Polipeptida adalah senyawa yang dibentuk oleh dua atau lebih asam amino yang dihubungkan melalui ikatan peptida (ikatan Amida). Polipeptida memainkan peran penting dalam mengatur aktivitas fungsional berbagai sistem, organ, jaringan, dan sel dalam tubuh, dan sering digunakan dalam analisis fungsional, penelitian antibodi, dan pengembangan obat. Memodifikasi polipeptida untuk mengubah sifat fisikokimianya adalah teknik umum dalam penelitian polipeptida. Modifikasi polipeptida bermacam-macam, dan berdasarkan tempat modifikasinya, dapat dikategorikan menjadi modifikasi terminal N-, modifikasi terminal C-, modifikasi rantai samping, modifikasi asam amino, dan modifikasi tulang punggung (Gambar 1). Sebagai cara penting untuk mengubah struktur rantai utama atau kelompok rantai samping peptida, modifikasi polipeptida dapat secara efektif mengubah sifat fisikokimia senyawa peptida, meningkatkan kelarutan dalam air, mengubah biodistribusi, memperpanjang waktu kerja in vivo, mengurangi efek samping toksik, dan menghilangkan imunogenisitas. Hari ini, kami akan memperkenalkan beberapa modifikasi polipeptida terpenting dan karakteristiknya.
1. Siklus
Di alam, banyak polipeptida yang aktif secara biologis adalah polipeptida siklik; oleh karena itu, peptida siklik memiliki banyak aplikasi dalam biomedis modern. Peptida siklik, dibandingkan dengan peptida linier, memiliki kekakuan yang lebih baik dan sangat tahan terhadap sistem pencernaan, sehingga memungkinkan mereka bertahan hidup di saluran pencernaan dan menunjukkan afinitas yang lebih kuat terhadap reseptor target. Peptida siklik biasanya terbentuk melalui siklisasi, yang dapat dikategorikan menjadi rantai-sisi-ke-sisi-rantai, rantai-ke-sisi-rantai, dan metode siklisasi terminal-ke-terminal (kepala-ke-tail linked).
(1) Siklisasi-rantai-ke-samping-rantai
Penghubung disulfida antara residu sistein adalah salah satu cara paling umum untuk membentuk cincin peptida, dan metode ini termasuk dalam siklisasi rantai-rantai-ke-sisi-samping. Siklisasi ini dilakukan dengan mendeproteksi sepasang residu sistein dan kemudian mengoksidasinya untuk membentuk ikatan disulfida. Sintesis polisiklik dapat dicapai dengan menghilangkan gugus pelindung tiol secara selektif. Siklisasi dapat dilakukan baik dalam pelarut setelah disosiasi atau pada resin sebelum disosiasi. Karena peptida pada resin tidak mudah membentuk konformasi yang dapat disikluskan, siklisasi pada resin mungkin kurang efisien dibandingkan siklisasi dalam pelarut. Jenis siklisasi rantai samping-rantai-sisi-yang kedua melibatkan pembentukan struktur tengah antara residu asam aspartat atau asam glutamat dan asam amino basa. Hal ini mengharuskan gugus pelindung pada rantai samping harus dihilangkan secara selektif, baik pada resin maupun setelah disosiasi. Jenis siklisasi rantai samping-rantai-sisi-yang ketiga melibatkan pembentukan bifenil eter dari tirosin atau p-hidroksifenilglisin; namun, pembuatan senyawa ini memerlukan kondisi reaksi yang unik dan oleh karena itu tidak umum digunakan dalam sintesis peptida konvensional.
(2) Terminal-ke-rantai samping
Siklisasi rantai samping terminal-ke-biasanya melibatkan pembentukan ikatan amino antara terminal C-dan gugus amino rantai samping lisin atau ornitin, atau antara terminal N-dan rantai samping asam aspartat atau glutamat. Beberapa siklisasi peptida juga dibentuk oleh pembentukan ikatan eter antara terminal C-terminus dan rantai samping serin atau treonin.
(3) Siklisasi kepala-ke-ekor (atau terminal-terminal) dibentuk melalui tengahasi gugus amino terminal N-dan gugus karboksil terminal C-dari peptida. Peptida yang mirip rantai dapat disiklisasi dalam pelarut atau diimobilisasi pada resin melalui siklisasi rantai samping. Siklasi dalam pelarut harus dilakukan menggunakan peptida konsentrasi rendah untuk menghindari oligomerisasi. Hasil sintesis rantai kepala-ke-ekor dari peptida siklik bergantung pada urutan rantai peptida. Oleh karena itu, sebelum persiapan peptida siklik dalam skala besar, perpustakaan peptida timbal rantai potensial harus terlebih dahulu dibuat, diikuti dengan siklisasi untuk menemukan urutan yang memberikan hasil terbaik.
2. Glikosilasi
Glikopeptida kami yang paling umum, seperti vankomisin dan teicoplanin, adalah antibiotik penting untuk mengobati infeksi bakteri yang resistan terhadap obat. Glikopeptida lain sering digunakan untuk merangsang sistem kekebalan tubuh. Selain itu, karena banyak antigen mikroba mengalami glikosilasi, mempelajari glikopeptida penting untuk meningkatkan kemanjuran terapi infeksi. Di sisi lain, penelitian menemukan bahwa protein pada membran sel sel tumor menunjukkan glikosilasi abnormal, sehingga glikopeptida berperan penting dalam penelitian pertahanan kekebalan kanker dan tumor. Pembuatan glikopeptida umumnya menggunakan metode Fmoc/t-Bu. Residu terglikosilasi, seperti treonin dan serin, sering dimasukkan ke dalam peptida melalui perlindungan Fmoc yang diaktifkan oleh ester pentafluorofenol.
3. Fosforilasi
Dalam sel manusia, lebih dari 30% protein mengalami fosforilasi. Fosforilasi, terutama fosforilasi reversibel, memainkan peran penting dalam mengendalikan banyak proses seluler, seperti transduksi sinyal, ekspresi gen, siklus sel dan regulasi sitoskeleton, serta apoptosis.
Fosforilasi dapat diamati pada berbagai residu asam amino, tetapi target fosforilasi yang paling umum adalah residu serin, treonin, dan tirosin. Turunan fosfotirosin, fosfotreonin, dan fosfoserin dapat dimasukkan ke dalam peptida selama sintesis atau dibentuk pasca-sintesis. Fosforilasi selektif dapat dicapai dengan menggunakan residu serin, treonin, dan tirosin dengan penghilangan gugus pelindung secara selektif. Beberapa agen fosforilasi juga dapat memasukkan gugus fosfat ke dalam peptida melalui modifikasi pasca-. Baru-baru ini, ada kasus fosforilasi lisin spesifik lokasi menggunakan reaksi kemoselektif Staudinger{7}}fosfit.
