Полипептид је једињење формирано од две или више аминокиселина повезаних пептидним везама (амидне везе). Полипептиди играју виталну улогу у регулисању функционалних активности различитих система, органа, ткива и ћелија у телу и често се користе у функционалној анализи, истраживању антитела и развоју лекова. Модификовање полипептида да би се променила њихова физичко-хемијска својства је уобичајена техника у истраживању полипептида. Модификације полипептида су разноврсне и на основу места модификације, могу се категорисати у модификације Н-терминала, Ц-терминалне модификације, модификације бочног ланца, модификације аминокиселина и модификације кичме (слика 1). Као важно средство за промену структуре главног ланца или група бочних ланаца пептида, модификација полипептида може ефикасно променити физичко-хемијска својства пептидних једињења, повећати растворљивост у води, променити њихову биодистрибуцију, продужити време деловања ин виво, смањити токсичне споредне ефекте и елиминисати имуногеност. Данас ћемо представити неке од најважнијих модификација полипептида и њихове карактеристике.
1. Цицлатион
У природи, многи биолошки активни полипептиди су циклични полипептиди; стога циклични пептиди имају бројне примене у савременој биомедицини. Циклични пептиди, у поређењу са линеарним пептидима, имају бољу крутост и веома су отпорни на дигестивни систем, што им омогућава да преживе у дигестивном тракту и показују јачи афинитет за циљне рецепторе. Циклични пептиди се обично формирају циклизацијом, која се може категоризирати у бочни-ланац-на-бочни-ланац, терминал-до-бочни-ланац и терминал{9}}до-терминал (од главе до репа) цикличне методе{11}
(1) циклизација бочног-ланца-до-бочног-ланца
Премошћавање дисулфида између остатака цистеина је један од најчешћих начина за формирање пептидних прстенова, а овај метод припада циклизацији бочног-ланца-на-бочног-ланца. Ова циклизација се уводи уклањањем заштите са пара цистеинских остатака, а затим их оксидацијом да би се формирала дисулфидна веза. Полициклична синтеза се може постићи селективним уклањањем тиол заштитне групе. Циклизација се може извршити или у растварачу након дисоцијације или на смоли пре дисоцијације. Пошто пептиди на смоли не формирају лако циклизујуће конформације, циклизација на смоли може бити мање ефикасна од циклизације у растварачу. Други тип циклизације бочног-бочног-бочног-ланца укључује формирање амидне структуре између остатака аспарагинске киселине или глутаминске киселине и основне амино киселине. Ово захтева да се заштитна група на бочном ланцу мора селективно уклонити, како на смоли тако и након дисоцијације. Трећи тип циклизације бочног-ланца-бочног-ланца укључује формирање бифенил етра из тирозина или п-хидроксифенилглицина; међутим, припрема ових једињења захтева јединствене реакционе услове и стога се обично не користи у синтези конвенционалних пептида.
(2) Од терминала{1}} до-бочног ланца
Циклизација бочног ланца-на- обично укључује формирање амидне везе између Ц-краја и амино групе бочног ланца лизина или орнитина, или између Н-краја и бочног ланца аспарагинске или глутаминске киселине. Неке циклизације пептида се такође формирају формирањем етарске везе између терминалног Ц- краја и бочног ланца серина или треонина.
(3) Циклизација глава-до-(или терминал-терминална) циклизација се формира амидацијом Н-терминалне амино групе и Ц-терминалне карбоксилне групе пептида. Пептиди попут ланца{7}} могу да се циклишу у растварачу или имобилизују на смоли путем -циклизације бочног ланца. Циклирање у растварачима треба да се изведе коришћењем ниских концентрација пептида да би се избегла олигомеризација. Принос од-до-ланца синтезе цикличних пептида зависи од секвенце пептида ланца. Због тога, пре -припреме великих размера цикличних пептида, прво треба креирати библиотеку потенцијалних ланчаних оловних пептида, након чега следи циклизација да би се пронашла секвенца која даје најбоље резултате.
2. Гликозилација
Наши најчешћи гликопептиди, као што су ванкомицин и теикопланин, су важни антибиотици за лечење бактеријских инфекција{0}}отпорних на лекове. Други гликопептиди се често користе за стимулацију имуног система. Штавише, пошто су многи микробни антигени гликозиловани, проучавање гликопептида је значајно за побољшање терапеутске ефикасности инфекција. С друге стране, студије су откриле да протеини на ћелијским мембранама туморских ћелија показују абнормалну гликозилацију, због чега гликопептиди играју важну улогу у истраживању рака и имунолошке одбране тумора. Припрема гликопептида углавном користи Фмоц/т-Бу метод. Гликозиловани остаци, као што су треонин и серин, често се уносе у пептиде преко Фмоц заштите активиране пентафлуорофенол естрима.
3. Фосфорилација
У људским ћелијама више од 30% протеина је фосфорилисано. Фосфорилација, посебно реверзибилна фосфорилација, игра кључну улогу у контроли многих ћелијских процеса, као што су трансдукција сигнала, експресија гена, ћелијски циклус и регулација цитоскелета и апоптоза.
Фосфорилација се може посматрати на широком спектру аминокиселинских остатака, али најчешћи циљеви фосфорилације су остаци серина, треонина и тирозина. Деривати фосфотирозина, фосфотреонина и фосфосерина могу се увести у пептиде током синтезе или формирати после-синтезе. Селективна фосфорилација се може постићи коришћењем остатака серина, треонина и тирозина уз селективно уклањање заштитних група. Неки агенси за фосфорилацију такође могу да уведу фосфатне групе у пептиде путем пост-модификације. Недавно су се појавили случајеви -специфичне фосфорилације лизина помоћу хемоселективне Стаудингерове-фосфитне реакције.
