O papel e a síntese de peptídeos-de penetração celular

Penetrar na membrana celular e entrar na célula é um pré-requisito para o funcionamento de muitas macromoléculas biológicas que têm como alvo as células. No entanto, a função de barreira biológica da biomembrana impede que muitas substâncias macromoleculares entrem na célula, limitando assim grandemente a aplicação destas substâncias no campo terapêutico. Portanto, como guiar essas substâncias para penetrar na membrana celular é um problema urgente que precisa ser resolvido. Os métodos atuais para mediar a penetração de macromoléculas biológicas na membrana celular incluem principalmente peptídeos de penetração celular (peptídeos de penetração celular, CPPs), lipossomas, adenovírus, nanopartículas, células fantasmas, etc., enquanto CPPs é um tipo de polipeptídeo que atravessa diretamente a membrana celular e entra na célula de maneira não -receptor-dependente e não{7}}clássica de endocitose. Seu comprimento geralmente não ultrapassa 30 aminoácidos e são ricos em aminoácidos básicos. A sequência de aminoácidos geralmente é carregada positivamente.

1ativador transcricional do vírus da imunodeficiência humana TAT(vírus da imunodeficiência humana-1 ativador de transcrição, HIV-1 TAT) É o primeiro peptídeo de penetração celular descoberto, que entra nas células de forma não tóxica e eficiente.

peptídeo de penetração celular (peptídeos de penetração celular, CPPs) Uma característica importante dele é que ele pode transportar uma variedade de substâncias biologicamente ativas de diferentes tamanhos e propriedades para as células, incluindo compostos de moléculas pequenas, corantes, peptídeos e ácidos nucleicos peptídicos (nucleoácido peptídico, PNA), proteína, DNA plasmidial, siRNA, lipossomas de 200 nm, partículas fágicas e partículas superparamagnéticas, etc. drogas direcionadas.

As vantagens dos CPPs como vetor são a baixa toxicidade e a ausência de limitações de tipo de célula, embora os CPPs possam transportar diferentes tipos de substâncias para as células, mas suas aplicações práticas concentram-se principalmente em oligopeptídeos, proteínas e oligonucleotídeos (oligonucleotídeos, ONs) ou transporte celular semelhante.
 

Diferentes peptídeos-de penetração celular (CPP) Diferentes mecanismos transmembrana, um peptídeo-penetrante celular (CPP) O mecanismo específico depende de vários parâmetros, como tamanho molecular (transportando substâncias), temperatura, tipo de célula e estabilidade dentro e fora da célula. peptídeo de penetração celular (CPP) O mecanismo específico de entrada nas células ainda não está claro. As especulações populares incluem as três seguintes:
A: Modelo de partícula coloidal invertida (modelo de micela invertida),CPPs Através do movimento das moléculas de fosfolipídios na membrana celular, uma estrutura coloidal invertida é formada e entra no citoplasma.
B: Penetração direta,ou seja, modelo de estrutura de poros (modelo de formação de poros), os CPPs formam uma estrutura de poros transmembrana na membrana celular e entram no citoplasma.
C: Captação celular por endocitose.
fonte: Peptídeos-de penetração celular e suas aplicações terapêuticas, Victoria Sebbage, BioscienceHorizons, Volume 2, Número 1, março de 2009.

Peptídeos-de penetração celular (por exemplo, HIV TAT) Podem entrar nas células de duas maneiras: penetração direta e endocitose. HIV TAT Ou a simples poliarginina poderia ser concebida como um transportador eficaz de medicamentos, mas CPP (como o HIV TAT) Ainda não está claro como o transporte pela membrana é alcançado.
TAT simples do HIV Como são promovidos os mecanismos de entrada nas células, como a penetração direta e a endocitose? de Gerard Wong Pesquisadores em laboratório estudaram sob diferentes condições o HIV TAT como ele interage com a membrana citoplasmática, o citoesqueleto e receptores de membrana específicos, induzindo assim múltiplas vias de transporte.

curiosamente, TAT Uma variedade de reações diferentes pode ocorrer com a mesma sequência sob diferentes condições, interagindo assim com a membrana celular, o citoesqueleto e receptores específicos pode produzir múltiplas vias de transporte.

CPP Existe uma relação muito sensível entre o mecanismo transmembranar e a sequência polipeptídica. Se estiver em um CPP puramente hidrofílico, adicionar um resíduo hidrofóbico a ele pode alterar completamente seu mecanismo de transporte. Por exemplo, o protótipo CPP mais simples-poliarginina (polyR), pode induzir a formação de estruturas de poros transmembranares na membrana celular. Aminoácidos hidrofóbicos formam curvatura positiva ao serem inseridos na membrana celular. A arginina pode formar curvaturas positivas e negativas ao mesmo tempo. A lisina só pode formar curvatura negativa em uma direção. Isto significa que entre arginina e lisina/Existe uma relação compensatória entre hidrófobos.

Se a hidrofobicidade contribui para a curvatura gaussiana negativa (curvatura gaussiana), então por que TAT? E quanto ao conteúdo hidrofóbico relativamente baixo do peptídeo? O motivo é que todos os CPPs usam o mínimo possível de grupos hidrofóbicos para formar a curvatura de sela-aberta. As diferenças na sequência provavelmente induzem apenas estruturas transmembranares semelhantes a poros transitórios na membrana, criando um par de CPP para menor vida útil dos poros. porque CPP A composição de aminoácidos dos peptídeos TAT ​​pode mediar a endocitose com ou sem receptores.