zyklisches Peptid

Cyclische Peptide sind Polypeptidketten mit einer ringförmigen Bindungssequenz. ^{[ 1 ]} Diese kann beispielsweise durch eine Verknüpfung zwischen dem Amino- und dem Carboxylende des Peptids erfolgen, wie bei Cyclosporin ; durch eine Verknüpfung zwischen dem Aminoende und einer Seitenkette, wie bei Bacitracin ; durch eine Verknüpfung zwischen dem Carboxylende und einer Seitenkette, wie bei Colistin ; oder durch zwei Seitenketten oder komplexere Anordnungen, wie bei α-Amanitin . Viele cyclische Peptide wurden in der Natur entdeckt und viele weitere im Labor synthetisiert. Ihre Länge reicht von nur zwei Aminosäureresten bis zu Hunderten. In der Natur sind sie häufig antimikrobiell oder toxisch; in der Medizin finden sie vielfältige Anwendung, beispielsweise als Antibiotika und Immunsuppressiva. ^{[ 2 ]} Die Dünnschichtchromatographie (DC) ist eine geeignete Methode zum Nachweis cyclischer Peptide in Rohextrakten aus Biomasse. ^{[ 3 ]}

Cyclische Peptide können nach den Arten der Bindungen, aus denen der Ring besteht, klassifiziert werden.

• Homodetische cyclische Peptide, wie beispielsweise Cyclosporin A, sind solche, deren Ring ausschließlich aus normalen Peptidbindungen besteht (d. h. zwischen der α-Carboxylgruppe eines Restes und der α-Aminogruppe eines anderen). Die kleinsten dieser Verbindungen sind 2,5-Diketopiperazine ^{[ 4 ]} , die durch Cyclisierung eines Dipeptids entstehen.
• Cyclische Isopeptide enthalten mindestens eine Nicht-Alpha-Amidbindung, wie zum Beispiel eine Bindung zwischen der Seitenkette eines Restes und der Alpha-Carboxylgruppe eines anderen Restes, wie bei Microcystin und Bacitracin.
• Cyclische Depsipeptide wie Aureobasidin A und HUN-7293 weisen mindestens eine Lactonbindung (Esterbindung) anstelle einer der Amidbindungen auf. Einige cyclische Depsipeptide sind zwischen der C-terminalen Carboxylgruppe und der Seitenkette eines Threonin- oder Serinrests in der Kette cyclisiert, beispielsweise Kahalalid F, Theonellapeptolid und Didemnin B.
• Bicyclische Peptide wie die Amanitine und Phalloidine enthalten eine Brückengruppe, die in der Regel zwischen zwei Seitenketten gebildet wird. Bei den Amatoxinen handelt es sich dabei um eine Sulfoxidbrücke zwischen den Tryptophan- und Cysteinresten. Weitere bicyclische Peptide sind Echinomycin, Triostin A und Celogentin C.
• Es gibt eine Reihe von bi- und monocyclischen Peptiden, die über eine Disulfidbrücke zwischen zwei Cysteinresten cyclisiert sind ; der Neurotransmitter Oxytocin ist ein bekanntes Beispiel dafür.
• Cyclotide sind eine Familie cysteinreicher Peptide, die sich durch sechs konservierte Cysteine ​​auszeichnen, welche innerhalb der cyclischen Struktur drei Disulfidbrücken bilden und so den charakteristischen cyclischen Cystinknoten (CCK) ausbilden. Dieser verleiht den Peptiden ihre charakteristische 3D-Struktur und ist vermutlich maßgeblich für die Stabilität und die Eigenschaften der Cyclotide verantwortlich. ^{[ 5 ]}

Cyclische Peptide in Pflanzen werden in einem zweistufigen Prozess synthetisiert: der Translation einer linearen Peptidkette und deren anschließender Umwandlung in eine cyclische Struktur durch die Aktivität eines proteaseähnlichen Enzyms oder auf anderem Wege. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

Einige Peptide, wie beispielsweise Cyclotide, sind Genprodukte, die durch die Prozessierung größerer Vorläuferproteine ​​entstehen. Die generische Konfiguration des Vorläuferproteins besteht aus einer Signalsequenz für das endoplasmatische Retikulum, einer nicht-konservierten Pro-Region, einer hochkonservierten Region, der sogenannten N-terminalen Repeat-Sequenz (NTR), der reifen Cyclotiddomäne und schließlich einem kurzen hydrophoben C-terminalen Ende. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Zyklische Peptide sind in der Regel extrem resistent gegenüber dem Verdauungsprozess, was sie für Wissenschaftler, die an neuartigen oralen Medikamenten arbeiten, interessant macht. ^{[ 11 ]}

Beispiele hierfür sind:

• Nichtribosomales Peptid
• Lantibiotika , 19-37 Aminosäurereste und 1 bis 5 „Brücken“
• Split-Intein-Zirkulärligation von Peptiden und Proteinen

• Cybase
• Zyklische Peptide in den Medical Subject Headings (MeSH) der US National Library of Medicine