Có nhiều loại peptide xuyên màng và việc phân loại chúng dựa trên các tính chất vật lý và hóa học, nguồn gốc, cơ chế tiêu hóa và ứng dụng y sinh.Theo tính chất vật lý và hóa học của chúng, các peptide xuyên màng có thể được chia thành ba loại: cation, lưỡng tính và kỵ nước.Các peptit xuyên màng cation và lưỡng tính chiếm 85%, trong khi các peptit xuyên màng kỵ nước chỉ chiếm 15%.
1. Peptide xuyên màng cation
Các peptide xuyên màng cation bao gồm các peptide ngắn giàu arginine, lysine và histidine, như TAT, Penetratin, Polyarginine, P22N, DPV3 và DPV6.Trong số đó, arginine có chứa guanidine, có thể liên kết hydro với các nhóm axit photphoric tích điện âm trên màng tế bào và điều hòa các peptide xuyên màng vào màng trong điều kiện giá trị PH sinh lý.Các nghiên cứu về oligarginine (từ 3R đến 12R) cho thấy khả năng xuyên màng chỉ đạt được khi lượng arginine thấp tới mức 8 và khả năng xuyên màng tăng dần khi lượng arginine tăng lên.Lysine tuy cation như arginine nhưng không chứa guanidine nên khi tồn tại đơn độc hiệu quả thẩm thấu qua màng không cao lắm.Futaki và cộng sự.(2001) phát hiện ra rằng hiệu quả thâm nhập màng tốt chỉ có thể đạt được khi peptide thâm nhập màng tế bào cation chứa ít nhất 8 axit amin tích điện dương.Mặc dù dư lượng axit amin tích điện dương rất cần thiết để các peptide thẩm thấu xuyên qua màng, nhưng các axit amin khác cũng quan trọng không kém, chẳng hạn như khi W14 biến đổi thành F, khả năng thẩm thấu của Penetratin bị mất.
Một loại peptide xuyên màng cation đặc biệt là trình tự định vị hạt nhân (NLS), bao gồm các peptide ngắn giàu arginine, lysine và proline và có thể được vận chuyển đến nhân thông qua phức hợp lỗ rỗng hạt nhân.NLS có thể được chia thành loại đơn và loại kép, lần lượt bao gồm một và hai cụm axit amin cơ bản.Ví dụ: PKKKRKV từ virus simian 40 (SV40) là NLS gõ đơn, trong khi protein hạt nhân là NLS gõ kép.KRPAATKKAGQAKKKL là chuỗi ngắn có thể đóng vai trò trong màng xuyên màng.Bởi vì hầu hết các NLS có số điện tích nhỏ hơn 8, nên NLS không phải là các peptide xuyên màng hiệu quả, nhưng chúng có thể là các peptide xuyên màng hiệu quả khi liên kết cộng hóa trị với các chuỗi peptide kỵ nước để tạo thành các peptide xuyên màng lưỡng tính.
2. Peptide xuyên màng lưỡng tính
Các peptit xuyên màng lưỡng tính bao gồm các miền ưa nước và kỵ nước, có thể được chia thành lưỡng tính sơ cấp, lưỡng tính xoắn ốc thứ cấp, lưỡng tính gấp β và lưỡng tính giàu prolin.
Các peptide màng mài mòn lưỡng tính loại sơ cấp được chia thành hai loại, loại có NLS được liên kết cộng hóa trị bằng chuỗi peptide kỵ nước, chẳng hạn như MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) và Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV), Cả hai đều dựa trên tín hiệu định vị hạt nhân PKKRKV của SV40, trong đó kỵ nước miền của MPG có liên quan đến trình tự hợp nhất của HIV glycoprotein 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A) và miền kỵ nước của Pep-1 có liên quan đến cụm giàu tryptophan có ái lực màng cao (KETWWET WWTEW).Tuy nhiên, miền kỵ nước của cả hai đều được kết nối với tín hiệu định vị hạt nhân PKKKRKV thông qua WSQP.Một loại peptide xuyên màng lưỡng tính sơ cấp khác được phân lập từ các protein tự nhiên, chẳng hạn như pVEC, ARF(1-22) và BPrPr(1-28).
Các peptide xuyên màng lưỡng tính xoắn ốc thứ cấp liên kết với màng thông qua các chuỗi xoắn ốc, và các gốc axit amin ưa nước và kỵ nước của chúng nằm trên các bề mặt khác nhau của cấu trúc xoắn ốc, chẳng hạn như MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).Đối với màng mài mòn lưỡng tính loại beta peptide gấp, khả năng tạo thành tấm xếp nếp beta là rất quan trọng đối với khả năng xuyên thấu của màng, chẳng hạn như trong VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) trong quá trình nghiên cứu khả năng xuyên thấu của màng, sử dụng loại D - Các chất tương tự đột biến axit amin không thể tạo thành mảnh gấp beta, khả năng xuyên qua màng rất kém.Trong các peptide xuyên màng lưỡng tính giàu proline, polyproline II (PPII) dễ dàng được hình thành trong nước tinh khiết khi proline được làm giàu cao trong cấu trúc polypeptide.PPII là chuỗi xoắn trái với 3,0 dư lượng axit amin mỗi lượt, trái ngược với cấu trúc xoắn alpha thuận tay phải tiêu chuẩn với 3,6 dư lượng axit amin mỗi lượt.Các peptide xuyên màng lưỡng tính giàu proline bao gồm peptide kháng khuẩn của bò 7(Bac7), polypeptide tổng hợp (PPR)n(n có thể là 3, 4, 5 và 6), v.v.
3. Peptide xuyên màng kỵ nước
Các peptide xuyên màng kỵ nước chỉ chứa các gốc axit amin không phân cực, với điện tích ròng nhỏ hơn 20% tổng điện tích của chuỗi axit amin hoặc chứa các gốc kỵ nước hoặc các nhóm hóa học cần thiết cho màng xuyên.Mặc dù các peptide xuyên màng tế bào này thường bị bỏ qua nhưng chúng vẫn tồn tại, chẳng hạn như yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (K-FGF) và yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi 12 (F-GF12) từ sarcoma Kaposi.
Thời gian đăng: 19-03-2023