Esistono molti tipi di peptidi transmembrana e la loro classificazione si basa su proprietà fisiche e chimiche, fonti, meccanismi di ingestione e applicazioni biomediche.In base alle loro proprietà fisiche e chimiche, i peptidi che penetrano la membrana possono essere suddivisi in tre tipi: cationici, anfifilici e idrofobici.I peptidi cationici e anfifilici che penetrano la membrana rappresentano l'85%, mentre i peptidi idrofobici che penetrano la membrana rappresentano solo il 15%.
1. Peptide penetrante nella membrana cationica
I peptidi transmembrana cationici sono composti da peptidi corti ricchi di arginina, lisina e istidina, come TAT, penetratina, poliarginina, P22N, DPV3 e DPV6.Tra questi, l'arginina contiene guanidina, che può legarsi idrogeno con gruppi di acido fosforico caricati negativamente sulla membrana cellulare e mediare i peptidi transmembrana nella membrana in condizioni di valore di pH fisiologico.Studi sull'oligarginina (da 3 R a 12 R) hanno dimostrato che la capacità di penetrazione della membrana veniva raggiunta solo quando la quantità di arginina era pari a 8, e la capacità di penetrazione della membrana aumentava gradualmente con l'aumento della quantità di arginina.La lisina, sebbene cationica come l'arginina, non contiene guanidina, quindi quando esiste da sola, la sua efficienza di penetrazione nella membrana non è molto elevata.Futaki et al.(2001) hanno scoperto che un buon effetto di penetrazione della membrana poteva essere ottenuto solo quando il peptide penetrante nella membrana cellulare cationica conteneva almeno 8 amminoacidi caricati positivamente.Sebbene i residui di amminoacidi caricati positivamente siano essenziali affinché i peptidi penetranti penetrino nella membrana, altri amminoacidi sono ugualmente importanti, come quando W14 muta in F, la penetrabilità della penetratina viene persa.
Una classe speciale di peptidi transmembrana cationici sono le sequenze di localizzazione nucleare (NLS), che consistono in peptidi corti ricchi di arginina, lisina e prolina e possono essere trasportati al nucleo attraverso il complesso dei pori nucleari.Gli NLS possono essere ulteriormente suddivisi in tipizzazione singola e doppia, costituiti rispettivamente da uno e due gruppi di aminoacidi basici.Ad esempio, PKKKRKV del virus scimmiesco 40 (SV40) è una NLS a tipizzazione singola, mentre la proteina nucleare è una NLS a tipizzazione doppia.KRPAATKKAGQAKKKL è la breve sequenza che può svolgere un ruolo nella transmembrana della membrana.Poiché la maggior parte degli NLS hanno numeri di carica inferiori a 8, gli NLS non sono peptidi transmembrana efficaci, ma possono essere peptidi transmembrana efficaci quando legati covalentemente a sequenze peptidiche idrofobe per formare peptidi transmembrana anfifilici.
2. Peptide transmembrana anfifilico
I peptidi transmembrana anfifilici sono costituiti da domini idrofili e idrofobici, che possono essere suddivisi in anfifilici primari, anfifilici secondari ad α-elica, anfifilici β-ripieganti e anfifilici arricchiti di prolina.
Peptidi di membrana da usura anfifilici di tipo primario in due categorie, categoria con NLS collegati covalentemente da una sequenza peptidica idrofobica, come MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV) e Pep - 1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV). Entrambi sono basati sul segnale di localizzazione nucleare PKKKRKV di SV40, in cui l'idrofobo il dominio di MPG è correlato alla sequenza di fusione della glicoproteina 41 dell'HIV (GALFLGFLGAAGSTMG A) e il dominio idrofobico di Pep-1 è correlato al cluster ricco di triptofano con elevata affinità di membrana (KETWWET WWTEW).Tuttavia, i domini idrofobici di entrambi sono collegati al segnale di localizzazione nucleare PKKKRKV tramite WSQP.Un'altra classe di peptidi transmembrana anfifilici primari è stata isolata da proteine naturali, come pVEC, ARF(1-22) e BPrPr(1-28).
I peptidi transmembrana anfifilici ad α-elica secondari si legano alla membrana tramite α-eliche e i loro residui di amminoacidi idrofili e idrofobici si trovano su diverse superfici della struttura elicoidale, come MAP (KLALKLALK ALKAALKLA).Per la membrana di usura anfifilica di tipo beta-peptide pieghevole, la sua capacità di formare un foglio pieghettato beta è cruciale per la sua capacità di penetrazione della membrana, come in VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD) nel processo di ricerca sulla capacità di penetrazione della membrana, utilizzando il tipo D - gli analoghi della mutazione dell'amminoacido non possono formare pezzi piegati beta, la capacità di penetrazione della membrana è molto scarsa.Nei peptidi transmembrana anfifilici arricchiti con prolina, la poliprolina II (PPII) si forma facilmente in acqua pura quando la prolina è altamente arricchita nella struttura polipeptidica.PPII è un'elica sinistrorsa con 3,0 residui amminoacidici per giro, in contrasto con la struttura standard dell'alfa-elica destrorsa con 3,6 residui amminoacidici per giro.I peptidi transmembrana anfifilici arricchiti con prolina includevano il peptide antimicrobico bovino 7 (Bac7), il polipeptide sintetico (PPR) n (n può essere 3, 4, 5 e 6), ecc.
3. Peptide penetrante nella membrana idrofobica
I peptidi transmembrana idrofobici contengono solo residui amminoacidici non polari, con una carica netta inferiore al 20% della carica totale della sequenza amminoacidica, oppure contengono porzioni idrofobe o gruppi chimici essenziali per la transmembrana.Sebbene questi peptidi transmembrana cellulari siano spesso trascurati, esistono, come il fattore di crescita dei fibroblasti (K-FGF) e il fattore di crescita dei fibroblasti 12 (F-GF12) del sarcoma di Kaposi.
Orario di pubblicazione: 19 marzo 2023