Le rôle et la synthèse des-peptides pénétrant dans les cellules

Pénétrer la membrane cellulaire et pénétrer dans la cellule est une condition préalable au fonctionnement de nombreuses macromolécules biologiques qui ciblent les cellules. Cependant, la fonction de barrière biologique de la biomembrane empêche de nombreuses substances macromoléculaires de pénétrer dans la cellule, limitant ainsi fortement l'application de ces substances dans le domaine thérapeutique. Par conséquent, comment guider ces substances pour qu’elles pénètrent dans la membrane cellulaire est un problème urgent qui doit être résolu. Les méthodes actuelles pour médier la pénétration des macromolécules biologiques dans la membrane cellulaire comprennent principalement les peptides pénétrants dans les cellules (peptides pénétrants dans les cellules, CPP), les liposomes, les adénovirus, les nanoparticules, les cellules fantômes, etc., tandis que les CPP sont un type de polypeptide qui traverse directement la membrane cellulaire et pénètre dans la cellule de manière non-dépendante des récepteurs-et non-classique. manière d’endocytose. Leur longueur ne dépasse généralement pas 30 acides aminés et ils sont riches en acides aminés basiques. La séquence d'acides aminés est généralement chargée positivement.

1activateur transcriptionnel du virus de l'immunodéficience humaine TAT(virus de l'immunodéficience humaine-1 activateur de transcription, VIH-1 TAT) C'est le premier peptide pénétrant dans les cellules découvert, qui pénètre dans les cellules de manière non toxique et efficace.

peptide pénétrant dans les cellules (peptides pénétrant dans les cellules, CPP) Une caractéristique importante de celui-ci est qu'il peut transporter une variété de substances biologiquement actives de différentes tailles et propriétés dans les cellules, y compris des composés à petites molécules, des colorants, des peptides et des acides nucléiques peptidiques (acide nucléique peptidique, PNA), des protéines, de l'ADN plasmidique, des ARNsi, des liposomes de 200 nm, des particules de phage et des particules superparamagnétiques, etc. transporteurs de médicaments ciblés.

Les avantages des CPP en tant que vecteur sont une faible toxicité et l'absence de limitations de type cellulaire, bien que les CPP puissent transporter différents types de substances dans les cellules, mais leurs applications pratiques sont principalement axées sur les oligopeptides, les protéines et les oligonucléotides (oligonucléotides, ON) ou un transport cellulaire similaire.
 

Différents-peptides pénétrants dans les cellules (CPP) Différents mécanismes transmembranaires, un-peptide pénétrant dans les cellules (CPP) Le mécanisme spécifique dépend de plusieurs paramètres, tels que la taille moléculaire (substances porteuses), la température, le type de cellule et la stabilité à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule. peptide pénétrant dans les cellules (CPP) Le mécanisme spécifique d'entrée dans les cellules n'est actuellement pas clair. Les spéculations populaires incluent les trois suivantes :
A : Modèle de particules colloïdales inversées (modèle de micelle inversé),CPP Grâce au mouvement des molécules de phospholipides sur la membrane cellulaire, une structure colloïdale inversée se forme et pénètre dans le cytoplasme.
B : Pénétration directe,c'est-à-dire modèle de structure des pores (modèle de formation des pores), les CPP forment une structure de pores transmembranaire sur la membrane cellulaire et pénètrent dans le cytoplasme.
C : Captation cellulaire par endocytose.
source : Cell-peptides pénétrants et leurs applications thérapeutiques, Victoria Sebbage, BioscienceHorizons, volume 2, numéro 1, mars 2009.

Peptides à pénétration cellulaire (par exemple, TAT du VIH) Ils peuvent pénétrer dans les cellules de deux manières : pénétration directe et endocytose. Le TAT du VIH ou une simple polyarginine pourrait être conçue comme un support de médicament efficace, mais le CPP (comme le TAT du VIH) La manière dont le transport membranaire est réalisé n'est toujours pas claire.
TAT VIH simple Comment les mécanismes d'entrée cellulaire tels que la pénétration directe et l'endocytose sont-ils favorisés ? de Gerard Wong Des chercheurs du laboratoire ont étudié dans différentes conditions le VIH TAT Comment il interagit avec la membrane cytoplasmique, le cytosquelette et des récepteurs membranaires spécifiques, induisant ainsi de multiples voies de transport.

Il est intéressant de noter que TAT Une variété de réactions différentes peuvent se produire avec la même séquence dans différentes conditions, ainsi l'interaction avec la membrane cellulaire, le cytosquelette et des récepteurs spécifiques peut produire plusieurs voies de transport.

CPP Il existe une relation très sensible entre le mécanisme transmembranaire et la séquence polypeptidique. S'il s'agit d'un CPP purement hydrophile, l'ajout d'un résidu hydrophobe peut modifier complètement son mécanisme de transport. Par exemple, le prototype CPP le plus simple-polyarginine (polyR), peut induire la formation de structures de pores transmembranaires sur la membrane cellulaire. Les acides aminés hydrophobes forment une courbure positive en s'insérant dans la membrane cellulaire. L'arginine peut former à la fois une courbure positive et négative. La lysine ne peut former une courbure négative que dans une seule direction. Cela signifie qu'entre l'arginine et la lysine/Il existe une relation compensatoire entre les hydrophobes.

Si l'hydrophobie contribue à une courbure gaussienne négative (courbure gaussienne), alors pourquoi TAT. Qu'en est-il de la teneur hydrophobe relativement faible du peptide ? La raison en est que les CPP utilisent tous le moins de groupes hydrophobes possible pour former une courbure évasée en selle. Les différences de séquence n'induisent très probablement que des structures transmembranaires transitoires de type pores - dans la membrane, créant une paire de CPP pour une durée de vie des pores plus courte. parce que CPP La composition en acides aminés des peptides TAT ​​peut médier l'endocytose avec ou sans récepteurs.