Postoje mnoge vrste transmembranskih peptida, a njihova se klasifikacija temelji na fizičkim i kemijskim svojstvima, izvorima, mehanizmima gutanja i biomedicinskim primjenama.Prema fizikalnim i kemijskim svojstvima, peptidi koji prodiru kroz membranu mogu se podijeliti u tri tipa: kationski, amfifilni i hidrofobni.Kationski i amfifilni peptidi koji prodiru kroz membranu čine 85%, dok hidrofobni peptidi koji prodiru kroz membranu čine samo 15%.
1. Peptid koji prodire u kationsku membranu
Kationski transmembranski peptidi sastoje se od kratkih peptida bogatih argininom, lizinom i histidinom, kao što su TAT, Penetratin, Poliarginin, P22N, DPV3 i DPV6.Među njima, arginin sadrži gvanidin, koji može uspostaviti vodikovu vezu s negativno nabijenim skupinama fosforne kiseline na staničnoj membrani i posredovati transmembranske peptide u membranu pod uvjetom fiziološke PH vrijednosti.Istraživanja oligarginina (od 3 R do 12 R) pokazala su da se sposobnost prodiranja kroz membranu postiže samo kada je količina arginina bila niska od 8, a sposobnost prodiranja kroz membranu postupno se povećavala s povećanjem količine arginina.Lizin, iako kationski poput arginina, ne sadrži gvanidin, pa kada postoji sam, njegova učinkovitost prodiranja u membranu nije jako visoka.Futaki i sur.(2001.) otkrili su da se dobar učinak prodiranja u membranu može postići samo kada kationski peptid koji prodire kroz staničnu membranu sadrži najmanje 8 pozitivno nabijenih aminokiselina.Iako su pozitivno nabijeni aminokiselinski ostaci bitni za prodiranje peptida kroz membranu, druge aminokiseline su jednako važne, primjerice kada W14 mutira u F, gubi se penetrabilnost Penetratina.
Posebna klasa kationskih transmembranskih peptida su nuklearne lokalizacijske sekvence (NLS), koje se sastoje od kratkih peptida bogatih argininom, lizinom i prolinom i mogu se transportirati do jezgre kroz kompleks nuklearnih pora.NLS-ovi se dalje mogu podijeliti na jednostruke i dvostruke, koji se sastoje od jedne odnosno dvije skupine bazičnih aminokiselina.Na primjer, PKKKRKV iz majmunskog virusa 40 (SV40) je NLS s jednom tipizacijom, dok je nuklearni protein NLS s dvostrukom tipizacijom.KRPAATKKAGQAKKKL je kratka sekvenca koja može igrati ulogu u membranskoj transmembrani.Budući da većina NLS ima broj naboja manji od 8, NLS nisu učinkoviti transmembranski peptidi, ali mogu biti učinkoviti transmembranski peptidi kada su kovalentno vezani na hidrofobne peptidne sekvence da tvore amfifilne transmembranske peptide.
2. Amfifilni transmembranski peptid
Amfifilni transmembranski peptidi sastoje se od hidrofilnih i hidrofobnih domena, koje se mogu podijeliti na primarne amfifilne, sekundarne α-spiralne amfifilne, β-naborane amfifilne i prolinom obogaćene amfifilne.
Primarni tip amfifilnih trošnih membranskih peptida u dvije kategorije, kategorija s NLS-ovima kovalentno povezanim hidrofobnim peptidnim slijedom, kao što su MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) i Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV), obje se temelje na nuklearnom lokalizacijskom signalu PKKKRKV SV40, u kojem hidrofobni domena MPG povezana je s fuzijom sekvence HIV glikoproteina 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A), a hidrofobna domena Pep-1 povezana je s klasterom bogatim triptofanom s visokim afinitetom za membranu (KETWWET WWTEW).Međutim, hidrofobne domene oba povezana su s nuklearnim lokalizacijskim signalom PKKKRKV preko WSQP.Druga klasa primarnih amfifilnih transmembranskih peptida izolirana je iz prirodnih proteina, kao što su pVEC, ARF(1-22) i BPrPr(1-28).
Sekundarni α-helikalni amfifilni transmembranski peptidi vežu se na membranu preko α-heliksa, a njihovi hidrofilni i hidrofobni aminokiselinski ostaci nalaze se na različitim površinama spiralne strukture, kao što je MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).Za amfifilnu habajuću membranu sa presavijanjem beta peptida, njena sposobnost formiranja beta nabranog lista je presudna za njenu sposobnost prodiranja kroz membranu, kao što je u VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) u procesu istraživanja sposobnosti prodiranja membrane, koristeći tip D - analozi mutacije aminokiselina ne mogu formirati beta presavijeni komad, sposobnost prodiranja membrane je vrlo slaba.U amfifilnim transmembranskim peptidima obogaćenim prolinom, poliprolin II (PPII) se lako formira u čistoj vodi kada je prolin visoko obogaćen polipeptidnom strukturom.PPII je lijeva spirala s 3,0 aminokiselinska ostatka po zavoju, za razliku od standardne desne alfa-heliks strukture s 3,6 aminokiselinskih ostataka po zavoju.Amfifilni transmembranski peptidi obogaćeni prolinom uključuju goveđi antimikrobni peptid 7(Bac7), sintetski polipeptid (PPR)n(n može biti 3, 4, 5 i 6), itd.
3. Hidrofobni peptid koji prodire kroz membranu
Hidrofobni transmembranski peptidi sadrže samo nepolarne aminokiselinske ostatke, s neto nabojem manjim od 20% ukupnog naboja aminokiselinskog slijeda, ili sadrže hidrofobne dijelove ili kemijske skupine koje su bitne za transmembranu.Iako se ti stanični transmembranski peptidi često zanemaruju, oni postoje, kao što je faktor rasta fibroblasta (K-FGF) i faktor rasta fibroblasta 12 (F-GF12) iz Kaposijeva sarkoma.
Vrijeme objave: 19. ožujka 2023