Was ist ein cyclisches Peptid?
Cyclische Peptide sind eine ungewöhnliche Klasse von Verbindungen, die aufgrund ihrer biologischen Aktivitäten erstmals von Mikroorganismen entdeckt wurden. Sie reichen von Antibiotika wie Bacitracin und PolymyxnB bis zum Immunsuppressivum Cyclosporin. Sie können auch Toxine sein. Alpha-Amanitin, das Gift des Todesmützenpilzes, ist ebenfalls ein zyklisches Peptid.
Diese Verbindungen werden derzeit als potenzielle neue Quellen für Medikamente und Antibiotika sehr aktiv untersucht. Sie sind wesentlich resistenter gegen Proteasen - Enzyme, die Proteine abbauen - als eine lineare Peptidkette. Diese Resistenz gegen Proteolyse bedeutet, dass sie dazu neigen, den menschlichen Verdauungsprozess zu überleben. Sie können auch Proteine in der Zelle binden, wo herkömmliche Medikamente dies nicht können.
Die ungewöhnlichen Eigenschaften von cyclischen Peptiden beruhen sowohl auf ihrer kreisförmigen Struktur als auch auf ihrer ungewöhnlichen Art der Biosynthese, die häufig ungewöhnliche Verbindungen enthält. Abgesehen von den 20 Aminosäuren, die normalerweise in Proteinen verwendet werden, können 300 verschiedene natürliche Verbindungen zur Synthese cyclischer Peptide verwendet werden. Beispielsweise können sie D-Aminosäuren enthalten.
Wie alle Peptide bestehen sie aus Ketten von Aminosäuren, die durch eine Peptidbindung verbunden sind. Die meisten Peptide sind linear und haben einen N-Terminus mit einer Aminogruppe an einem Ende und einen C-Terminus mit einer Carboxylgruppe am anderen Ende. In cyclischen Peptiden sind die N- und C-Enden miteinander verbunden und bilden eine cyclische Polypeptidkette. Wenn weniger als 50 Aminosäuren vorhanden sind, ist die Verbindung als cyclisches Peptid bekannt. Eine größere Verbindung ist als cyclisches Protein bekannt .
Es gibt viele Forschungsarbeiten zur Synthese neuer cyclischer Peptide. Sie können durch spezielle Techniken synthetisiert werden, die als Peptidsynthese bekannt sind. Es gibt Biotechnologieunternehmen, die sich auf die Herstellung kundenspezifischer Peptide für Forschungsstudien spezialisiert haben. Zyklische Peptide haben sich bei der Behandlung von Alzheimer und Huntington als vielversprechend erwiesen. Wenn mehr Informationen über ihre Wechselwirkung mit zellulären Proteinen verfügbar werden, können möglicherweise noch mehr Medikamente aus dieser vielfältigen Verbindungsklasse entwickelt werden.
Neben der biologischen Aktivität von cyclischen Peptiden sind sie als Träger von Interesse. Dies bedeutet, dass sie so konstruiert werden können, dass sie Medikamente in den Körper befördern. Insbesondere wenn das Arzneimittel ein Peptid ist, kann es als Teil des cyclischen Peptids synthetisiert und oral eingenommen werden.
Die Biosynthese von natürlichen cyclischen Peptiden ist für Biologen interessant, da es sich häufig um nicht-ribosomale Peptidsynthetasen handelt . Die meisten Peptide werden von Ribosomen hergestellt, die Messenger-RNA (mRNA) als Matrize verwenden und dann die Aminosäuren zu einem Peptid oder Protein zusammenbauen. Einige Mikroorganismen haben große Enzymkomplexe, die aus Modulen bestehen, die sie zum Aufbau der cyclischen Peptide verwenden. Sie verwenden keine Ribosomen oder mRNA. In einigen Fällen ist es möglich, die Module zu verändern und das cyclische Peptid genetisch zu manipulieren, wobei möglicherweise neue Verbindungen mit biologischer Aktivität gebildet werden.