Screening for makrocykliske peptider

Makrocykliske peptider er lovende kandidater til lægemidler, men deres screening er vanskelig. Forskere har nu udviklet en nem at bruge, high-throughput screeningsassay for cykliske peptider med affinitet til ubiquitin, et protein, der hjælper med at nedbryde proteiner og fremkalde celledød. Resultaterne kan føre til nye lægemiddelkandidater mod kræft, ifølge en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie .

Lægemidler baseret på peptider (små proteiner) er ofte for store til at passere gennem cellemembraner. For at gøre sådanne peptider mere kompakte og stabile – og dermed mere effektive – undersøger forskere deres lukkede versioner, kaldet makrocykliske peptider. Lægemidler baseret på makrocykliske peptider er interessante kandidater til modulering af regulatoriske proteiner, hvilket er et vigtigt mål i kræftforskningen.

Imidlertid, screening for sådanne peptider er vanskelig. "Veltetablerede screeningsmetoder kræver ofte meget dyr instrumentering og passende uddannelse, " siger Ashram Brik fra Technion-Israel Institute of Technology, Israel, som er sat op til at udvikle alternative strategier.

Forskerne designet et simpelt screeningsassay baseret på konkurrerende binding. Konkurrerende binding betyder, at ukendte peptider testes for deres evner til at fortrænge et kendt peptid med kendt bindingsaffinitet til et mål. Udlæsningen er simpelthen ændringen i fluorescens, som er tilvejebragt af fluorescensmærket knyttet til det kendte peptid. Forskerne siger, at denne opsætning muliggør hurtig, Høj gennemstrømning, billig, og let at implementere screening af peptidbiblioteker.

Forskerne brugte analysen til at screene for peptider, der binder stærkt til ubiquitin, et lille cellulært protein, som celler bruger til at mærke dysfunktionelle proteiner og mærke dem for nedbrydning. De identificerede adskillige peptidkandidater med høj bindingsaffinitet, som kunne justeres yderligere for at gøre dem mere funktionelle.

"For eksempel, vi udsatte peptiderne for kemi såsom alkyleringsarylering, oxidation og dimerisering, det første skridt til at lave polycykliske peptider, " sagde Brik. "Polycykliske peptider har en merværdi, der er afgørende for at blive betragtet som lægemiddelkandidater." Forskere antager, at ringdannelse gør peptiderne mere stabile end deres åbne analoger, og deres kompakte former hjælper dem med at komme lettere ind i celler.

Forfatterne fremstillede dimerer af cykliske ubiquitin-bindende peptider, hvor to identiske cykliske peptider er forbundet, og screenede dem igen for deres affinitet til ubiquitin. De opdagede stærkt bindende kandidater og testede dem for deres regulerende rolle i levende cancercellelinjer. Forfatterne fandt, at de dimere cykliske peptider let trængte ind i cellerne og inducerede celledød, og de var mere potente end kontrolpeptidet.

Ud over, forfatterne foreslår, at de nye cirkulære peptider kunne mærkes og bruges som farvningsmidler for ubiquitin med antistoflignende egenskaber.