البولي ببتيد هو مركب يتكون من اثنين أو أكثر من الأحماض الأمينية المرتبطة بروابط الببتيد (روابط أميد). تلعب الببتيدات دورًا حيويًا في تنظيم الأنشطة الوظيفية لمختلف الأجهزة والأعضاء والأنسجة والخلايا في الجسم، وكثيرًا ما تستخدم في التحليل الوظيفي وأبحاث الأجسام المضادة وتطوير الأدوية. يعد تعديل الببتيدات لتغيير خواصها الفيزيائية والكيميائية أسلوبًا شائعًا في أبحاث البولي ببتيد. تتنوع تعديلات البولي ببتيد، واستنادًا إلى موقع التعديل، يمكن تصنيفها إلى تعديلات طرفية N-، وتعديلات طرفية C-، وتعديلات السلسلة الجانبية، وتعديلات الأحماض الأمينية، وتعديلات العمود الفقري (الشكل 1). كوسيلة مهمة لتغيير بنية السلسلة الرئيسية أو مجموعات السلسلة الجانبية من الببتيدات، يمكن لتعديل البولي ببتيد أن يغير بشكل فعال الخواص الفيزيائية والكيميائية لمركبات الببتيد، ويزيد من قابلية الذوبان في الماء، ويغير توزيعها الحيوي، ويطيل وقت العمل في الجسم الحي، ويقلل من الآثار الجانبية السامة، ويزيل المناعة. واليوم سنقدم لكم بعض أهم تعديلات البولي ببتيد وخصائصها.
1. الدورة
في الطبيعة، العديد من الببتيدات النشطة بيولوجيًا هي عبارة عن عديدات ببتيدات حلقية؛ لذلك، الببتيدات الحلقية لها تطبيقات عديدة في الطب الحيوي الحديث. تتمتع الببتيدات الحلقية، مقارنة بالببتيدات الخطية، بصلابة أفضل ومقاومة عالية للجهاز الهضمي، مما يسمح لها بالبقاء في الجهاز الهضمي وإظهار تقارب أقوى للمستقبلات المستهدفة. تتشكل الببتيدات الحلقية عادة من خلال التدوير، والتي يمكن تصنيفها إلى سلسلة - جانبية - إلى - سلسلة جانبية، وسلسلة طرفية - إلى - سلسلة جانبية، وسلسلة طرفية - إلى - طرفية (الرأس - إلى - سلسلة متصلة بالذيل).
(1) سلسلة جانبية-سلسلة-إلى-سلسلة جانبية-دورة دائرية
يعد سد ثاني كبريتيد بين بقايا السيستين أحد أكثر الطرق شيوعًا لتشكيل حلقات الببتيد، وتنتمي هذه الطريقة إلى سلسلة -سلسلة-إلى-جانبية-دورة سلسلة جانبية. يتم تقديم هذا التدوير عن طريق إزالة حماية زوج من بقايا السيستين ثم أكسدتها لتكوين رابطة ثاني كبريتيد. يمكن تحقيق التوليف متعدد الحلقات عن طريق إزالة مجموعة حماية الثيول بشكل انتقائي. يمكن إجراء عملية التدوير إما في المذيب بعد التفكك أو على الراتنج قبل التفكك. نظرًا لأن الببتيدات الموجودة على الراتينج لا تشكل بسهولة توافقات قابلة للتدوير، فقد تكون عملية التدوير على الراتنج أقل كفاءة من عملية التدوير في المذيب. النوع الثاني من سلسلة -السلسلة الجانبية-الجانبية- يتضمن تكوين بنية أميد بين بقايا حمض الأسبارتيك أو حمض الجلوتاميك والحمض الأميني الأساسي. وهذا يتطلب إزالة مجموعة الحماية الموجودة على السلسلة الجانبية بشكل انتقائي، سواء على الراتنج أو بعد التفكك. النوع الثالث من سلسلة -السلسلة الجانبية-الجانبية- يتضمن تكوين إيثر ثنائي الفينيل من التيروزين أو p-هيدروكسي فينيل جلايسين؛ ومع ذلك، فإن تحضير هذه المركبات يتطلب ظروف تفاعل فريدة وبالتالي لا يستخدم بشكل شائع في تركيب الببتيدات التقليدية.
