Det finnes mange typer transmembrane peptider, og deres klassifisering er basert på fysiske og kjemiske egenskaper, kilder, inntaksmekanismer og biomedisinske anvendelser.I henhold til deres fysiske og kjemiske egenskaper kan membranpenetrerende peptider deles inn i tre typer: kationiske, amfifile og hydrofobe.Kationiske og amfifile membranpenetrerende peptider utgjør 85 %, mens hydrofobe membranpenetrerende peptider kun utgjør 15 %.
1. Kationisk membranpenetrerende peptid
Kationiske transmembrane peptider er sammensatt av korte peptider rike på arginin, lysin og histidin, slik som TAT, Penetratin, Polyarginine, P22N, DPV3 og DPV6.Blant dem inneholder arginin guanidin, som kan hydrogenbinde seg med negativt ladede fosforsyregrupper på cellemembranen og formidle transmembrane peptider inn i membranen under betingelse av fysiologisk PH-verdi.Studier av oligarginin (fra 3 R til 12 R) viste at membranpenetrasjonsevnen kun ble oppnådd når mengden arginin var så lav som 8, og membranpenetrasjonsevnen økte gradvis med økningen av mengden arginin.Lysin, selv om det er kationisk som arginin, inneholder ikke guanidin, så når det eksisterer alene, er dets membranpenetrasjonseffektivitet ikke veldig høy.Futaki et al.(2001) fant at god membranpenetrasjonseffekt kun kunne oppnås når det kationiske cellemembranpenetrerende peptidet inneholdt minst 8 positivt ladede aminosyrer.Selv om positivt ladede aminosyrerester er essensielle for at penetrerende peptider skal penetrere membranen, er andre aminosyrer like viktige, slik som når W14 muterer til F, går penetreringsevnen til Penetratin tapt.
En spesiell klasse av kationiske transmembrane peptider er nukleære lokaliseringssekvenser (NLS), som består av korte peptider rike på arginin, lysin og prolin og kan transporteres til kjernen gjennom kjerneporekomplekset.NLS-er kan videre deles inn i enkelt- og dobbeltyping, bestående av henholdsvis en og to klynger av basiske aminosyrer.For eksempel er PKKKRKV fra simian virus 40(SV40) et enkelttyping NLS, mens nukleært protein er et dobbelttyping NLS.KRPAATKKAGQAKKKL er den korte sekvensen som kan spille en rolle i membrantransmembran.Fordi de fleste NLS-er har ladningstall mindre enn 8, er NLS-er ikke effektive transmembrane peptider, men de kan være effektive transmembrane peptider når de er kovalent koblet til hydrofobe peptidsekvenser for å danne amfifile transmembrane peptider.
2. Amfifilt transmembranpeptid
Amfifile transmembrane peptider består av hydrofile og hydrofobe domener, som kan deles inn i primære amfifile, sekundære α-helikale amfifile, β-foldende amfifile og prolinanrikede amfifile.
Primærtype amfifile slitasjemembranpeptider i to kategorier, kategori med NLS-er kovalent forbundet med hydrofob peptidsekvens, slik som MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) og Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV), begge er basert på kjernefysisk lokaliseringssignal PKKKKRKV som hydropho0bKKKRKV av SV40bKKKRKV. domenet til MPG er relatert til fusjonssekvensen til HIV-glykoprotein 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A), og det hydrofobe domenet til Pep-1 er relatert til den tryptofanrike klyngen med høy membranaffinitet (KETWWET WWTEW).Imidlertid er de hydrofobe domenene til begge forbundet med kjernefysisk lokaliseringssignal PKKKRKV gjennom WSQP.En annen klasse av primære amfifile transmembrane peptider ble isolert fra naturlige proteiner, slik som pVEC, ARF(1-22) og BPrPr(1-28).
De sekundære α-helikale amfifile transmembrane peptidene binder seg til membranen via α-helikser, og deres hydrofile og hydrofobe aminosyrerester er lokalisert på forskjellige overflater av den spiralformede strukturen, slik som MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).For amfifile slitasjemembraner av beta-peptid-foldetype, er evnen til å danne et beta-foldet ark avgjørende for dens penetreringsevne til membranen, slik som i VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) i prosessen med å forske på penetreringsevnen til membranen, ved bruk av type D - aminosyremutasjonsanaloger kunne ikke danne betafoldet stykke, penetrasjonsevnen til membranen er svært dårlig.I prolinanrikede amfifile transmembrane peptider dannes polyprolin II (PPII) lett i rent vann når prolin er sterkt anriket i polypeptidstrukturen.PPII er en venstrehendt helix med 3,0 aminosyrerester per tur, i motsetning til standard høyrehendt alfa-helix struktur med 3,6 aminosyrerester per tur.Prolin-anrikede amfifile transmembrane peptider inkluderte bovint antimikrobielt peptid 7(Bac7), syntetisk polypeptid (PPR)n(n kan være 3, 4, 5 og 6), etc.
3. Hydrofobt membranpenetrerende peptid
Hydrofobe transmembrane peptider inneholder bare ikke-polare aminosyrerester, med en netto ladning mindre enn 20 % av den totale ladningen til aminosyresekvensen, eller inneholder hydrofobe deler eller kjemiske grupper som er essensielle for transmembran.Selv om disse cellulære transmembrane peptidene ofte blir oversett, eksisterer de, slik som fibroblastvekstfaktor (K-FGF) og fibroblastvekstfaktor 12(F-GF12) fra Kaposis sarkom.
Innleggstid: 19. mars 2023