Тетрапептид — это пептид , классифицируемый как олигопептид , поскольку он состоит только из четырех аминокислот, соединенных пептидными связями . Многие тетрапептиды фармакологически активны, часто проявляя сродство и специфичность к различным рецепторам в белок-белковой сигнализации. В природе присутствуют как линейные, так и циклические тетрапептиды (CTP), последний из которых имитирует обратные повороты белка, которые часто присутствуют на поверхности белков и лекарственных мишеней. [1] [2] Тетрапептиды могут быть циклизованы четвертой пептидной связью или другими ковалентными связями .
Примерами тетрапептидов являются:
Циклические тетрапептиды представляют собой класс препаратов, содержащих α-эпоксикетоновую группу, которая потенциально способна алкилировать активный центр HDAC. [5] Активный центр HDAC, также известный как гистондеацетилаза, представляет собой изоферменты, которые модулируют многочисленные регуляторные сигналы и пути в биологических системах. Они служат мишенями для разработки лекарств. [6] Если бы циклические тетрапептиды алкилировали активный центр HDAC, они бы дезактивировали каталитический карман HDAC. Сообщалось, что тетрапептид тафтсин (Thr–Lys–Pro–Arg) влияет на широкий спектр биологических реакций в нейтрофилах и мононуклеарных фагоцитах, а также на фагоцитоз. Также сообщалось, что тетрапептид с аминокислотной последовательностью RGDS, которая происходит из домена связывания клеток молекулы фибронектина, способен блокировать присоединение фибронектина к клеткам. На основании этого отчета они смогли предположить, что тетрапептид RGDS способен блокировать присоединение RPE к различным компонентам внеклеточного матрикса, включая: фибронектин, коллаген типа I, коллаген типа II, ламинин и базальную мембрану капсулы хрусталика. Используя покадровую кинематографию, было показано, что тетрапептид RGDS подавляет способность клеток сокращать коллаген. [5]
Тентоксин наиболее широко известен как встречающийся в природе фитотоксичный циклический тетрапептид, который выделяется грибами семейства Alternaria alternata . На сегодняшний день было опубликовано четыре полных синтеза тентоксина, которые дали очень низкие общие выходы. Эти низкие выходы были в основном обусловлены введением дегидроаминокислоты, а точнее, этапом циклизации. Был разработан метод для стереоспецифического введения Z-дегидрофенилаланина с помощью модифицированной реакции адолизации Эрленмейера. [7] Альдольная реакция представляет собой превращение, которое происходит из-за димеризации альдегида (или кетона) в бета-гидроксиальдегид (или кетон) путем присоединения альфа-СН одной молекулы реагента к карбонильной группе второй молекулы реагента. Эта реакция требует, чтобы по крайней мере один из реагентов имел водороды. [8] Предшественник тентоксина, линейный тетрапептид (Boc-R1Ala-Leu-R2ΔZPhe-Gly-OMe), был получен из Boc-Leu-Gly-OH с выходом 72%. Этот линейный тетрапептид с углеродом-14 использовался для изучения четырех реагентов циклизации, DPPA, DCC-PfpOH, HBTU и HATU. Таким образом, это дало тентоксину выход циклизации 81%. [7]
Чтобы лучше понять механизмы, которые используются для регуляции активации каспаз, было проведено исследование для выявления условий, которые потенциально могли бы привести к максимально полной и синхронной индукции апоптоза с использованием тетрапептидного ингибитора. Это было достигнуто путем использования клеток HL-60, которые являются линией промиелоцитарных клеток человека, чтобы показать, что как анизомицин, так и геранилгераниол способны индуцировать апоптоз примерно в 80% клеток в течение двух часов. [9] Анизомицин является трансляционным ингибитором, который секретируется Streptomyces spp., он сильно активирует стресс-активируемые митоген-активируемые протеинкиназы, JNK/SAPK и p38/RK в клетках млекопитающих. Это приводит к быстрой индукции немедленно-ранних генов в нуклеазе. [10] Геранилгераниол является дитерпеновым спиртом, который используется для ингредиентов духов и в качестве сырья для синтеза витаминов, таких как; витамины А и Е. Также сообщается, что он предотвращает ингибирование образования остеокластов, а также резорбцию костей in vitro. Он также показал, что индуцирует противораковый, противоопухолевый и противолейшманиозный потенциалы. [11]
