Існуе шмат відаў трансмембранных пептыдаў, і іх класіфікацыя заснавана на фізічных і хімічных уласцівасцях, крыніцах, механізмах прыёму ўнутр і біямедыцынскіх прымяненнях.Па сваіх фізічных і хімічных уласцівасцях пептыды, якія пранікаюць у мембрану, можна падзяліць на тры тыпу: катыённыя, амфифильные і гідрафобныя.На долю катыённых і амфіфільных пептыдаў, якія пранікаюць праз мембрану, прыпадае 85%, а на гідрафобных пептыдаў, якія пранікаюць праз мембрану, — толькі 15%.
1. Катыённы пептыда, які пранікае праз мембрану
Катыённыя трансмембранныя пептыды складаюцца з кароткіх пептыдаў, багатых аргінінам, лізінам і гістідінам, такіх як TAT, Penetratin, Polyarginine, P22N, DPV3 і DPV6.Сярод іх аргінін змяшчае гуанідзін, які можа ўтвараць вадародныя сувязі з адмоўна зараджанымі групамі фосфарнай кіслаты на клеткавай мембране і апасродкаваць трансмембранныя пептыды ў мембрану пры ўмове фізіялагічнага значэння PH.Даследаванні алігаргініна (ад 3 R да 12 R) паказалі, што здольнасць пранікнення праз мембрану дасягалася толькі тады, калі колькасць аргініна было ўсяго 8, і здольнасць пранікнення праз мембрану паступова павялічвалася з павелічэннем колькасці аргініна.Лізін, хоць і катыённы, як аргінін, не ўтрымлівае гуанідыну, таму, калі ён існуе адзін, яго эфектыўнасць пранікнення праз мембрану не вельмі высокая.Футакі і інш.(2001) выявілі, што добры эфект пранікнення праз мембрану можа быць дасягнуты толькі тады, калі катыённы пептыд, які пранікае праз мембрану клеткі, змяшчае не менш за 8 станоўча зараджаных амінакіслот.Хоць станоўча зараджаныя амінакіслотныя рэшткі неабходныя для пранікнення пептыдаў праз мембрану, іншыя амінакіслоты не менш важныя, напрыклад, калі W14 мутуе ў F, пранікальнасць пенетраціну губляецца.
Асаблівы клас катыённых трансмембранных пептыдаў - гэта паслядоўнасці ядзернай лакалізацыі (NLS), якія складаюцца з кароткіх пептыдаў, багатых аргінінам, лізінам і пролінам, і могуць транспартавацца да ядра праз комплекс ядзерных пор.NLS можна дадаткова падзяліць на адзінкавыя і двайныя, якія складаюцца з аднаго і двух кластараў асноўных амінакіслот адпаведна.Напрыклад, PKKKRKV з віруса малпаў 40 (SV40) з'яўляецца NLS з адзінкавым тыпам, а ядзерны бялок - з NLS з падвойным тыпам.KRPAATKKAGQAKKKL - гэта кароткая паслядоўнасць, якая можа гуляць пэўную ролю ў трансмембране мембраны.Паколькі большасць NLS маюць зарадавыя лікі менш за 8, NLS не з'яўляюцца эфектыўнымі трансмембраннымі пептыдамі, але яны могуць быць эфектыўнымі трансмембраннымі пептыдамі, калі кавалентна звязаны з гідрафобнымі пептыднымі паслядоўнасцямі з адукацыяй амфіфільных трансмембранных пептыдаў.
2. Амфифильный трансмембранный пептыда
Амфифильные трансмембранные пептыды складаюцца з гідрафільных і гідрафобных даменаў, якія можна падзяліць на першасныя амфифильные, другасныя α-спіральныя амфифильные, β-складаныя амфифильные і амфифильные, узбагачаныя пралінам.
Амфіфільныя мембранныя пептыды першаснага тыпу падзелены на дзве катэгорыі, катэгорыю з NLS, кавалентна звязанымі гідрафобнай пептыднай паслядоўнасцю, напрыклад, MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) і Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV). Абедзве яны заснаваны на сігнале ядзернай лакалізацыі PKKKRKV SV40, у якім гідрафобны дамен MPG звязаны з паслядоўнасцю зліцця глікапратэіна ВІЧ 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A), а гідрафобны дамен Pep-1 звязаны з багатым трыптафанам кластарам з высокім сродством да мембраны (KETWWET WWTEW).Аднак гідрафобныя дамены абодвух звязаны з сігналам ядзернай лакалізацыі PKKKRKV праз WSQP.Іншы клас першасных амфіфільных трансмембранных пептыдаў быў вылучаны з натуральных бялкоў, такіх як pVEC, ARF(1-22) і BPrPr(1-28).
Другасныя α-спіральныя амфіфілічныя трансмембранныя пептыды звязваюцца з мембранай праз α-спіралі, а іх гідрафільныя і гідрафобныя амінакіслотныя рэшткі размяшчаюцца на розных паверхнях спіральнай структуры, такіх як MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).Для амфіфільнай зносаўстойлівай мембраны з бэта-пептыдам, якая згортваецца, яе здольнасць утвараць бэта-плісіраваны ліст мае вырашальнае значэнне для пранікальнай здольнасці мембраны, напрыклад, у VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) у працэсе даследавання здольнасці пранікнення мембраны з выкарыстаннем тыпу D - аналагі мутацыі амінакіслот не могуць утвараць бэта-згорнуты кавалак, пранікальная здольнасць мембраны вельмі дрэнная.У узбагачаных пралінам амфіфільных трансмембранных пептыдах поліпралін II (PPII) лёгка ўтвараецца ў чыстай вадзе, калі пралін моцна ўзбагачаны поліпептыднай структурай.PPII - гэта левабаковая спіраль з 3,0 амінакіслотнымі астаткамі на абарот у адрозненне ад стандартнай правай альфа-спіралі з 3,6 амінакіслотнымі астаткамі на абарот.Узбагачаныя пралінам амфіфільныя трансмембранныя пептыды ўключалі бычыны антымікробны пептыд 7 (Bac7), сінтэтычны поліпептыд (PPR) n (n можа быць 3, 4, 5 і 6) і г.д.
3. Гідрафобны пептыда, які пранікае ў мембрану
Гідрафобныя трансмембранныя пептыды ўтрымліваюць толькі непалярныя амінакіслотныя астаткі, з чыстым зарадам менш за 20% ад агульнага зарада амінакіслотнай паслядоўнасці, або ўтрымліваюць гідрафобныя часткі або хімічныя групы, якія важныя для трансмембраны.Хоць гэтыя клеткавыя трансмембранныя пептыды часта ігнаруюцца, яны існуюць, такія як фактар росту фібрабластаў (K-FGF) і фактар росту фібрабластаў 12 (F-GF12) з саркомы Капошы.
Час публікацыі: 19 сакавіка 2023 г