Existuje mnoho druhů transmembránových peptidů a jejich klasifikace je založena na fyzikálních a chemických vlastnostech, zdrojích, mechanismech požití a biomedicínských aplikacích.Podle fyzikálních a chemických vlastností lze peptidy pronikající membránou rozdělit do tří typů: kationtové, amfifilní a hydrofobní.Kationtové a amfifilní peptidy penetrující membránou tvoří 85 %, zatímco hydrofobní peptidy penetrující membránou pouze 15 %.
1. Kationtový membránou penetrující peptid
Kationtové transmembránové peptidy se skládají z krátkých peptidů bohatých na arginin, lysin a histidin, jako je TAT, Penetratin, Polyarginin, P22N, DPV3 a DPV6.Mezi nimi arginin obsahuje guanidin, který může vodíkovou vazbu s negativně nabitými skupinami kyseliny fosforečné na buněčné membráně a zprostředkovávat transmembránové peptidy do membrány za podmínek fyziologické hodnoty PH.Studie oligargininu (od 3 R do 12 R) ukázaly, že schopnosti penetrace membránou bylo dosaženo pouze tehdy, když bylo množství argininu tak nízké jako 8, a schopnost penetrace membránou se postupně zvyšovala se zvyšováním množství argininu.Lysin, ačkoli je kationtový jako arginin, neobsahuje guanidin, takže když existuje samotný, jeho účinnost pronikání membránou není příliš vysoká.Futaki a kol.(2001) zjistili, že dobrého efektu penetrace membránou lze dosáhnout pouze tehdy, když kationtový peptid penetrující buněčnou membránou obsahuje alespoň 8 kladně nabitých aminokyselin.I když jsou pozitivně nabité aminokyselinové zbytky nezbytné pro penetrační peptidy k průniku membránou, ostatní aminokyseliny jsou stejně důležité, jako když W14 mutuje na F, penetrabilita penetratinu se ztrácí.
Speciální třídou kationtových transmembránových peptidů jsou jaderné lokalizační sekvence (NLS), které se skládají z krátkých peptidů bohatých na arginin, lysin a prolin a mohou být transportovány do jádra přes komplex jaderných pórů.NLS lze dále rozdělit na jednoduchou a dvojitou typizaci, sestávající z jednoho a dvou shluků bazických aminokyselin, v tomto pořadí.Například PKKKRKV z opičího viru 40 (SV40) je jednotypizační NLS, zatímco jaderný protein je dvoutypizační NLS.KRPAATKKAGQAKKKL je krátká sekvence, která může hrát roli v membránové transmembráně.Protože většina NLS má nábojová čísla menší než 8, NLS nejsou účinné transmembránové peptidy, ale mohou být účinnými transmembránovými peptidy, když jsou kovalentně spojeny s hydrofobními peptidovými sekvencemi za vzniku amfifilních transmembránových peptidů.
2. Amfifilní transmembránový peptid
Amfifilní transmembránové peptidy se skládají z hydrofilních a hydrofobních domén, které lze rozdělit na primární amfifilní, sekundární α-helikální amfifilní, β-skládací amfifilní a amfifilní obohacené prolinem.
Primární typ amfifilních membránových peptidů rozdělených do dvou kategorií, kategorie s NLS kovalentně spojenými hydrofobní peptidovou sekvencí, jako je MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) a Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV), oba jsou založeny na jaderném lokalizačním signálu PKKKRKV hydroSV40, ve kterém doména MPG souvisí s fúzní sekvencí HIV glykoproteinu 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A) a hydrofobní doména Pep-1 souvisí s klastrem bohatým na tryptofan s vysokou membránovou afinitou (KETWWET WWTEW).Nicméně hydrofobní domény obou jsou spojeny s jaderným lokalizačním signálem PKKKRKV prostřednictvím WSQP.Další třída primárních amfifilních transmembránových peptidů byla izolována z přírodních proteinů, jako jsou pVEC, ARF(1-22) a BPrPr(1-28).
Sekundární α-helikální amfifilní transmembránové peptidy se vážou na membránu prostřednictvím α-helixů a jejich hydrofilní a hydrofobní aminokyselinové zbytky jsou umístěny na různých površích helikální struktury, jako je MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).U amfifilní otěrové membrány typu skládání beta peptidu je jeho schopnost tvořit beta plisovanou vrstvu zásadní pro schopnost penetrace membránou, jako je tomu u VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) v procesu výzkumu penetrační schopnosti membrány pomocí typu D - analogy mutace aminokyselin nemohly vytvořit beta složený kus, penetrační schopnost membrány je velmi špatná.V amfifilních transmembránových peptidech obohacených prolinem se polyprolin II (PPII) snadno tvoří v čisté vodě, když je prolin vysoce obohacený ve struktuře polypeptidu.PPII je levotočivá šroubovice s 3,0 aminokyselinovými zbytky na otáčku, na rozdíl od standardní pravotočivé struktury alfa-šroubovice s 3,6 aminokyselinovými zbytky na otáčku.Prolinem obohacené amfifilní transmembránové peptidy zahrnovaly hovězí antimikrobiální peptid 7 (Bac7), syntetický polypeptid (PPR) n (n může být 3, 4, 5 a 6) atd.
3. Peptid pronikající hydrofobní membránou
Hydrofobní transmembránové peptidy obsahují pouze nepolární aminokyselinové zbytky s celkovým nábojem menším než 20 % celkového náboje aminokyselinové sekvence nebo obsahují hydrofobní části nebo chemické skupiny, které jsou nezbytné pro transmembránu.Ačkoli jsou tyto buněčné transmembránové peptidy často přehlíženy, existují, jako je fibroblastový růstový faktor (K-FGF) a fibroblastový růstový faktor 12 (F-GF12) z Kaposiho sarkomu.
Čas odeslání: 19. března 2023