Индукция апоптоза в клетках HL-60 сопровождается обработкой активации каспазы-3 и потенциально каспазы-2. Бензилоксикарбонил-Вал-Ала-Асп-(ОМе)-фторметилкетон (zVAD.fmk), тетрапептидный ингибитор каспаз, был добавлен для продления индукции апоптоза, вызванного любым из агентов. Он также позволил некоторым клеткам продолжать расти до 72 часов после обработки. Этот метод был необходим для исследования, чтобы лучше понять механизмы апоптоза. [9]
Сообщалось о новом вакцинном адъюванте, цель которого — вызывать как гуморальный, так и клеточный иммунный ответ. Этот вакцинный адъювант был получен из супрамолекулярного гидрогеля самоорганизующегося D-тетрапептида. Предыдущие пионерские работы показали, что самоорганизующиеся пептиды могут служить самоорганизующимися вакцинами посредством ковалентной конъюгации пептидных или белковых антигенов, но это не может вызвать сильные реакции CD8^+ T-клеток. [12] Однако в недавнем исследовании было обнаружено, что самоорганизующееся производное L-пептида (Nap-GFFY-NMe, модифицированный нафтилуксусной кислотой тетрапептид GFFY с C-концевой метиламидной группой), которое было образовано из фосфатазы, может совместно собираться с молекулами ДНК ВИЧ и вызывать как гуморальный, так и клеточный иммунный ответ против ВИЧ. Сообщалось, что крупномасштабный синтез фосфорилированного предшественника (Nap-GFFpY-NMe или Nap-GFFpY-OMe (фосфорилированный тетрапептид GFFpY, модифицированный нафтилуксусной кислотой с С-концевой метилэфирной группой)) чрезвычайно сложен. Также сообщалось, что необходимость запуска фермента может вызвать побочные эффекты, включая проблемы с воспроизводимостью и изменение состава. [12] Если им удастся разработать пептидный гидрогель в качестве вакцинного адъюванта, который будет содержать четко определенную молекулярную структуру и очень простой режим формулирования, это будет очень многообещающе.
Трапоксин (цикло-(L-фенилаланил-L-фенилаланил-D-пипеколинил-L-2-амино-8-оксо-9,10-эпокси-деканоил)) широко известен как противоопухолевый циклический тетрапептид. В предыдущем исследовании было обнаружено, что грибковый продукт, трапоксин, может вызывать морфологическую реверсию от трансформированного к нормальному в sis-трансформированных фибробластах NIH3T3. Было также обнаружено, что трапоксин может вызывать накопление высокоацетилированных ядерных гистонов во многих различных линиях клеток млекопитающих. Были проведены эксперименты в пробирке, и было обнаружено, что низкая концентрация трапоксина может необратимо ингибировать деацетилирование ацетилированных молекул гистонов. Исследование показало, что это может быть связано с химическим восстановлением эпоксидной группы, которая находится в трапоксине, полностью отменяя ингибирующую активность. Это предполагает, что трапоксин ковалентно связывается с гистондеацетилазой через эпоксид. Напротив, ингибирование трихостатином А, который является известным мощным ингибитором гистондеацетилазы, может быть обратимым. Несмотря на то, что их режим ингибирования отличается, трапоксин и трихостатин А оказывают почти одинаковое биологическое воздействие на клеточный цикл. Эффекты in vivo, которые обычно вызываются этими агентами, можно отнести к гиперацетилированию гистонов, которое является результатом ингибирования гистондеацетилазы, что было настоятельно предложено на основании результатов. [13]