Като доставчик на пептидни API, често се сблъсквам със запитвания от клиенти относно разликите между линейни и циклични пептидни API. Разбирането на тези разлики е от решаващо значение за различни приложения, от фармацевтични продукти до козметика. В тази публикация в блога ще се задълбоча в характеристиките, предимствата и приложенията както на линейни, така и на циклични пептидни API, предоставяйки прозрения, които да ви помогнат да вземете информирани решения за вашите проекти.
Структурни разлики
Най-фундаменталната разлика между линейните и цикличните пептидни API се крие в тяхната структура. Линейните пептиди се състоят от права верига от аминокиселини, свързани помежду си чрез пептидни връзки, подобно на низ от мъниста. N-краят (амино край) и С-краят (карбоксилен край) на пептида остават свободни, освен ако не бъдат допълнително модифицирани. Например, прост трипептид като Gly - Ala - Ser е линеен пептид, където всяка аминокиселина е свързана по последователен начин.
От друга страна, цикличните пептиди образуват затворена верига. Това може да стане чрез образуването на пептидна връзка между N-края и С-края, или чрез други видове връзки като дисулфидни връзки между цистеиновите остатъци. Например, някои циклични пептиди, открити в природата, като грамицидин S, се образуват от циклизиране от главата до опашката на линеен прекурсорен пептид, създавайки кръгова структура.
Химични и физични свойства
Стабилност
Цикличните пептиди обикновено показват по-голяма стабилност в сравнение с линейните пептиди. Цикличната структура ограничава конформационната гъвкавост на пептида, което го прави по-малко податлив на протеолитично разграждане. Протеазите, които са ензими, които разграждат пептидите, често разпознават специфични линейни последователности и разцепват пептидните връзки. Тъй като цикличните пептиди нямат свободни N- и C- краища и имат по-ограничена структура, протеазите имат по-трудно време да се свързват и разцепват тези пептиди. Тази повишена стабилност е особено полезна във фармацевтичните приложения, където пептидите трябва да останат непокътнати в тялото за продължителен период от време, за да проявят своите терапевтични ефекти.
Обратно, линейните пептиди са по-гъвкави и могат да приемат по-широк диапазон от конформации. Докато тази гъвкавост може да бъде изгодна в някои случаи, тя също ги прави по-уязвими към ензимно разцепване. Например, в кръвния поток, линейните пептиди могат бързо да се разграждат от протеази, намалявайки тяхната бионаличност.
Разтворимост
Разтворимостта на линейните и цикличните пептиди също може да се различава. Линейните пептиди са склонни да имат относително добра разтворимост във водни разтвори, особено ако съдържат достатъчен брой хидрофилни аминокиселини. Свободните N- и C- краища могат да участват във водородното свързване с водните молекули, повишавайки тяхната разтворимост. Въпреки това, ако линеен пептид съдържа голям брой хидрофобни аминокиселини, той може да има лоша разтворимост във вода, което води до агрегация и утаяване.
Разтворимостта на цикличните пептиди зависи от техния специфичен аминокиселинен състав и естеството на циклизацията. Някои циклични пептиди са силно разтворими във вода поради наличието на полярни аминокиселини на външната повърхност на пръстена. Други, особено тези с висок дял на хидрофобни остатъци, могат да имат ограничена разтворимост във вода. В такива случаи може да са необходими модификации като добавяне на солюбилизиращи групи, за да се подобри тяхната разтворимост.
Биологична активност
Афинитет на свързване
Афинитетът на свързване на пептид към неговата мишена е критичен фактор в неговата биологична активност. Цикличните пептиди често имат по-висок афинитет на свързване към техните цели в сравнение с линейните пептиди. Ограничената структура на цикличните пептиди им позволява да приемат предварително организирана конформация, която е комплементарна на мястото на свързване на целевата молекула, като рецептор или ензим. Тази предварителна организация намалява загубата на ентропия при свързване, което прави взаимодействието на свързване по-благоприятно.
Например, в областта на откриването на лекарства е показано, че цикличните пептиди се свързват с определени рецептори с много по-висок афинитет от техните линейни аналогове. Този висок афинитет на свързване може да доведе до по-мощни биологични ефекти при по-ниски концентрации, което е желателно за терапевтични приложения.
Линейните пептиди, с тяхната по-голяма конформационна гъвкавост, може да се наложи да претърпят конформационна промяна при свързване с целта, което води до ентропийни разходи. В резултат на това техните афинитети на свързване могат да бъдат по-ниски в някои случаи. Въпреки това, гъвкавостта на линейните пептиди може също да им позволи да се адаптират към различни места на свързване, което потенциално им позволява да взаимодействат с по-широк кръг от цели.
