Wat is een cyclisch peptide?
Cyclische peptiden zijn een ongewone klasse verbindingen die voor het eerst werden ontdekt door micro-organismen, vanwege hun biologische activiteiten. Ze variëren van antibiotica, zoals bacitracine en polymyxnB, tot het immunosuppressivum cyclosporine. Het kunnen ook gifstoffen zijn. Alfa-amanitine, het gif van de paddenstoelkap, is ook een cyclisch peptide.
Deze verbindingen ondergaan een zeer actief onderzoek als potentiële nieuwe bronnen van medicijnen en antibiotica. Ze zijn veel beter bestand tegen proteasen - enzymen die eiwitten afbreken - dan een lineaire peptideketen. Deze weerstand tegen proteolyse betekent dat ze de neiging hebben om het menselijke spijsverteringsproces te overleven. Ze kunnen ook eiwitten in de cel binden waar traditionele medicijnen dat niet kunnen.
De ongebruikelijke eigenschappen van cyclische peptiden zijn te wijten aan zowel hun circulaire structuur als hun ongebruikelijke wijze van biosynthese, die vaak ongebruikelijke verbindingen bevat. Naast de 20 aminozuren die normaal in eiwitten worden gebruikt, kunnen 300 verschillende natuurlijke verbindingen worden gebruikt bij het synthetiseren van cyclische peptiden. Ze kunnen bijvoorbeeld D-aminozuren bevatten.
Zoals alle peptiden, bestaan ze uit ketens van aminozuren verbonden door een peptidebinding. De meeste peptiden zijn lineair, met een N-uiteinde met een aminogroep aan het ene uiteinde en een C-uiteinde met een carboxylgroep aan het andere uiteinde. In cyclische peptiden zijn de N- en C-uiteinden aan elkaar gekoppeld, waardoor een cyclische polypeptideketen wordt gevormd. Wanneer er minder dan 50 aminozuren zijn, staat de verbinding bekend als een cyclisch peptide. Een grotere verbinding staat bekend als een cyclisch eiwit .
Er is veel onderzoek gericht op de synthese van nieuwe cyclische peptiden. Ze kunnen worden gesynthetiseerd door gespecialiseerde technieken, bekend als peptidesynthese. Er zijn biotechnologiebedrijven die gespecialiseerd zijn in het maken van aangepaste peptiden voor onderzoeksstudies. Cyclische peptiden zijn veelbelovend gebleken bij de behandeling van de ziekten van Alzheimer en Huntington. Naarmate meer informatie beschikbaar komt over hun interactie met cellulaire eiwitten, is het misschien mogelijk om nog meer geneesmiddelen te ontwikkelen uit deze diverse klasse van verbindingen.
Afgezien van de biologische activiteit van cyclische peptiden, zijn ze van belang als dragers . Dit betekent dat ze kunnen worden ontworpen om medicijnen in het lichaam te brengen. In het bijzonder als het medicijn een peptide is, kan het worden gesynthetiseerd als onderdeel van het cyclische peptide en oraal worden ingenomen.
De biosynthese van natuurlijke cyclische peptiden is interessant voor biologen, omdat het vaak niet-ribosomale peptidesynthetasen betreft . De meeste peptiden worden gemaakt door ribosomen, die messenger RNA (mRNA) als een sjabloon gebruiken en vervolgens de aminozuren samenstellen om een peptide of eiwit te vormen. Sommige micro-organismen hebben grote enzymcomplexen samengesteld uit modules die ze gebruiken om de cyclische peptiden samen te stellen. Ze gebruiken geen ribosomen of mRNA. In sommige gevallen is het mogelijk om de modules te veranderen en het cyclische peptide genetisch te manipuleren, waardoor mogelijk nieuwe verbindingen met biologische activiteit worden gevormd.