Vad är en cyklisk peptid?
Cykliska peptider är en ovanlig klass av föreningar som först upptäcktes från mikroorganismer på grund av deras biologiska aktiviteter. De sträcker sig från antibiotika, såsom bacitracin och polymyxnB, till det immunsuppressiva läkemedlet cyklosporin. De kan också vara toxiner. Alfa-amanitin, giftet från svampen med dödskåpa, är också en cyklisk peptid.
Dessa föreningar genomgår mycket aktiv undersökning som potentiella nya källor till läkemedel och antibiotika. De är mycket mer resistenta mot proteaser - enzymer som bryter ned proteiner - än en linjär peptidkedja. Denna resistens mot proteolys betyder att de tenderar att överleva den mänskliga matsmältningsprocessen. De kan också binda proteiner i cellen där traditionella läkemedel inte kan.
De ovanliga egenskaperna hos cykliska peptider beror både på deras cirkulära struktur och deras ovanliga sätt för biosyntes, som ofta innehåller sällsynta föreningar. Bortsett från de 20 aminosyror som normalt används i proteiner kan 300 olika naturliga föreningar användas för att syntetisera cykliska peptider. Till exempel kan de innehålla D-aminosyror.
Liksom alla peptider består de av kedjor av aminosyror kopplade till en peptidbindning. De flesta peptider är linjära och har en N-ände med en aminogrupp i ena änden och en C-ände med en karboxylgrupp i den andra änden. I cykliska peptider kopplas N- och C-ändarna samman och bildar en cyklisk polypeptidkedja. När det finns färre än 50 aminosyror är föreningen känd som en cyklisk peptid. En större förening är känd som ett cykliskt protein .
Det finns mycket forskning som riktar sig till syntesen av nya cykliska peptider. De kan syntetiseras med specialiserade tekniker, känd som peptidsyntes. Det finns bioteknikföretag som specialiserar sig på att göra anpassade peptider för forskningsstudier. Cykliska peptider har visat löfte om behandling av Alzheimers och Huntingtons sjukdomar. När mer information blir tillgänglig om deras interaktion med cellulära proteiner kan det vara möjligt att utveckla ännu fler läkemedel från denna olika klass av föreningar.
Bortsett från den biologiska aktiviteten hos cykliska peptider är de av intresse som bärare . Det betyder att de kan konstrueras för att transportera läkemedel i kroppen. Särskilt om läkemedlet är en peptid kan det syntetiseras som en del av den cykliska peptiden och tas oralt.
Biosyntesen av naturliga cykliska peptider är intressant för biologer, eftersom den ofta involverar icke-ribosomala peptidsyntetaser . De flesta peptider tillverkas av ribosomer, som använder messenger RNA (mRNA) som en mall och sedan monterar aminosyrorna för att bilda en peptid eller protein. Vissa mikroorganismer har stora enzymkomplex sammansatta av moduler som de använder för att sätta ihop de cykliska peptiderna. De använder inte ribosomer eller mRNA. I vissa fall är det möjligt att ändra modulerna och genetiskt konstruera den cykliska peptiden, eventuellt bilda nya föreningar med biologisk aktivitet.