Hvad er et cyklisk peptid?
Cykliske peptider er en usædvanlig klasse af forbindelser, der først blev opdaget fra mikroorganismer på grund af deres biologiske aktiviteter. De spænder fra antibiotika, såsom bacitracin og polymyxnB, til det immunsuppresserende lægemiddel cyclosporin. De kan også være toksiner. Alfa-amanitin, giften fra svampen til døden, er også et cyklisk peptid.
Disse forbindelser gennemgår meget aktiv undersøgelse som potentielle nye kilder til lægemidler og antibiotika. De er meget mere resistente over for proteaser - enzymer, der nedbryder proteiner - end en lineær peptidkæde. Denne resistens mod proteolyse betyder, at de har tendens til at overleve den menneskelige fordøjelsesproces. De kan også binde proteiner i cellen, hvor traditionelle medikamenter ikke kan.
De usædvanlige egenskaber ved cykliske peptider skyldes både deres cirkulære struktur og deres usædvanlige metode til biosyntese, som ofte inkorporerer usædvanlige forbindelser. Bortset fra de 20 aminosyrer, der normalt anvendes i proteiner, kan 300 forskellige naturlige forbindelser anvendes til syntese af cykliske peptider. For eksempel kan de indeholde D-aminosyrer.
Som alle peptider består de af kæder af aminosyrer bundet med en peptidbinding. De fleste peptider er lineære med en N-ende med en aminogruppe i den ene ende og en C-ende med en carboxylgruppe i den anden ende. I cykliske peptider er N- og C-enderne bundet sammen og danner en cyklisk polypeptidkæde. Når der er færre end 50 aminosyrer, er forbindelsen kendt som et cyklisk peptid. En større forbindelse er kendt som et cyklisk protein .
Der er meget forskning, der er rettet mod syntesen af nye cykliske peptider. De kan syntetiseres ved hjælp af specialiserede teknikker, kendt som peptidsyntese. Der er bioteknologiske virksomheder, der er specialiserede i at fremstille tilpassede peptider til forskningsundersøgelser. Cykliske peptider har vist sig lovende ved behandling af Alzheimers og Huntingtons sygdomme. Efterhånden som mere information bliver tilgængelig om deres interaktion med cellulære proteiner, kan det være muligt at udvikle endnu flere lægemidler fra denne forskellige klasse af forbindelser.
Bortset fra den biologiske aktivitet af cykliske peptider er de af interesse som bærere . Dette betyder, at de kan konstrueres til at transportere medikamenter ind i kroppen. Især hvis lægemidlet er et peptid, kan det syntetiseres som en del af det cykliske peptid og tages oralt.
Biosyntesen af naturlige cykliske peptider er interessant for biologer, da den ofte involverer ikke-ribosomale peptidsyntetaser . De fleste peptider fremstilles af ribosomer, der bruger messenger-RNA (mRNA) som en skabelon og derefter samler aminosyrerne til dannelse af et peptid eller protein. Nogle mikroorganismer har store enzymkomplekser sammensat af moduler, som de bruger til at samle de cykliske peptider. De bruger ikke ribosomer eller mRNA. I nogle tilfælde er det muligt at ændre modulerne og genetisk konstruere det cykliske peptid og muligvis danne nye forbindelser med biologisk aktivitet.