Yra daugybė transmembraninių peptidų rūšių, o jų klasifikacija grindžiama fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, šaltiniais, nurijimo mechanizmais ir biomedicinos taikymu.Pagal savo fizines ir chemines savybes membraną prasiskverbiančius peptidus galima suskirstyti į tris tipus: katijoninius, amfifilinius ir hidrofobinius.Katijoniniai ir amfifiliniai membranas prasiskverbiantys peptidai sudaro 85%, o hidrofobiniai membranas prasiskverbiantys peptidai sudaro tik 15%.
1. Katijoninę membraną prasiskverbiantis peptidas
Katijoniniai transmembraniniai peptidai sudaryti iš trumpų peptidų, kuriuose gausu arginino, lizino ir histidino, tokių kaip TAT, Penetratinas, Poliargininas, P22N, DPV3 ir DPV6.Tarp jų, arginino sudėtyje yra guanidino, kuris, esant fiziologinei PH vertei, gali susijungti su neigiamai įkrautomis fosforo rūgšties grupėmis ląstelės membranoje ir tarpininkauti transmembraniniams peptidams į membraną.Oligarginino (nuo 3 R iki 12 R) tyrimai parodė, kad membranos prasiskverbimo gebėjimas buvo pasiektas tik tada, kai arginino kiekis buvo vos 8, o membranos prasiskverbimo gebėjimas palaipsniui didėjo didėjant arginino kiekiui.Lizinas, nors ir katijoninis kaip argininas, guanidino neturi, todėl kai jis egzistuoja vienas, jo prasiskverbimo į membraną efektyvumas nėra labai didelis.Futaki ir kt.(2001) nustatė, kad geras membranos įsiskverbimo efektas gali būti pasiektas tik tada, kai katijoninės ląstelės membraną prasiskverbiantis peptidas turi bent 8 teigiamai įkrautas aminorūgštis.Nors teigiamai įkrautos aminorūgščių liekanos yra būtinos, kad prasiskverbiantys peptidai prasiskverbtų pro membraną, kitos aminorūgštys yra vienodai svarbios, pavyzdžiui, kai W14 mutuoja į F, prarandamas Penetratino prasiskverbimas.
Ypatinga katijoninių transmembraninių peptidų klasė yra branduolinės lokalizacijos sekos (NLS), susidedančios iš trumpų peptidų, kuriuose gausu arginino, lizino ir prolino, ir gali būti pernešami į branduolį per branduolinių porų kompleksą.NLS gali būti toliau skirstomi į vieną ir dvigubą tipavimą, sudarytą atitinkamai iš vienos ir dviejų pagrindinių aminorūgščių grupių.Pavyzdžiui, PKKKRKV iš 40 viruso (SV40) yra vieno tipo NLS, o branduolinis baltymas yra dvigubo tipo NLS.KRPAATKKAGQAKKKL yra trumpa seka, kuri gali atlikti vaidmenį membranoje transmembranoje.Kadangi daugumos NLS krūvių skaičius yra mažesnis nei 8, NLS nėra veiksmingi transmembraniniai peptidai, tačiau jie gali būti veiksmingi transmembraniniai peptidai, kai kovalentiškai sujungiami su hidrofobinėmis peptidų sekomis, kad susidarytų amfifiliniai transmembraniniai peptidai.
2. Amfifilinis transmembraninis peptidas
Amfifiliniai transmembraniniai peptidai susideda iš hidrofilinių ir hidrofobinių domenų, kuriuos galima suskirstyti į pirminius amfifilinius, antrinius α-spiralinius amfifilinius, β sulankstančius amfifilinius ir prolinu praturtintus amfifilinius.
Pirminio tipo amfifilinės dilimo membranos peptidai suskirstyti į dvi kategorijas, kategoriją su NLS, kovalentiškai sujungtomis hidrofobinių peptidų seka, pvz., MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) ir Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKbicKRKV), abu yra pagrįsti branduolio lokalizacijos signalu PKKoKRKV MPG domenas yra susijęs su ŽIV glikoproteino 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A) suliejimo seka, o Pep-1 hidrofobinis domenas yra susijęs su triptofano turtingu klasteriumi, turinčiu didelį afinitetą membranai (KETWWET WWTEW).Tačiau abiejų hidrofobiniai domenai yra sujungti su branduolio lokalizacijos signalu PKKKRKV per WSQP.Kita pirminių amfifilinių transmembraninių peptidų klasė buvo išskirta iš natūralių baltymų, tokių kaip pVEC, ARF(1-22) ir BPrPr(1-28).
Antriniai α-spiraliniai amfifiliniai transmembraniniai peptidai jungiasi prie membranos per α-spirales, o jų hidrofilinės ir hidrofobinės aminorūgščių liekanos yra skirtinguose spiralinės struktūros paviršiuose, pvz., MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).Beta peptidinio lankstymo tipo amfifilinės dilimo membranos gebėjimas sudaryti beta klostuotą lakštą yra labai svarbus jo gebėjimui prasiskverbti į membraną, pvz., VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTVTGKGDDPKPD), kai tiriamas membranos įsiskverbimas, naudojant D tipą. - aminorūgščių mutacijos analogai negalėjo sudaryti beta sulankstytos gabalo, membranos prasiskverbimo gebėjimas yra labai blogas.Prolinu praturtintuose amfifiliniuose transmembraniniuose peptiduose poliprolinas II (PPII) lengvai susidaro gryname vandenyje, kai prolinas yra labai praturtintas polipeptido struktūra.PPII yra kairiarankė spiralė, turinti 3,0 aminorūgščių liekanų viename posūkyje, priešingai nei standartinė dešiniarankė alfa spiralės struktūra su 3,6 aminorūgščių liekanų viename posūkyje.Prolinu praturtinti amfifiliniai transmembraniniai peptidai buvo galvijų antimikrobinis peptidas 7 (Bac7), sintetinis polipeptidas (PPR) n (n gali būti 3, 4, 5 ir 6) ir kt.
3. Hidrofobinį membraną prasiskverbiantis peptidas
Hidrofobiniuose transmembraniniuose peptiduose yra tik nepolinių aminorūgščių liekanų, kurių grynasis krūvis yra mažesnis nei 20% viso aminorūgščių sekos krūvio, arba juose yra hidrofobinių fragmentų ar cheminių grupių, kurios yra būtinos transmembranai.Nors šie ląstelių transmembraniniai peptidai dažnai nepastebimi, jie egzistuoja, pavyzdžiui, fibroblastų augimo faktorius (K-FGF) ir fibroblastų augimo faktorius 12 (F-GF12) iš Kapoši sarkomos.
Paskelbimo laikas: 2023-03-19