Избирателност
Цикличните пептиди могат също така да проявяват по-висока селективност за своите мишени. Добре дефинираната структура на цикличните пептиди позволява по-прецизни взаимодействия със специфични места на свързване на целевата молекула. Това може да намали вероятността от нецелеви ефекти, което е основен проблем при разработването на лекарства. Чрез насочване само към желания рецептор или ензим, цикличните пептиди могат да сведат до минимум страничните ефекти и да подобрят профила на безопасност на лекарството.
Линейните пептиди могат да имат по-ниска селективност поради тяхната конформационна гъвкавост, която може да им позволи да се свързват с множество мишени с различен афинитет. Въпреки че това може да бъде предимство в някои случаи, като например при разработването на широкоспектърни антибиотици, то може да доведе и до нежелани странични ефекти при други приложения.
Приложения
Фармацевтични продукти
Във фармацевтичната индустрия както линейните, така и цикличните пептидни API имат важни приложения. Линейните пептиди обикновено се използват при разработването на лекарства за различни показания. Например, инсулинът, линеен пептиден хормон, се използва за лечение на диабет чрез регулиране на нивата на кръвната захар. Линейните пептиди могат лесно да бъдат синтезирани чрез твърдофазов пептиден синтез (SPPS), който позволява ефективното производство на пептиди с определени последователности.
Цикличните пептиди също се очертават като обещаващи кандидати за лекарства. Тяхната висока стабилност, афинитет на свързване и селективност ги правят привлекателни за лечение на различни заболявания, включително рак, инфекциозни заболявания и неврологични разстройства. Например, някои циклични пептиди са разработени като инхибитори на специфични ензими, участващи в пролиферацията на ракови клетки, блокирайки растежа и разпространението на раковите клетки.
Козметика
В козметичната индустрия пептидите се използват заради техните свойства против стареене, овлажняване и изсветляване на кожата. Линейните пептиди, като палмитоил-пентапептид-4, често се използват в кремове против стареене. Тези пептиди могат да стимулират производството на колаген в кожата, намалявайки появата на бръчки. Сравнително ниската цена и лекотата на синтез на линейни пептиди ги правят популярен избор за козметични формулировки.
Цикличните пептиди също се изследват за козметични приложения. Тяхната стабилност и потенциал за свързване с висок афинитет към кожните рецептори ги прави обещаващи кандидати за целеви лечения на кожата. Например, някои циклични пептиди може да са в състояние да се свържат със специфични рецептори на кожните клетки, регулирайки клетъчната функция и подобрявайки здравето на кожата.
Нашите продуктови предложения
Като доставчик на пептидни API, ние предлагаме широка гама от линейни и циклични пептидни API, за да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти. Нашето продуктово портфолио включва висококачествени линейни пептиди катоПалмитоил - Glu(OSu) - OH CAS 294855 - 91 - 7, който има потенциални приложения в козметиката и фармацевтиката. Този линеен пептид може да се използва във формули за подобряване на проникването през кожата и подобряване на стабилността на други активни съставки.
Ние също така предоставяме циклични пептидни API, включителноTBuO – кражба – Glu(OtBu) – OH CAS 1188328 – 39 – 39 – 3. Този цикличен пептид има уникални химични и биологични свойства, които го правят подходящ за различни изследователски и развойни проекти. Освен това, нашитеFmoc - Leu - Aib - OHе ценен градивен елемент за синтеза както на линейни, така и на циклични пептиди, предлагайки гъвкавост в пептидния дизайн и синтез.
Заключение
В обобщение, линейните и цикличните пептидни API имат различни разлики в тяхната структура, химични и физични свойства и биологична активност. Докато линейните пептиди са относително лесни за синтезиране и имат добра разтворимост в някои случаи, цикличните пептиди предлагат повишена стабилност, по-високи афинитети на свързване и по-голяма селективност. Изборът между линейни и циклични пептидни API зависи от конкретното приложение, независимо дали е във фармацевтиката, козметиката или други области.
Като доверен доставчик на API за пептиди, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени продукти и отлично обслужване на клиентите. Ако се интересувате да научите повече за нашите API за линейни и циклични пептиди или имате специфични изисквания за вашите проекти, препоръчваме ви да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите правилните пептидни решения за вашите нужди.
Референции
- Craik DJ, Fairlie DP, Liras S, Price DW. Циклични пептиди: ново поколение пептидни лекарства? Drug Discov днес. 2013; 18 (11 - 12): 404 - 413.
- Nguyen H, Zhou Y, Yang Y и др. Напредък в синтеза на циклични пептиди. Chem Soc Rev. 2014; 43 (19): 6981 - 7004.
- Bockus TR, Gellman SH. Ограничени пептиди: обръщане на страниците на книгата на природата. Chem Sci. 2018; 9 (12): 2907 - 2916.