هناك أنواع عديدة من الببتيدات عبر الغشاء، ويعتمد تصنيفها على الخصائص الفيزيائية والكيميائية، والمصادر، وآليات الابتلاع، والتطبيقات الطبية الحيوية.وفقًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية، يمكن تقسيم الببتيدات المخترقة للأغشية إلى ثلاثة أنواع: كاتيونية، وأمفيفيلية، وكارهة للماء.تمثل الببتيدات التي تخترق الأغشية الكاتيونية والأمفيفيلية 85٪، بينما تمثل الببتيدات التي تخترق الأغشية الكارهة للماء 15٪ فقط.
1. الببتيد الذي يخترق الغشاء الكاتيوني
تتكون الببتيدات عبر الغشاء الكاتيوني من ببتيدات قصيرة غنية بالأرجينين والليسين والهيستيدين، مثل TAT وPenetratin وPolyarginine وP22N وDPV3 وDPV6.من بينها، يحتوي الأرجينين على الجوانيدين، الذي يمكنه الارتباط الهيدروجيني مع مجموعات حمض الفوسفوريك سالبة الشحنة على غشاء الخلية ويتوسط الببتيدات عبر الغشاء في الغشاء بشرط قيمة الرقم الهيدروجيني الفسيولوجية.أظهرت دراسات الأوليجارجينين (من 3 R إلى 12 R) أن قدرة اختراق الغشاء لم تتحقق إلا عندما كانت كمية الأرجينين منخفضة تصل إلى 8، وتزداد قدرة اختراق الغشاء تدريجيًا مع زيادة كمية الأرجينين.ليسين، على الرغم من كونه كاتيونيًا مثل الأرجينين، إلا أنه لا يحتوي على الجوانيدين، لذلك عندما يوجد بمفرده، فإن كفاءة اختراق الغشاء ليست عالية جدًا.فوتاكي وآخرون.(2001) وجد أنه لا يمكن تحقيق تأثير جيد لاختراق الغشاء إلا عندما يحتوي الببتيد المخترق لغشاء الخلية الكاتيونية على 8 أحماض أمينية موجبة الشحنة على الأقل.على الرغم من أن بقايا الأحماض الأمينية موجبة الشحنة ضرورية للببتيدات المخترقة لاختراق الغشاء، إلا أن الأحماض الأمينية الأخرى لها نفس القدر من الأهمية، كما هو الحال عندما يتحول W14 إلى F، يتم فقدان قابلية اختراق البينتراتين.
فئة خاصة من الببتيدات عبر الغشاء الكاتيوني هي تسلسلات التوطين النووي (NLSs)، والتي تتكون من ببتيدات قصيرة غنية بالأرجينين والليسين والبرولين ويمكن نقلها إلى النواة من خلال مجمع المسام النووي.يمكن تقسيم NLSs أيضًا إلى كتابة مفردة ومزدوجة، تتكون من مجموعة واحدة أو مجموعتين من الأحماض الأمينية الأساسية، على التوالي.على سبيل المثال، PKKKRKV من الفيروس القردي 40 (SV40) هو NLS أحادي الكتابة، في حين أن البروتين النووي هو NLS مزدوج الكتابة.KRPAATKKAGQAKKKL هو التسلسل القصير الذي يمكن أن يلعب دورًا في الغشاء الغشائي.نظرًا لأن معظم NLSs لها أرقام شحن أقل من 8، فإن NLSs ليست ببتيدات فعالة عبر الغشاء، ولكنها يمكن أن تكون ببتيدات فعالة عبر الغشاء عندما ترتبط تساهميًا بتسلسلات الببتيد الكارهة للماء لتكوين ببتيدات عبر الغشاء أمفيفيلية.
2. الببتيد عبر الغشاء البرمائي
تتكون الببتيدات عبر الغشاء البرمائيات من مجالات محبة للماء وكارهة للماء، والتي يمكن تقسيمها إلى أمفيفيلية أولية، وأمفيفيلية حلزونية ألفا ثانوية، وأمفيفيلية قابلة للطي، وأمفيفيلية غنية بالبرولين.
النوع الأساسي من ببتيدات غشاء التآكل الأمفيفيلي مقسمة إلى فئتين، الفئة ذات NLSs المرتبطة تساهميًا عن طريق تسلسل الببتيد الكاره للماء، مثل MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) وPep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV)، وكلاهما يعتمد على إشارة التوطين النووي PKKKRKV لـ SV40، حيث تكون الببتيدات الكارهة للماء يرتبط مجال MPG بتسلسل دمج بروتين سكري فيروس نقص المناعة البشرية 41 (GALFLGFLGAAGSTMG A)، ويرتبط مجال Pep-1 الكاره للماء بالمجموعة الغنية بالتريبتوفان ذات تقارب الغشاء العالي (KETWWET WWTEW).ومع ذلك، ترتبط المجالات الكارهة للماء لكليهما بإشارة التوطين النووي PKKKKRKV من خلال WSQP.تم عزل فئة أخرى من الببتيدات عبر الغشاء الأمفيفيلية الأولية من البروتينات الطبيعية، مثل pVEC، ARF(1-22) وBPrPr(1-28).
ترتبط ببتيدات الغشاء الأمفيفيلي الثانوية ألفا الحلزونية بالغشاء عبر حلزونات ألفا، وتوجد بقايا الأحماض الأمينية المحبة للماء والكارهة للماء على أسطح مختلفة من البنية الحلزونية، مثل MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).بالنسبة لغشاء التآكل الأمفيفيلي من النوع بيتا الببتيد، فإن قدرته على تشكيل ورقة مطوية بيتا أمر بالغ الأهمية لقدرته على اختراق الغشاء، كما هو الحال في VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) في عملية البحث عن قدرة اختراق الغشاء، باستخدام النوع D - نظائرها من طفرة الأحماض الأمينية لا يمكن أن تشكل قطعة بيتا مطوية، وقدرة اختراق الغشاء ضعيفة للغاية.في ببتيدات الغشاء الأمفيفيلي المخصب بالبرولين، يتشكل البولي برولين II (PPII) بسهولة في الماء النقي عندما يتم إثراء البرولين بدرجة عالية في بنية البولي ببتيد.PPII عبارة عن حلزون أعسر يحتوي على 3.0 بقايا من الأحماض الأمينية في كل دورة، على عكس هيكل حلزون ألفا القياسي الأيمن الذي يحتوي على 3.6 بقايا من الأحماض الأمينية في كل دورة.تشتمل ببتيدات الغشاء الأمفيفيلي المخصب بالبرولين على الببتيد المضاد للميكروبات البقري 7 (Bac7) والبولي ببتيد الاصطناعي (PPR) n (يمكن أن يكون 3 و4 و5 و6)، وما إلى ذلك.
3. غشاء مسعور يخترق الببتيد
تحتوي الببتيدات عبر الغشاء الكارهة للماء فقط على بقايا أحماض أمينية غير قطبية، بشحنة صافية أقل من 20% من إجمالي الشحنة لتسلسل الأحماض الأمينية، أو تحتوي على أجزاء كارهة للماء أو مجموعات كيميائية ضرورية للغشاء العابر.على الرغم من أن هذه الببتيدات عبر الغشاء الخلوي غالبًا ما يتم التغاضي عنها، إلا أنها موجودة، مثل عامل نمو الخلايا الليفية (K-FGF) وعامل نمو الخلايا الليفية 12 (F-GF12) من ساركوما كابوزي.
وقت النشر: 19 مارس 2023