ישנם סוגים רבים של פפטידים טרנסממברניים, וסיווגם מבוסס על תכונות פיזיקליות וכימיות, מקורות, מנגנוני בליעה ויישומים ביו-רפואיים.על פי תכונותיהם הפיזיקליות והכימיות, ניתן לחלק פפטידים חודרי ממברנה לשלושה סוגים: קטיוניים, אמפיפיליים והידרופוביים.פפטידים חודרי ממברנה קטיוניים ואמפיפיליים מהווים 85%, בעוד פפטידים חודרים ממברנות הידרופוביות מהווים רק 15%.
1. פפטיד חודר קרום קטיוני
פפטידים טרנסממברניים קטיוניים מורכבים מפפטידים קצרים העשירים בארגינין, ליזין והיסטידין, כגון TAT, Penetratin, Polyarginine, P22N, DPV3 ו-DPV6.ביניהם, ארגינין מכיל גואנידין, שיכול ליצור קשר מימן עם קבוצות חומצה זרחתית טעונות שלילי על קרום התא ולתווך פפטידים טרנסממברניים לתוך הממברנה בתנאי של ערך PH פיזיולוגי.מחקרים על אוליגרגינין (מ-3 R עד 12 R) הראו כי יכולת החדירה של הממברנה הושגה רק כאשר כמות הארגינין נמוכה עד 8, ויכולת החדירה של הממברנה עלתה בהדרגה עם העלייה בכמות הארגינין.ליזין, למרות קטיוני כמו ארגינין, אינו מכיל גואנידין, כך שכאשר הוא קיים לבד, יעילות חדירת הממברנה שלו אינה גבוהה במיוחד.Futaki et al.(2001) מצאו כי ניתן להשיג אפקט טוב של חדירת ממברנה רק כאשר הפפטיד החודר לממברנת התא הקטיוני הכיל לפחות 8 חומצות אמינו טעונות חיובית.למרות ששאריות חומצות אמינו בעלות מטען חיובי חיוניים לפפטידים חודרים לחדור לממברנה, חומצות אמינו אחרות חשובות לא פחות, כגון כאשר W14 עובר מוטציה ל-F, החדירה של Penetratin אובדת.
מחלקה מיוחדת של פפטידים טרנס-ממברניים קטיוניים היא רצפי לוקליזציה גרעיניים (NLSs), המורכבים מפפטידים קצרים העשירים בארגינין, ליזין ופרולין וניתנים להובלה לגרעין דרך קומפלקס הנקבוביות הגרעיניות.ניתן לחלק עוד יותר את ה-NLS להקלדה בודדת וכפולה, המורכבת מאשכול אחד ושני של חומצות אמינו בסיסיות, בהתאמה.לדוגמה, PKKKRKV מ-Simian virus 40(SV40) הוא NLS עם הקלדה יחידה, בעוד שחלבון גרעיני הוא NLS עם הקלדה כפולה.KRPAATKKAGQAKKKL הוא הרצף הקצר שיכול למלא תפקיד בטרנסממברנה של הממברנה.מכיוון שלרוב ה-NLS יש מספרי מטען הנמוכים מ-8, ה-NLS אינם פפטידים טרנס-ממברניים יעילים, אך הם יכולים להיות פפטידים טרנס-ממברניים יעילים כאשר הם מקושרים באופן קוולנטי לרצפי פפטידים הידרופוביים ליצירת פפטידים טרנס-ממברניים אמפיפיליים.
2. פפטיד טרנסממברני אמפיפילי
פפטידים טרנסממברניים אמפיפיליים מורכבים מתחומים הידרופיליים והידרופוביים, אותם ניתן לחלק לאמפיפילים ראשוניים, אמפיפיליים α-סליליים משניים, אמפיפיליים מתקפלים ב-β ואמפיפיליים מועשרים בפרולין.
פפטידים אמפיפיליים מסוג ראשוני לובשים ממברנה לשתי קטגוריות, קטגוריה עם NLSs המחוברים קוולנטית על ידי רצף פפטיד הידרופובי, כגון MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) ו-Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV), שניהם מבוססים על אות הלוקליזציה הגרעיני PKKKRKV של SV4b,inc. התחום של MPG קשור לרצף ההיתוך של HIV גליקופרוטאין 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A), והתחום ההידרופובי של Pep-1 קשור לצביר העשיר בטריפטופן עם זיקה ממברנה גבוהה (KETWWET WWTEW).עם זאת, התחומים ההידרופוביים של שניהם מחוברים לאות לוקליזציה גרעיני PKKKRKV דרך WSQP.מחלקה נוספת של פפטידים טרנסממברניים אמפיפיליים ראשוניים בודדה מחלבונים טבעיים, כגון pVEC, ARF(1-22) ו-BPrPr(1-28).
הפפטידים הטרנסממברניים האמפיפיליים המשניים α-סליליים נקשרים לממברנה באמצעות סלילי α, ושאריות חומצות האמינו ההידרופיליות וההידרופוביות שלהם ממוקמות על משטחים שונים של המבנה הסלילי, כגון MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).עבור ממברנת בלאי אמפיפילית מסוג בטא פפטיד, יכולתו ליצור יריעת קפלים בטא חיונית ליכולת החדירה שלו לממברנה, כגון ב-VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) בתהליך חקר יכולת החדירה של הממברנה, באמצעות סוג D - אנלוגים למוטציה של חומצות אמינו לא יכלו ליצור חתיכה מקופלת בטא, יכולת החדירה של הממברנה ירודה מאוד.בפפטידים טרנסממברניים אמפיפיליים מועשרים בפרולין, פוליפרולין II (PPII) נוצר בקלות במים טהורים כאשר הפרולין מועשר מאוד במבנה הפוליפפטיד.PPII הוא סליל שמאלי עם 3.0 שאריות חומצות אמינו לכל סיבוב, בניגוד למבנה אלפא-סלילי הימני הסטנדרטי עם 3.6 שאריות חומצות אמינו לכל סיבוב.פפטידים טרנסממברניים אמפיפיליים מועשרים בפרולין כללו פפטיד אנטי-מיקרוביאלי בקר 7(Bac7), פוליפפטיד סינתטי (PPR)n(n יכול להיות 3, 4, 5 ו-6) וכו'.
3. פפטיד חודר קרום הידרופובי
פפטידים טרנסממברניים הידרופוביים מכילים רק שאריות חומצות אמינו לא קוטביות, עם מטען נטו של פחות מ-20% מהמטען הכולל של רצף חומצות האמינו, או מכילים חלקים הידרופוביים או קבוצות כימיות החיוניות לטרנסממברנה.למרות שלעיתים קרובות מתעלמים מפפטידים טרנס-ממברניים תאיים אלו, הם קיימים, כגון גורם גדילה פיברובלסט (K-FGF) ו-Fibroblast growth factor 12(F-GF12) מהסרקומה של Kaposi.
זמן פרסום: 19-3-2023