Τι είναι ένα κυκλικό πεπτίδιο;

Τα κυκλικά πεπτίδια είναι μια ασυνήθιστη κατηγορία ενώσεων που ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά από μικροοργανισμούς, λόγω των βιολογικών τους δραστηριοτήτων.Κυμαίνονται από αντιβιοτικά, όπως η βακιτρακίνη και το πολυμυξνΒ, στην ανοσοκατασταλτική κυκλοσπορίνη φαρμάκου.Μπορούν επίσης να είναι τοξίνες.Το Alpha Amanitin, το δηλητήριο από το μανιτάρι του θανάτου, είναι επίσης ένα κυκλικό πεπτίδιο.

Αυτές οι ενώσεις υποβάλλονται σε πολύ δραστική έρευνα ως πιθανές νέες πηγές ναρκωτικών και αντιβιοτικών.Είναι πολύ πιο ανθεκτικά στις πρωτεάσες mdash;ένζυμα που διασπούν πρωτεΐνες mdash;από μια γραμμική αλυσίδα πεπτιδίων.Αυτή η αντίσταση στην πρωτεόλυση σημαίνει ότι τείνουν να επιβιώσουν από την ανθρώπινη πεπτική διαδικασία.Μπορούν επίσης να δεσμεύσουν πρωτεΐνες στο κύτταρο όπου τα παραδοσιακά φάρμακα δεν μπορούν. Οι ασυνήθιστες ιδιότητες των κυκλικών πεπτιδίων οφείλονται τόσο στην κυκλική δομή τους όσο και στην ασυνήθιστη λειτουργία βιοσύνθεσης τους, η οποία συχνά ενσωματώνει ασυνήθιστες ενώσεις.Εκτός από τα 20 αμινοξέα που χρησιμοποιούνται κανονικά σε πρωτεΐνες, 300 διαφορετικές φυσικές ενώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνθεση κυκλικών πεπτιδίων.Για παράδειγμα, μπορούν να περιέχουν αμινοξέα.

Όπως όλα τα πεπτίδια, αποτελούνται από αλυσίδες αμινοξέων που συνδέονται με πεπτιδικό δεσμό.Τα περισσότερα πεπτίδια είναι γραμμικά, έχοντας ένα Ν τερματικό με αμινομάτη στο ένα άκρο και ένα άκρο C με καρβοξυλική ομάδα στο άλλο.Στα κυκλικά πεπτίδια, τα άκρα Ν και C συνδέονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας μια κυκλική πολυπεπτιδική αλυσίδα.Όταν υπάρχουν λιγότερα από 50 αμινοξέα, η ένωση είναι γνωστή ως κυκλικό πεπτίδιο.Μια μεγαλύτερη ένωση είναι γνωστή ως

κυκλική πρωτεΐνη

Υπάρχει μεγάλη έρευνα που στοχεύει στη σύνθεση νέων κυκλικών πεπτιδίων.Μπορούν να συντεθούν με εξειδικευμένες τεχνικές, γνωστές ως πεπτιδική σύνθεση.Υπάρχουν εταιρείες βιοτεχνολογίας που ειδικεύονται στην κατασκευή προσαρμοσμένων πεπτιδίων για ερευνητικές μελέτες.Τα κυκλικά πεπτίδια έχουν δείξει υπόσχεση στη θεραπεία των ασθενειών του Alzheimer και του Huntington.Καθώς διατίθενται περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την αλληλεπίδρασή τους με τις κυτταρικές πρωτεΐνες, μπορεί να είναι δυνατή η ανάπτυξη ακόμη περισσότερων φαρμάκων από αυτή την ποικιλόμορφη κατηγορία ενώσεων.Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να κατασκευαστούν για να μεταφέρουν ναρκωτικά στο σώμα.Ιδιαίτερα εάν το φάρμακο είναι πεπτίδιο, μπορεί να συντεθεί ως μέρος του κυκλικού πεπτιδίου και να ληφθεί από του στόματος.

Η βιοσύνθεση των φυσικών κυκλικών πεπτιδίων είναι ενδιαφέρουσα για τους βιολόγους, καθώς συχνά περιλαμβάνει

μη ριζοσωμικές πεπτιδικές συνθετάσεις

.Τα περισσότερα πεπτίδια κατασκευάζονται από ριβοσώματα, τα οποία χρησιμοποιούν το RNA Messenger (mRNA) ως πρότυπο και στη συνέχεια συναρμολογούν τα αμινοξέα για να σχηματίσουν πεπτίδιο ή πρωτεΐνη.Ορισμένοι μικροοργανισμοί έχουν μεγάλα σύμπλοκα ενζύμων που αποτελούνται από μονάδες που χρησιμοποιούν για τη συναρμολόγηση των κυκλικών πεπτιδίων.Δεν χρησιμοποιούν ριβοσώματα ή mRNA.Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι δυνατόν να μεταβληθούν οι ενότητες και να κατασκευαστούν γενετικά το κυκλικό πεπτίδιο, ενδεχομένως να σχηματίζουν νέες ενώσεις με βιολογική δραστηριότητα.