Кіріспе
Пептоидтар (гр. πεπτός, peptós "қабыну, сіңу"; πέσσειν, péssein "қабыну, сіңу" және грек тілінен алынған жұрнақ oid "ұқсас, сол сияқты, сол тәрізді" мағынасын береді), немесе поли N-субституцияланған глициндер – биохимиялық заттардың биомиметика класы болып табылады, олар биологиялық молекулалардың мінез-құлқын қайталайды. Пептидомиметикалар пептид тірекшесінің азот атомына қосылған бүйірлік тізбектерімен (аминоқышқылдардағы α-карбонға емес) анықталады.
Химиялық құрылысы мен синтезі
Пептидтерде бүйірлік тізбек пептидтердегідей α-көміртегі орнына пептидтің тірек сүйегінің азотына қосылады. Ерекшелігі, пептоидтарда пептидтер мен ақуыздардың көптеген екіншілік құрылым элементтеріне жауапты амидтік сутегі жоқ. Пептидтерді алғаш рет Рейна Джей Саймон, Рональд Н. Цукерман, Пол Бартлетт және Дэниел В. Санти ақуыз/пептид өнімдерін имитациялау мақсатымен, Chiron компаниясы үшін протеазаға тұрақты шағын молекулалы дәрілерді табуға көмектесу үшін ойлап тапты. Рон Цукерманның бастапқыда жасаған субмономерлік протоколына сәйкес, әрбір қалдық екі қадамда орнатылады: ацилдеу және ығыстыру. Ацилдеу қадамында диизопропилкарбодимидпен белсендірілген галоацетат қышқылы, әдетте бром-ацетат қышқылы, алдыңғы қалдықтың аминімен әрекеттеседі. Ығыстыру қадамында (классикалық SN2 реакциясы) амин галидті ығыстырып, N-субституцияланған глицин қалдығын түзетіп шығарады. Субмономерлік тәсіл, комбинаторлық химия үшін үлкен мүмкіндіктермен, кез келген коммерциялық немесе синтетикалық жолмен қолжетімді аминнің пайдаланылуын қамтамасыз етеді.
Бірегей сипаттамалары
D және β пептидтері сияқты, пептоидтар протеолизге толығымен төзімді, сондықтан протеолиз маңызды мәселе болып табылатын терапиялық қолданымдар үшін тиімді. Пептоидтардың екіншілік құрылымы сутекті байланыстарды қамтымайтындықтан, олар әдетте еріткіштермен, температурамен немесе мочевина сияқты химиялық денатураторлармен (төмендегі мәліметтерді қараңыз) бұзылмайды. Ерекшелігі, аминқышқылының амин бөлігі кез келген аминнің қолданылуынан туындайтындықтан, әр позицияда бұрын-соңды көрілмеген химиялық әртүрлілікті жасау үшін коммерциялық түрде қол жетімді мыңдаған аминдерді, ұқсас пептидтер немесе пептидомиметикалар үшін қажетті шығындардан әлдеқайда арзанға пайдалануға болады. Бүгінгі күнге дейін кем дегенде 230 түрлі амин пептоидтардағы тізбектер ретінде қолданылған.
Құрылымы
Пептиод олигомерлері негізгі тізбектегі метилен топтарының икемділігіне және омыртқа бойымен тұрақтандыратын сутекті байланыстардың болмауына байланысты конформациялық тұрақсыздығымен белгілі. Дегенмен, тиісті бүйір тізбектерді таңдау арқылы спиральдар сияқты тұрақты екінші құрылымдардың қалыптасуына жағдай жасайтын нақты стерикалық немесе электрондық өзара әрекеттесулерді құруға болады, әсіресе Cα тармақталған бүйір тізбектері бар пептиодтар полипролин I спираліне ұқсас құрылымды қабылдайтыны мәлім. Пептиодтың екінші құрылымын болжау және сипаттау үшін әртүрлі стратегиялар қолданылды, соңғы мақсат – толық бүлінген пептиодтық белок құрылымдарын жасау. Цис/транс амид байланысының изомеризациясы әлі де конформациялық әртүрлілікке алып келеді, бұл гомогенді пептиодтық бүктелімдердің қалыптасуына кедерес жасайды. Дегенмен, ғалымдар полипролиннің II типті спиралін ынталандыратын N-арилдік бүйір тізбектерін, сондай-ақ ірі нафтилэтил және трет-бутил сияқты күшті цис индукторларын анықтады. Сондай-ақ, n→π* өзара әрекеттесу цис/транс амид байланысының конформерлері арақатынасын өзгерте алатыны және функционалды триазолий бүйір тізбегін пайдалану арқылы пептиод омыртқасындағы цис конформерін толық бақылауға жетуге болатыны анықталды.
