Sokféle transzmembrán peptid létezik, és osztályozásuk fizikai és kémiai tulajdonságokon, forrásokon, lenyelési mechanizmusokon és orvosbiológiai alkalmazásokon alapul.Fizikai és kémiai tulajdonságaik szerint a membránon áthatoló peptidek három típusra oszthatók: kationosra, amfifilre és hidrofóbra.A kationos és amfifil membránon áthatoló peptidek aránya 85%, míg a hidrofób membránáthatoló peptidek csak 15%-át teszik ki.
1. Kationos membránon áthatoló peptid
A kationos transzmembrán peptidek argininben, lizinben és hisztidinben gazdag rövid peptidekből állnak, mint például a TAT, Penetratin, Poliarginin, P22N, DPV3 és DPV6.Ezek közül az arginin guanidint tartalmaz, amely a sejtmembrán negatív töltésű foszforsav csoportjaihoz hidrogénkötést tud kötni, és fiziológiás PH érték mellett transzmembrán peptideket közvetít a membránba.Az oligarginin (3 R-től 12 R-ig) vizsgálata azt mutatta, hogy a membránáthatolási képességet csak akkor érték el, ha az arginin mennyisége már 8 volt, és a membránáthatolási képesség fokozatosan nőtt az arginin mennyiségének növekedésével.A lizin, bár kationos, mint az arginin, nem tartalmaz guanidint, így ha önmagában létezik, a membrán behatolási hatékonysága nem túl magas.Futaki et al.(2001) azt találták, hogy jó membránpenetrációs hatás csak akkor érhető el, ha a kationos sejtmembránon áthatoló peptid legalább 8 pozitív töltésű aminosavat tartalmaz.Bár a pozitív töltésű aminosavak nélkülözhetetlenek ahhoz, hogy a penetratív peptidek áthatoljanak a membránon, más aminosavak ugyanolyan fontosak, például amikor a W14 F-vé mutálódik, a Penetratin áthatolhatósága elveszik.
A kationos transzmembrán peptidek egy speciális osztálya a nukleáris lokalizációs szekvenciák (NLS), amelyek rövid, argininben, lizinben és prolinban gazdag peptidekből állnak, és a nukleáris póruskomplexen keresztül a sejtmagba szállíthatók.Az NLS-ek tovább oszthatók egyszeres és kettős tipizálásra, amelyek egy, illetve két bázikus aminosav klaszterből állnak.Például a majomvírus 40-ből (SV40) származó PKKKRKV egy egytípusú NLS, míg a nukleáris fehérje egy kettős tipizálású NLS.A KRPAATKKAGQAKKKL az a rövid szekvencia, amely szerepet játszhat a membrán transzmembránjában.Mivel a legtöbb NLS töltésszáma 8-nál kisebb, az NLS-ek nem hatékony transzmembrán peptidek, de hatékony transzmembrán peptidek lehetnek, ha kovalensen kapcsolódnak hidrofób peptidszekvenciákhoz, és így amfifil transzmembrán peptideket képeznek.
2. Amfifil transzmembrán peptid
Az amfifil transzmembrán peptidek hidrofil és hidrofób doménekből állnak, amelyek primer amfifil, szekunder α-helikális amfifil, β-folding amfifil és prolinnal dúsított amfifil doménekre oszthatók.
Az elsődleges típusú amfifil kopómembrán peptidek két kategóriába sorolhatók, a hidrofób peptidszekvenciával kovalensen összekapcsolt NLS-ekkel, mint például az MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) és a Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKPKKRKV). Mindkettő az SV4phoKRKV nukleáris lokalizációs jelen alapul Az MPG doménje a HIV glikoprotein 41 fúziós szekvenciájával (GALFLGFLGAAGSTMG A), a Pep-1 hidrofób doménje pedig a nagy membránaffinitású triptofánban gazdag klaszterrel (KETWWET WWTEW) rokon.Mindkettő hidrofób doménje azonban a WSQP-n keresztül kapcsolódik a PKKKRKV nukleáris lokalizációs jelhez.A primer amfifil transzmembrán peptidek egy másik osztályát természetes fehérjékből, például pVEC-ből, ARF(1-22) és BPrPr(1-28) izoláltuk.
A másodlagos α-helikális amfifil transzmembrán peptidek α-hélixeken keresztül kötődnek a membránhoz, hidrofil és hidrofób aminosavmaradékaik a spirális szerkezet különböző felületein helyezkednek el, például a MAP-on (KLALKLALK ALKAALKLA).A béta-peptid hajtogatható típusú amfifil kopómembrán esetében a béta redőzött lapot képező képessége döntő fontosságú a membrán áthatoló képessége szempontjából, például a VT5-ben (DPKGDPKGVTVTVTVTVTVTGKGDDPKPD) a membrán áthatolási képességének kutatása során, a D típus használatával. - az aminosavmutációs analógok nem tudtak béta hajtogatott darabot kialakítani, a membrán behatolási képessége nagyon gyenge.A prolinnal dúsított amfifil transzmembrán peptidekben a poliprolin II (PPII) könnyen képződik tiszta vízben, ha a prolin nagymértékben feldúsult a polipeptid szerkezetében.A PPII egy balkezes hélix, amely körönként 3,0 aminosavból áll, szemben a szokásos jobbkezes alfa-hélix szerkezettel, amelyben körönként 3,6 aminosav található.A prolinnal dúsított amfifil transzmembrán peptidek közé tartozik a szarvasmarha antimikrobiális peptid 7 (Bac7), szintetikus polipeptid (PPR) n (n lehet 3, 4, 5 és 6) stb.
3. Hidrofób membránon áthatoló peptid
A hidrofób transzmembrán peptidek csak nem poláris aminosavakat tartalmaznak, amelyek nettó töltése kevesebb, mint az aminosavszekvencia teljes töltésének 20%-a, vagy tartalmaznak hidrofób részeket vagy kémiai csoportokat, amelyek nélkülözhetetlenek a transzmembránhoz.Bár ezeket a sejtes transzmembrán peptideket gyakran figyelmen kívül hagyják, léteznek, mint például a fibroblaszt növekedési faktor (K-FGF) és a 12-es fibroblaszt növekedési faktor (F-GF12) a Kaposi-szarkómából.
Feladás időpontja: 2023. március 19