Obstaja veliko vrst transmembranskih peptidov, njihova razvrstitev pa temelji na fizikalnih in kemijskih lastnostih, virih, mehanizmih zaužitja in biomedicinski uporabi.Glede na njihove fizikalne in kemijske lastnosti lahko peptide, ki prodrejo v membrano, razdelimo na tri vrste: kationske, amfifilne in hidrofobne.Kationski in amfifilni membranski peptidi predstavljajo 85 %, medtem ko hidrofobni membranski peptidi predstavljajo le 15 %.
1. Peptid, ki prodre kationski membrani
Kationski transmembranski peptidi so sestavljeni iz kratkih peptidov, bogatih z argininom, lizinom in histidinom, kot so TAT, Penetratin, Poliarginin, P22N, DPV3 in DPV6.Med njimi arginin vsebuje gvanidin, ki lahko vodikovo vez z negativno nabitimi skupinami fosforne kisline na celični membrani in posreduje transmembranske peptide v membrano pod pogojem fiziološke vrednosti PH.Študije oligarginina (od 3 R do 12 R) so pokazale, da je bila sposobnost prodiranja skozi membrano dosežena šele, ko je bila količina arginina tako nizka kot 8, sposobnost prodiranja skozi membrano pa se je postopoma povečevala s povečevanjem količine arginina.Lizin, čeprav kationski kot arginin, ne vsebuje gvanidina, zato, ko obstaja sam, njegova učinkovitost prodiranja skozi membrano ni zelo visoka.Futaki et al.(2001) so ugotovili, da je dober učinek prodiranja skozi membrano mogoče doseči le, če kationski peptid, ki prodre skozi celično membrano, vsebuje vsaj 8 pozitivno nabitih aminokislin.Čeprav so pozitivno nabiti aminokislinski ostanki bistveni, da prodorni peptidi prodrejo skozi membrano, so druge aminokisline enako pomembne, na primer, ko W14 mutira v F, se prodornost Penetratina izgubi.
Poseben razred kationskih transmembranskih peptidov so jedrne lokalizacijske sekvence (NLS), ki so sestavljene iz kratkih peptidov, bogatih z argininom, lizinom in prolinom in se lahko transportirajo v jedro skozi kompleks jedrnih por.NLS lahko nadalje razdelimo na enojne in dvojne tipe, sestavljene iz ene oziroma dveh skupin osnovnih aminokislin.Na primer, PKKKRKV iz opičjega virusa 40 (SV40) je NLS z enim tipom, medtem ko je jedrski protein dvojno tipiziran NLS.KRPAATKKAGQAKKKL je kratko zaporedje, ki lahko igra vlogo pri transmembrani membrane.Ker ima večina NLS število nabojev, manjše od 8, NLS niso učinkoviti transmembranski peptidi, vendar so lahko učinkoviti transmembranski peptidi, če so kovalentno povezani s hidrofobnimi peptidnimi sekvencami, da tvorijo amfifilne transmembranske peptide.
2. Amfifilni transmembranski peptid
Amfifilni transmembranski peptidi so sestavljeni iz hidrofilnih in hidrofobnih domen, ki jih lahko razdelimo na primarne amfifilne, sekundarne α-vijačne amfifilne, β-zgibne amfifilne in s prolinom obogatene amfifilne.
Primarni tip amfifilnih obrabnih membranskih peptidov v dve kategoriji, kategorija z NLS-ji, kovalentno povezanimi s hidrofobnim peptidnim zaporedjem, kot sta MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) in Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV). Oba temeljita na jedrskem lokalizacijskem signalu PKKKRKV SV40, v katerem hidrofobni domena MPG je povezana s fuzijskim zaporedjem glikoproteina HIV 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A), hidrofobna domena Pep-1 pa je povezana z grozdom, bogatim s triptofanom, z visoko afiniteto do membrane (KETWWET WWTEW).Vendar pa so hidrofobne domene obeh povezane z jedrskim lokalizacijskim signalom PKKKRKV prek WSQP.Drug razred primarnih amfifilnih transmembranskih peptidov je bil izoliran iz naravnih proteinov, kot so pVEC, ARF(1-22) in BPrPr(1-28).
Sekundarni α-vijačni amfifilni transmembranski peptidi se vežejo na membrano preko α-vijačnic, njihovi hidrofilni in hidrofobni aminokislinski ostanki pa se nahajajo na različnih površinah spiralne strukture, kot je MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).Za amfifilno obrabno membrano z beta peptidom, ki se zgiba, je njena zmožnost oblikovanja beta nagubane plošče ključnega pomena za sposobnost prodiranja v membrano, kot na primer pri VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTGKGDPKPD) v procesu raziskovanja prebojne sposobnosti membrane z uporabo tipa D - analogi mutacije aminokislin ne morejo tvoriti beta prepognjenega kosa, prebojna sposobnost membrane je zelo slaba.V amfifilnih transmembranskih peptidih, obogatenih s prolinom, se poliprolin II (PPII) zlahka tvori v čisti vodi, ko je prolin visoko obogaten v polipeptidni strukturi.PPII je levosučna vijačnica s 3,0 aminokislinskimi ostanki na zavoj, v nasprotju s standardno desnosučno strukturo alfa-vijačnice s 3,6 aminokislinskimi ostanki na zavoj.S prolinom obogateni amfifilni transmembranski peptidi so vključevali goveji protimikrobni peptid 7 (Bac7), sintetični polipeptid (PPR) n (n je lahko 3, 4, 5 in 6) itd.
3. Hidrofobni peptid, ki prodira skozi membrano
Hidrofobni transmembranski peptidi vsebujejo samo nepolarne aminokislinske ostanke, z neto nabojem, manjšim od 20 % celotnega naboja aminokislinskega zaporedja, ali pa vsebujejo hidrofobne dele ali kemične skupine, ki so bistvene za transmembrano.Čeprav so ti celični transmembranski peptidi pogosto spregledani, obstajajo, kot sta faktor rasti fibroblastov (K-FGF) in faktor rasti fibroblastov 12 (F-GF12) iz Kaposijevega sarkoma.
Čas objave: 19. marec 2023