Co to jest cykliczny peptyd?
Cykliczne peptydy to niezwykła klasa związków, które po raz pierwszy odkryto z mikroorganizmów ze względu na ich aktywność biologiczną. Obejmują one od antybiotyków, takich jak bacytracyna i polimyknB, po immunosupresyjny cyklosporynę. Mogą być również toksynami. Alfa amanityna, trucizna z grzyba czapeczki śmierci, jest również cyklicznym peptydem.
Związki te podlegają bardzo aktywnym badaniom jako potencjalne nowe źródła leków i antybiotyków. Są znacznie bardziej odporne na proteazy - enzymy rozkładające białka - niż liniowy łańcuch peptydowy. Ta odporność na proteolizę oznacza, że mają tendencję do przetrwania w ludzkim procesie trawienia. Mogą również wiązać białka w komórce, gdzie tradycyjne leki nie.
Niezwykłe właściwości cyklicznych peptydów wynikają zarówno z ich okrągłej struktury, jak i z ich niezwykłego trybu biosyntezy, który często zawiera niezwykłe związki. Oprócz 20 aminokwasów normalnie stosowanych w białkach, w syntezie cyklicznych peptydów można zastosować 300 różnych naturalnych związków. Na przykład mogą zawierać D aminokwasy.
Jak wszystkie peptydy, składają się z łańcuchów aminokwasów połączonych wiązaniem peptydowym. Większość peptydów jest liniowa, z N-końcem z grupą aminową na jednym końcu i C-końcem z grupą karboksylową na drugim końcu. W cyklicznych peptydach końce N i C są połączone razem, tworząc cykliczny łańcuch polipeptydowy. Gdy jest mniej niż 50 aminokwasów, związek jest znany jako cykliczny peptyd. Większy związek jest znany jako białko cykliczne .
Istnieje wiele badań dotyczących syntezy nowych cyklicznych peptydów. Można je zsyntetyzować za pomocą specjalistycznych technik zwanych syntezą peptydów. Istnieją firmy biotechnologiczne, które specjalizują się w wytwarzaniu niestandardowych peptydów do badań naukowych. Cykliczne peptydy okazały się obiecujące w leczeniu chorób Alzheimera i Huntingtona. Ponieważ dostępnych jest coraz więcej informacji na temat ich interakcji z białkami komórkowymi, może być możliwe opracowanie jeszcze większej liczby leków z tej różnorodnej klasy związków.
Oprócz aktywności biologicznej cyklicznych peptydów, są one interesujące jako nośniki . Oznacza to, że można je zaprojektować do przenoszenia narkotyków do organizmu. W szczególności, jeśli lek jest peptydem, można go zsyntetyzować jako część cyklicznego peptydu i przyjmować doustnie.
Biosynteza naturalnych cyklicznych peptydów jest interesująca dla biologów, ponieważ często obejmuje nie-rybosomalne syntetazy peptydowe . Większość peptydów jest wytwarzana przez rybosomy, które wykorzystują informacyjny RNA (mRNA) jako matrycę, a następnie składają aminokwasy z wytworzeniem peptydu lub białka. Niektóre mikroorganizmy mają duże kompleksy enzymatyczne złożone z modułów, których używają do składania cyklicznych peptydów. Nie używają rybosomów ani mRNA. W niektórych przypadkach można zmieniać moduły i genetycznie modyfikować cykliczny peptyd, prawdopodobnie tworząc nowe związki o aktywności biologicznej.