環状ペプチドとは何ですか？

環状ペプチドは、生物活性のために微生物から最初に発見された珍しい種類の化合物です。 それらは、バシトラシンやポリミキシンBなどの抗生物質から免疫抑制薬であるシクロスポリンにまで及びます。 それらは毒素でもあります。 デスキャップキノコの毒であるアルファアマニチンも環状ペプチドです。

これらの化合物は、薬物および抗生物質の潜在的な新しい供給源として非常に活発な調査を受けています。 それらは、線形ペプチド鎖よりもプロテアーゼ（タンパク質を分解する酵素）に対してはるかに耐性があります。 タンパク質分解に対するこの耐性は、それらが人間の消化プロセスを生き延びる傾向があることを意味します。 また、従来の薬物ではできない細胞内のタンパク質に結合することもできます。

環状ペプチドの異常な特性は、その環状構造と、珍しい化合物を頻繁に組み込む生合成の異常なモードの両方によるものです。 タンパク質に通常使用される20個のアミノ酸の他に、300種類の天然化合物を環状ペプチドの合成に使用できます。 たとえば、Dアミノ酸を含むことができます。

すべてのペプチドと同様に、それらはペプチド結合で連結されたアミノ酸の鎖で構成されています。 ほとんどのペプチドは線形で、一方の端にアミノ基を持つN末端と、もう一方の端にカルボキシル基を持つC末端を持っています。 環状ペプチドでは、N末端とC末端が結合して、環状ポリペプチド鎖を形成します。 50未満のアミノ酸がある場合、化合物は環状ペプチドとして知られています。 より大きな化合物は、 環状タンパク質として知られています。

新しい環状ペプチドの合成を対象とした多くの研究があります。 それらは、ペプチド合成として知られる特殊な技術によって合成できます。 研究用のカスタムペプチドの製造を専門とするバイオテクノロジー企業があります。 環状ペプチドは、アルツハイマー病およびハンチントン病の治療に有望です。 細胞タンパク質との相互作用についてより多くの情報が利用可能になると、この多様なクラスの化合物からさらに多くの薬剤を開発することが可能になるかもしれません。

環状ペプチドの生物学的活性は別として、それらは担体として興味深い。 これは、薬物を体内に運ぶように設計できることを意味します。 特に薬物がペプチドである場合、環状ペプチドの一部として合成し、経口摂取することができます。

天然の環状ペプチドの生合成は、 非リボソームペプチドシンテターゼが頻繁に関与するため、生物学者にとって興味深いものです。 ほとんどのペプチドはリボソームによって作られます。リボソームは、メッセンジャーRNA（mRNA）をテンプレートとして使用し、アミノ酸を組み立ててペプチドまたはタンパク質を形成します。 一部の微生物には、環状ペプチドを組み立てるために使用するモジュールで構成される大きな酵素複合体があります。 彼らはリボソームまたはmRNAを使用しません。 場合によっては、モジュールを変更し、環状ペプチドを遺伝子操作して、おそらく生物活性を持つ新しい化合物を形成することが可能です。