(2) المحطة الطرفية-إلى-السلسلة الجانبية
تتضمن دورة السلسلة الطرفية من -إلى- عادةً تكوين رابطة أميد بين النهاية C- والمجموعة الأمينية من السلسلة الجانبية ليسين أو الأورنيثين، أو بين النهاية N- والسلسلة الجانبية لحمض الأسبارتيك أو الجلوتاميك. تتشكل بعض دورات الببتيد أيضًا عن طريق تكوين رابطة الأثير بين الطرف C- والسلسلة الجانبية سيرين أو ثريونين.
(3) يتكون التدوير من الرأس-إلى-الذيل (أو الطرفي-) من خلال وسط المجموعة الأمينية الطرفية N- ومجموعة الكربوكسيل الطرفية C- من الببتيد. يمكن تدوير السلسلة-المشابهة للببتيدات في مذيب أو تثبيتها على راتنج عبر تدوير السلسلة -الجانبية. ينبغي إجراء التدوير في المذيبات باستخدام تركيزات منخفضة من الببتيدات لتجنب احتكار القلة. يعتمد ناتج تخليق سلسلة الرأس-إلى-الببتيدات الحلقية على تسلسل الببتيد المتسلسل. ولذلك، قبل إعداد الببتيدات الحلقية على نطاق واسع-، يجب أولاً إنشاء مكتبة من الببتيدات الرصاصية المحتملة، تليها عملية التدوير للعثور على التسلسل الذي يحقق أفضل النتائج.
2. الغليكوزيل
تُعد الببتيدات السكرية الأكثر شيوعًا لدينا، مثل الفانكومايسين والتيكوبلانين، من المضادات الحيوية المهمة لعلاج الالتهابات البكتيرية المقاومة للأدوية. غالبًا ما تستخدم الببتيدات السكرية الأخرى لتحفيز جهاز المناعة. علاوة على ذلك، نظرًا لأن العديد من المستضدات الميكروبية تكون غليكوزيلاتية، فإن دراسة الببتيدات السكرية مهمة لتحسين الفعالية العلاجية للعدوى. من ناحية أخرى، وجدت الدراسات أن البروتينات الموجودة على أغشية الخلايا السرطانية تظهر ارتباطًا غير طبيعي بالجليكوزيل، مما يجعل الببتيدات السكرية تلعب دورًا مهمًا في أبحاث الدفاع المناعي للسرطان والورم. يستخدم تحضير الجليكوبيبتيد عمومًا طريقة Fmoc/t-Bu. غالبًا ما يتم إدخال بقايا الجليكوزيلات، مثل الثريونين والسيرين، إلى الببتيدات عبر حماية Fmoc التي يتم تنشيطها بواسطة استرات خماسي فلوروفينول.
3. الفسفرة
في الخلايا البشرية، يتم فسفرة أكثر من 30٪ من البروتينات. تلعب الفسفرة، وخاصة الفسفرة العكسية، دورًا حاسمًا في التحكم في العديد من العمليات الخلوية، مثل نقل الإشارة، والتعبير الجيني، ودورة الخلية وتنظيم الهيكل الخلوي، وموت الخلايا المبرمج.
يمكن ملاحظة الفسفرة على نطاق واسع من بقايا الأحماض الأمينية، ولكن أهداف الفسفرة الأكثر شيوعًا هي بقايا السيرين والثريونين والتيروزين. يمكن إدخال مشتقات الفوسفوتيروسين والفوسفوثريونين والفوسفوسرين إلى الببتيدات أثناء التوليف أو تكوينها بعد التوليف -. يمكن تحقيق الفسفرة الانتقائية باستخدام بقايا السيرين والثريونين والتيروزين مع الإزالة الانتقائية لمجموعات الحماية. يمكن لبعض عوامل الفسفرة أيضًا إدخال مجموعات الفوسفات إلى الببتيدات من خلال التعديل اللاحق-. في الآونة الأخيرة، كانت هناك حالات من الفسفرة المحددة للموقع-لليسين باستخدام تفاعل ستودينجر الكيميائي الانتقائي-الفوسفيت.
