Što je Peptidomimetik?

Peptidomimetik je spoj koji je dizajniran da oponaša biološki aktivni peptid, ali ima strukturne razlike koje daju veće prednosti za njegovu funkciju kao lijeka. Na primjer, peptidomimetik koji je dizajniran da oponaša hormon imao bi veću stabilnost i bio bi dostupniji svom ciljnom receptoru za prijenos signala. Peptid je velika molekula napravljena od aminokiselina koje su povezane peptidnim vezama. Peptidomimetici mogu imati neprirodne aminokiseline ili druge neobične spojeve kako bi stabilizirali svoju strukturu ili promijenili njihovu biološku aktivnost.

Razlog interesa za peptide je taj što mnogi imaju značajnu biološku aktivnost. To znači da mogu djelovati kao hormoni i signalne molekule za središnji živčani sustav i imunološki sustav. Peptidi mogu utjecati na širok raspon staničnih aktivnosti, uključujući probavu, reprodukciju i osjetljivost na bol. Mnoge aktivnosti peptida zanimljive su kao mete za lijekove, ali im može biti teško prijeći membranu i ući u stanicu. Također, peptidi koji dospiju u stanicu često su nestabilni.

Peptidomimetici su prvo dizajnirani da ograniče konformacijsku mobilnost peptida – drugim riječima, stupanj do kojeg se može savijati. Budući da su peptidi fiksirani na mjestu, veća je vjerojatnost da će reagirati na željenu metu i ograničava neželjene nuspojave. Drugi cilj je povećati njihovu stabilnost. Ugradnja neprirodnih spojeva u njihovu okosnicu čini mnogo manjom vjerojatnošću da će ti novi spojevi biti razgrađeni enzimima koji razgrađuju peptide i peptidomimetike.

Peptidi se sastoje od lanaca aminokiselina povezanih peptidnom vezom između karboksi kraja jedne aminokiseline i amino kraja sljedeće. Postoje brojni načini na koje se peptidomimetici mogu promijeniti. Peptidomimetik može imati potpuno pomaknutu peptidnu vezu, zamjenjujući je beta aminokiselinama, koje sadrže dva dodatna ugljikova atoma između amino i karboksi kraja dviju susjednih aminokiselina. To može dovesti do širokog spektra konfiguracija koje su biološki aktivne i otporne na kvar.

Organski kemičari identificirali su mnoge druge načine zamjene peptidne veze. Osim toga, bočni lanci se često mijenjaju, ponekad dodatkom cikličkih peptida. To su peptidi u kojima su povezani amino kraj i karboksi kraj iste molekule. Sve ove promjene obično su osmišljene za poboljšanje stabilnosti peptidomimetika.

Drugi čimbenici koje treba uzeti u obzir pri sintezi peptidomimemeta su optimalno pristajanje mjesta vezanja i da li strateške regije preferiraju biti u vodenoj otopini ili u membranama. Prijevoz kroz biološke membrane još je jedan čimbenik koji se može poboljšati ciljanom sintezom peptidomimetika. Za donošenje ovih odluka potrebno je detaljno poznavanje cilja.
Ovaj pristup je bio vrlo vrijedan za identifikaciju novih aktivnih spojeva. Neki uspješni lijekovi razvijeni su ovom metodom, uključujući peptidomimetički inhibitor enzima koji pretvara angiotenzin (ACE), koji se koristi za liječenje visokog krvnog tlaka i drugih stanja. Ostali peptidomimetički inhibitori uključuju one dizajnirane da potaknu stanice raka da odu u programiranu staničnu smrt, poznatu kao apoptoza. Nekoliko istraživačkih laboratorija imalo je uspjeha s ovom tehnikom u modelskim sustavima, a prijavljen je barem jedan patent u ovom području.

Sinteza peptidomimetika može biti dizajnirana za određeni spoj ili se velike biblioteke mogu sintetizirati i pregledati. Primjer potonjeg pristupa koristi kombinatornu kemiju. Ovo je strategija sinteze velikog broja molekula koje su strukturno povezane. Biblioteka proizvedenih spojeva može se zatim pregledati na aktivne spojeve.
Područje peptidomimetskog dizajna prelazi niz znanstvenih disciplina. Stopa uspješnosti identifikacije biološki aktivnih spojeva iz knjižnica peptidomimetskih spojeva mnogo je veća od one iz probirnih knjižnica peptida. Uz česte prednosti povećane stabilnosti i dostupnosti njihovoj meti, područje peptidomimetika raste.