Има много видове трансмембранни пептиди и тяхната класификация се основава на физични и химични свойства, източници, механизми на поглъщане и биомедицински приложения.Според техните физични и химични свойства, проникващите в мембраната пептиди могат да бъдат разделени на три типа: катионни, амфифилни и хидрофобни.Катионните и амфифилните пептиди, проникващи в мембраната, представляват 85%, докато пептидите, проникващи в хидрофобната мембрана, представляват само 15%.
1. Катионен мембранен проникващ пептид
Катионните трансмембранни пептиди са съставени от къси пептиди, богати на аргинин, лизин и хистидин, като TAT, Penetratin, Polyarginine, P22N, DPV3 и DPV6.Сред тях аргининът съдържа гуанидин, който може да образува водородна връзка с отрицателно заредени групи на фосфорна киселина върху клетъчната мембрана и да посредничи за трансмембранни пептиди в мембраната при условие на физиологична стойност на PH.Изследванията на олигаргинин (от 3 R до 12 R) показват, че способността за проникване през мембраната се постига само когато количеството аргинин е толкова ниско, колкото 8, и способността за проникване през мембраната постепенно се увеличава с увеличаване на количеството аргинин.Лизинът, макар и катионен като аргинина, не съдържа гуанидин, така че когато съществува сам, неговата ефективност на проникване през мембраната не е много висока.Футаки и др.(2001) установяват, че добър ефект на проникване през мембраната може да се постигне само когато катионният пептид, проникващ в клетъчната мембрана, съдържа най-малко 8 положително заредени аминокиселини.Въпреки че положително заредените аминокиселинни остатъци са от съществено значение за проникващите пептиди да проникнат през мембраната, други аминокиселини са също толкова важни, като например, когато W14 мутира във F, проникването на Penetratin се губи.
Специален клас катионни трансмембранни пептиди са секвенциите за ядрена локализация (NLS), които се състоят от къси пептиди, богати на аргинин, лизин и пролин и могат да бъдат транспортирани до ядрото през комплекса на ядрените пори.NLS могат допълнително да бъдат разделени на единично и двойно типизиране, състоящи се съответно от един и два клъстера основни аминокиселини.Например, PKKKRKV от маймунски вирус 40 (SV40) е NLS с едно типизиране, докато ядреният протеин е NLS с двойно типизиране.KRPAATKKAGQAKKKL е късата последователност, която може да играе роля в мембранната трансмембрана.Тъй като повечето NLS имат зарядни числа по-малки от 8, NLS не са ефективни трансмембранни пептиди, но те могат да бъдат ефективни трансмембранни пептиди, когато са ковалентно свързани с хидрофобни пептидни последователности за образуване на амфифилни трансмембранни пептиди.
2. Амфифилен трансмембранен пептид
Амфифилните трансмембранни пептиди се състоят от хидрофилни и хидрофобни домени, които могат да бъдат разделени на първични амфифилни, вторични α-спирални амфифилни, β-нагъващи се амфифилни и обогатени с пролин амфифилни.
Първичен тип амфифилни износващи се мембранни пептиди в две категории, категория с NLSs, ковалентно свързани чрез хидрофобна пептидна последователност, като MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) и Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV), и двете се основават на сигнала за ядрена локализация PKKKRKV на SV40, в който хидрофобният домейнът на MPG е свързан със слятата последователност на HIV гликопротеин 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A), а хидрофобният домен на Pep-1 е свързан с богатия на триптофан клъстер с висок мембранен афинитет (KETWWET WWTEW).Въпреки това, хидрофобните домени и на двата са свързани с ядрения сигнал за локализация PKKKRKV чрез WSQP.Друг клас първични амфифилни трансмембранни пептиди беше изолиран от естествени протеини, като pVEC, ARF(1-22) и BPrPr(1-28).
Вторичните α-спирални амфифилни трансмембранни пептиди се свързват към мембраната чрез α-спирали и техните хидрофилни и хидрофобни аминокиселинни остатъци са разположени на различни повърхности на спиралната структура, като MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).За бета пептидна нагъваща се амфифилна износваща се мембрана способността й да образува бета нагънат лист е от решаващо значение за нейната способност за проникване в мембраната, като например във VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) в процеса на изследване на способността за проникване на мембраната, използвайки тип D - аналозите на мутация на аминокиселини не могат да образуват бета сгъната част, способността за проникване на мембраната е много лоша.В обогатените с пролин амфифилни трансмембранни пептиди полипролин II (PPII) се образува лесно в чиста вода, когато пролинът е силно обогатен в полипептидната структура.PPII е лява спирала с 3,0 аминокиселинни остатъка на завъртане, за разлика от стандартната дясна алфа-спирална структура с 3,6 аминокиселинни остатъка на завъртане.Обогатените с пролин амфифилни трансмембранни пептиди включват говежди антимикробен пептид 7 (Bac7), синтетичен полипептид (PPR) n (n може да бъде 3, 4, 5 и 6) и др.
3. Хидрофобен мембранен проникващ пептид
Хидрофобните трансмембранни пептиди съдържат само неполярни аминокиселинни остатъци, с нетен заряд по-малък от 20% от общия заряд на аминокиселинната последователност, или съдържат хидрофобни части или химични групи, които са съществени за трансмембраната.Въпреки че тези клетъчни трансмембранни пептиди често се пренебрегват, те съществуват, като фибробластен растежен фактор (K-FGF) и фибробластен растежен фактор 12 (F-GF12) от саркома на Капоши.
Време на публикуване: 19 март 2023 г