Er zijn veel soorten transmembraanpeptiden en hun classificatie is gebaseerd op fysische en chemische eigenschappen, bronnen, opnamemechanismen en biomedische toepassingen.Op basis van hun fysische en chemische eigenschappen kunnen membraanpenetrerende peptiden worden onderverdeeld in drie typen: kationisch, amfifiel en hydrofoob.Kationische en amfifiele membraanpenetrerende peptiden zijn goed voor 85%, terwijl hydrofobe membraanpenetrerende peptiden slechts 15% voor hun rekening nemen.
1. Kationisch membraanpenetrerend peptide
Kationische transmembraanpeptiden zijn samengesteld uit korte peptiden die rijk zijn aan arginine, lysine en histidine, zoals TAT, Penetratin, Polyarginine, P22N, DPV3 en DPV6.Onder hen bevat arginine guanidine, dat een waterstofbinding kan aangaan met negatief geladen fosforzuurgroepen op het celmembraan en transmembraanpeptiden in het membraan kan mediëren onder voorwaarde van de fysiologische PH-waarde.Onderzoek naar oligarginine (van 3 R tot 12 R) toonde aan dat het membraanpenetratievermogen alleen werd bereikt als de hoeveelheid arginine zo laag was als 8, en dat het membraanpenetratievermogen geleidelijk toenam met de toename van de hoeveelheid arginine.Hoewel lysine net als arginine kationisch is, bevat het geen guanidine, dus als het alleen bestaat, is de membraanpenetratie-efficiëntie niet erg hoog.Futaki et al.(2001) ontdekten dat een goed membraanpenetratie-effect alleen kon worden bereikt als het kationische celmembraanpenetrerende peptide ten minste 8 positief geladen aminozuren bevatte.Hoewel positief geladen aminozuurresiduen essentieel zijn voor penetrerende peptiden om het membraan te penetreren, zijn andere aminozuren even belangrijk, zoals wanneer W14 muteert in F, de doordringbaarheid van penetratin verloren gaat.
Een speciale klasse van kationische transmembraanpeptiden zijn nucleaire lokalisatiesequenties (NLS's), die bestaan uit korte peptiden die rijk zijn aan arginine, lysine en proline en via het nucleaire poriëncomplex naar de kern kunnen worden getransporteerd.NLS's kunnen verder worden onderverdeeld in enkele en dubbele typering, bestaande uit respectievelijk één en twee clusters van basische aminozuren.PKKKRKV van simianvirus 40 (SV40) is bijvoorbeeld een enkel typerende NLS, terwijl nucleair eiwit een dubbel typerende NLS is.KRPAATKKAGQAKKKL is de korte sequentie die een rol kan spelen bij membraantransmembraan.Omdat de meeste NLS's ladingsgetallen van minder dan 8 hebben, zijn NLS's geen effectieve transmembraanpeptiden, maar het kunnen wel effectieve transmembraanpeptiden zijn wanneer ze covalent zijn gekoppeld aan hydrofobe peptidesequenties om amfifiele transmembraanpeptiden te vormen.
2. Amfifiel transmembraanpeptide
Amfifiele transmembraanpeptiden bestaan uit hydrofiele en hydrofobe domeinen, die kunnen worden onderverdeeld in primair amfifiel, secundair α-helix amfifiel, β-vouwend amfifiel en met proline verrijkt amfifiel.
Amfifiele slijtagemembraanpeptiden van het primaire type in twee categorieën, categorie met NLS's covalent verbonden door hydrofobe peptidesequentie, zoals MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) en Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV). Beide zijn gebaseerd op het nucleaire lokalisatiesignaal PKKKRKV van SV40, waarin de hydrofobe Het domein van MPG is gerelateerd aan de fusiesequentie van HIV-glycoproteïne 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A), en het hydrofobe domein van Pep-1 is gerelateerd aan de tryptofaanrijke cluster met hoge membraanaffiniteit (KETWWET WWTEW).De hydrofobe domeinen van beide zijn echter via WSQP verbonden met het nucleaire lokalisatiesignaal PKKKRKV.Een andere klasse van primaire amfifiele transmembraanpeptiden werd geïsoleerd uit natuurlijke eiwitten, zoals pVEC, ARF(1-22) en BPrPr(1-28).
De secundaire a-helix amfifiele transmembraanpeptiden binden aan het membraan via a-helices, en hun hydrofiele en hydrofobe aminozuurresiduen bevinden zich op verschillende oppervlakken van de spiraalvormige structuur, zoals MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).Voor amfifiele slijtagemembranen van het bèta-peptide-vouwtype is het vermogen ervan om een bèta-geplooide plaat te vormen cruciaal voor het penetratievermogen van het membraan, zoals in VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) tijdens het onderzoek naar het penetratievermogen van het membraan, met behulp van het type D - aminozuurmutatie-analogen konden geen bèta-gevouwen stuk vormen, het penetratievermogen van het membraan is zeer slecht.In met proline verrijkte amfifiele transmembraanpeptiden wordt polyproline II (PPII) gemakkelijk gevormd in zuiver water wanneer proline sterk verrijkt is in de polypeptidestructuur.PPII is een linkshandige helix met 3,0 aminozuurresiduen per winding, in tegenstelling tot de standaard rechtshandige alfa-helixstructuur met 3,6 aminozuurresiduen per winding.Met proline verrijkte amfifiele transmembraanpeptiden omvatten antimicrobieel runderpeptide 7 (Bac7), synthetisch polypeptide (PPR) n (n kan 3, 4, 5 en 6 zijn), enz.
3. Hydrofoob membraanpenetrerend peptide
Hydrofobe transmembraanpeptiden bevatten alleen niet-polaire aminozuurresiduen, met een netto lading van minder dan 20% van de totale lading van de aminozuursequentie, of bevatten hydrofobe delen of chemische groepen die essentieel zijn voor transmembraan.Hoewel deze cellulaire transmembraanpeptiden vaak over het hoofd worden gezien, bestaan ze wel, zoals fibroblastgroeifactor (K-FGF) en fibroblastgroeifactor 12 (F-GF12) uit het Kaposi-sarcoom.
Posttijd: 19 maart 2023