The cis/trans amide bond isomerization still leads to a conformational heterogeneity which doesn’t allow for the formation of homogeneous peptoid foldamers. Nonetheless, scientists were able to find trans inducer N Aryl side chains promoting polyproline type II helix, and strong cis inducer such as bulky naphtylethyl and tert butyl side chains. It was also found that n→π* interactions can modulate the ratio of cis/trans amide bond conformers, until reaching a complete control of the cis conformer in the peptoid backbone using a functionalizable triazolium side chain.
Қолданбалар
Пептоидтарды қолданудың алғашқы демонстрациясы әртүрлі пептоидтардың комбинаторлық кітапханасын тексеру болды, нәтижесінде 7 трансмембраналық G протеинмен байланысқан рецепторлар үшін жаңа, жоғары сәйкестікке ие лигандтар табылды. Пептоидтар микробқа қарсы заттар, синтетикалық өкпе беттік белсенділігі, Src Homology 3 (SH3 домені), тамыр эндотелийлік өсу факторы (VEGF) рецепторы 2 сияқты әртүрлі ақуыздарға арналған лигандтар және Альцгеймер ауруын анықтауға арналған иммуноглобулин G антиденелік биомаркерлерді қоса алғанда, әртүрлі биомедициналық қолданулар үшін кандидаттар ретінде әзірленді. Жоғарыда сипатталған артықшылықтарына байланысты, пептоидтар сондай-ақ нанотехнологияда қолдану үшін белсенді түрде дамытылуда, олар осы салада маңызды рөл атқара алады.
Микробқа қарсы заттар
NIH және NIAID гранттарымен қолдау көрсетілген зерттеушілер, антибиотиктерге төзімді *Mycobacterium tuberculosis* штамдарына қарсы антимикробтық пептоидтардың тиімділігін сынады. Антимикробтық пептоидтар бактериялық мембранаға қатысты нақты емес әрекет ету механизмін көрсетеді, бұл бактериялық құрылымның мутацияларына немесе өзгерістеріне осал болатын, белгілі бір рецепторларға байланысатын шағын молекулалы антибиотиктерден өзгеше. Алдын ала нәтижелер дәріге сезімтал бактериялық штамдарға қарсы "көрінетін әсерге" ие екенін көрсетті, бұл пептоидтарды туберкулезге қарсы жаңа дәрілер класы ретінде зерттеуді жалғастыру қажеттігін көрсетті. Стэнфорд университетінің Баррон зертханасының зерттеушілері (NIH Пионерлік сыйлығы грантымен қолдау көрсетілген) қазіргі уақытта адамның иммундық қорғаныс пептиді LL 37-нің деңгейін арттыру немесе LL 37 негізіндегі антимикробтық емдеулерді қолдану Альцгеймер ауруының спорадикалық деменциясын алдын алуға немесе емдеуге болатынын зерттеп жатыр. Бас зерттеуші Аннелиз Баррон адамның табиғи иммундық қорғаныс пептиді LL 37 Альцгеймер ауруымен байланысты Ab пептидімен байланысатынын анықтады. Барронның пікірінше, LL 37 және Ab арасындағы тепе-теңдіктің бұзылуы AD-мен байланысты фибрилдер мен плакалардың пайда болуына әсер ететін маңызды фактор болуы мүмкін. Жобаның фокусы сонымен қатар созылмалы, ауыз қуысының *P. gingivalis* және герпес вирусы (HSV 1) инфекцияларының Альцгеймер ауруының прогрессиясына қатысы бар екендігін зерттеуге бағытталған.