péptido grapado
Un péptido grapado es un péptido corto , típicamente en una conformación alfa-helicoidal, [2] que está limitado por una abrazadera sintética ("grapa"). El alimento básico está formado por un enlace covalente entre dos cadenas laterales de aminoácidos , formando un macrociclo peptídico. Las grapas, en términos generales, se refieren a un enlace covalente de dos entidades previamente independientes. Los péptidos con múltiples grapas en tándem a veces se denominan péptidos cosidos . [3] [4] Entre otras aplicaciones, el grapado de péptidos se usa principalmente para mejorar el rendimiento farmacológico de los péptidos. [4]
Las dos clases principales de terapias son las moléculas pequeñas y las proteínas . El diseño de moléculas pequeñas inhibidoras de las interacciones proteína-proteína se ha visto obstaculizado por problemas tales como la falta general de puntos de partida de moléculas pequeñas para el diseño de fármacos, la planitud típica de la interfaz, la dificultad de distinguir la unión real de la artificial y el tamaño y el carácter de bibliotecas típicas de moléculas pequeñas. [5] Mientras tanto, las terapias de proteínas que carecen de estos problemas se ven acosadas por otro problema, la penetración celular deficiente debido a una capacidad insuficiente para difundirse a través de la membrana celular . Además, las proteínas y los péptidos a menudo están sujetos adegradación proteolítica si entran en la célula. Además, los péptidos pequeños (como las hélices alfa o hélices α individuales ) pueden perder helicidad en solución debido a factores entrópicos , lo que disminuye la afinidad de unión . [4]
Las hélices α son la estructura secundaria de proteínas más común y desempeñan un papel clave en la mediación de muchas interacciones proteína-proteína (PPI) al servir como motivos de reconocimiento. [6] Los PPI con frecuencia están mal regulados en la enfermedad, proporciona el ímpetu a largo plazo para crear péptidos alfa-helicoidales para inhibir los PPI en estados de enfermedad para aplicaciones clínicas, así como para aplicaciones de ciencia básica. La introducción de un corsé sintético (grapa) ayuda a bloquear un péptido en una conformación específica, lo que reduce la entropía conformacional . Este enfoque puede aumentar la afinidad del objetivo, aumentar la penetración celular y proteger contra la degradación proteolítica. [4] [7]Se han empleado varias estrategias para restringir las hélices α, incluidas las técnicas de estabilización covalente y no covalente; sin embargo, se ha demostrado que el enlace covalente de todos los hidrocarburos, denominado péptido básico, ha mejorado la estabilidad y la penetrabilidad celular, lo que hace que esta estrategia de estabilización sea particularmente relevante para las aplicaciones clínicas. [8]
Las grapas sintetizadas usando metátesis de cierre de anillo (RCM) son comunes. [7] Esta variación de la metátesis de olefinas y su aplicación a péptidos grapados fue desarrollada por el premio Nobel Robert H. Grubbs y Helen Blackwell a fines de la década de 1990, quienes utilizaron el catalizador de Grubbs para entrecruzar residuos de O - alilserina en un enlace covalente. [9] En 2000, Gregory Verdine y sus colegas informaron sobre la primera síntesis de un enlace cruzado de todos los hidrocarburos para la estabilización de la hélice α del péptido, combinando los principios de RCM con la disustitución α, α del carbono quiral del aminoácido y en la resina. síntesis de péptidos. [10] [11]En colaboración con Edward Taylor de la Universidad de Princeton, Loren Walensky, que en ese entonces era un posdoctorado en el laboratorio de Verdine, demostró posteriormente que el grapado de péptidos BH3 permitía que los péptidos sintéticos conservaran su conformación helicoidal α, demostrando aún más que estos péptidos eran absorbidos por las células cancerosas y se unieron a sus objetivos fisiológicos de la familia BCL-2, lo que se correlacionó con la inducción de la muerte celular. [12] Walensky descubrió que los péptidos evitaban el problema de la difusión de la membrana al cruzar la membrana a través de la captación endosomal activa, que depositaba los péptidos dentro de la célula. [13]Desde esta primera prueba de principio, la tecnología de grapado de péptidos se ha aplicado a numerosas plantillas de péptidos, lo que permite el estudio de muchos otros PPI que usan péptidos grapados, incluidos objetivos de cáncer como p53, MCL-1 BH3 y PUMA BH3, así como otros objetivos terapéuticos. desde las enfermedades infecciosas hasta el metabolismo. [14]
