD (май 2012 г.). «2,5-Дикетопиперазины: синтез, реакции, медицинская химия и биоактивные натуральные продукты». Chemical Reviews . 112 (7): 3641–3716. doi :10.1021/cr200398y. PMID  22575049.
  5. ^ de Veer, Simon J.; Kan, Meng-Wei; Craik, David J. (2019-12-26). «Циклотиды: от структуры к функции». Chemical Reviews . 119 (24): 12375–12421. doi :10.1021/acs.chemrev.9b00402. ISSN  0009-2665. PMID  31829013.
  6. ^ Barber, Carla JS; Pujara, Pareshkumar T.; Reed, Darwin W.; Chiwocha, Shiela; Zhang, Haixia; Covello, Patrick S. (2013). «Двухступенчатый биосинтез циклических пептидов из линейных предшественников у представителя семейства растений Caryophyllaceae включает циклизацию с помощью фермента, подобного сериновой протеазе». Journal of Biological Chemistry . 288 (18): 12500–12510. doi : 10.1074/jbc.M112.437947 . PMC 3642298 . PMID  23486480. 
  7. ^ Вэньян Сюй и др. (2011). «Различные механизмы производства циклопептидов из предшественников, синтезируемых независимо от нерибосомальных пептидсинтетаз». Acta Biochimica et Biophysica Sinica . 43 (10): 757–762. doi :10.1093/abbs/gmr062. PMC 3180235 . PMID  21764803. 
  8. ^ Вэньян Сюй и др. «Циклопептиды растений и возможные механизмы биосинтеза». {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  9. ^ Даттон, Джули Л.; Ренда, Розмари Ф.; Уэйн, Клемент; Кларк, Ричард Дж.; Дейли, Норелл Л.; Дженнингс, Кэмерон В.; Андерсон, Мэрилин А.; Крейк, Дэвид Дж. (ноябрь 2004 г.). «Консервативные структурные и последовательнсти элементы, вовлеченные в процессинг кольцевых белков, кодируемых генами». Журнал биологической химии . 279 (45): 46858–46867. doi : 10.1074/jbc.M407421200 . PMID  15328347.
  10. ^ Шафи, Томас; Харрис, Карен; Андерсон, Мэрилин (2015), «Биосинтез циклотидов», Advances in Botanical Research , т. 76, Elsevier, стр. 227–269, doi :10.1016/bs.abr.2015.08.005, ISBN 978-0-12-800030-4, получено 2024-09-25
  11. ^ Дэвид Дж. Крейк (17 марта 2006 г.). «Бесшовные белки связывают свои свободные концы». Science . 311 (5767): 1563–7. doi :10.1126/science.1125248. PMID  16543448. S2CID  82425866.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Циклический_пептид&oldid=1247732364"