膜貫通ペプチドの構造的特性と分類

膜貫通ペプチドには多くの種類があり、それらの分類は、物理的および化学的特性、発生源、摂取メカニズム、および生物医学的応用に基づいています。それらの物理的および化学的特性によれば、膜浸透ペプチドは、カチオン性、両親媒性、疎水性の3つのタイプに分けることができます。カチオン性および両親膜膜浸透ペプチドを85％とし、疎水性膜浸透ペプチドを15％しか占めていません。

1。カチオン膜浸透ペプチド

カチオン性膜貫通ペプチドは、TAT、ペネトラチン、ポリアルギニン、P22N、DPV3、DPV6など、アルギニン、リジン、およびヒスチジンが豊富な短いペプチドで構成されています。その中で、アルギニンにはグアニジンが含まれており、これは細胞膜上の負に帯電したリン酸基と結合し、生理学的pH値の条件下で膜貫通ペプチドを膜に媒介する可能性があります。オリガルギニンの研究（3 rから12 r）は、アルギニンの量が8まで低く、アルギニンの量の増加とともに徐々に増加した場合にのみ膜浸透能力が達成されることを示しました。リジンは、アルギニンのようなカチオン性にはグアニジンが含まれていないため、それだけで存在する場合、その膜浸透効率はそれほど高くありません。 Futaki et al。 （2001）カチオン性細胞膜浸透ペプチドが少なくとも8つの正の帯電したアミノ酸を含む場合にのみ、良好な膜浸透効果が達成できることを発見しました。浸透性ペプチドが膜を浸透させるためには正の帯電したアミノ酸残基が不可欠ですが、W14がFに変異するときなど、他のアミノ酸も同様に重要です。

カチオン性膜貫通ペプチドの特別なクラスは、核局在化シーケンス（NLSS）であり、アルギニン、リジン、プロリンが豊富な短いペプチドで構成され、核孔複合体を介して核に輸送できます。 NLSは、それぞれ塩基性アミノ酸の1つと2つのクラスターで構成される単一と二重タイピングにさらに分割できます。たとえば、Simian Virus 40（SV40）のPKKKRKVは単一のタイピングNLSですが、核タンパク質は二重タイピングNLSです。 Krpaatkkagqakkklは、膜膜貫通で役割を果たすことができる短いシーケンスです。ほとんどのNLSは8未満の電荷数であるため、NLSは効果的な膜貫通ペプチドではありませんが、疎水性ペプチド配列に共有結合して両親媒性膜貫通ペプチドを形成すると、効果的な膜貫通ペプチドになります。

2。両親媒性膜貫通ペプチド

両親媒性膜貫通ペプチドは、疎水性および疎水性ドメインで構成され、一次両親媒性、二次αヘリカル両親媒性、β折る両親媒性およびプロリンが豊富な両親媒性増加膜に分けることができます。

プライマリタイプの両親型摩耗膜ペプチドは、MPG（Glaflgflgaagstmgawsqkkkkkv）やPEP -1（ketwetwtwwtewsqkkrkvv）などの疎水性ペプチドシーケンスによって共有結合されたNLSSを持つカテゴリの2つのカテゴリに2つのカテゴリになります。 MPGの疎水性ドメインは、HIV糖タンパク質41（Galflgflgaagstmg A）の融合配列に関連しているSV40、およびPEP-1の疎水性ドメインは、高膜アフィニティを持つトリプトファンリッチクラスターに関連しています（Ketwet wwtew）。ただし、両方の疎水性ドメインは、WSQPを介して核局在信号PKKKRKVに関連しています。 PVEC、ARF（1-22）、BPRPR（1-28）などの天然タンパク質から、原発性両親膜膜貫通ペプチドの別のクラスが分離されました。

二次αヘリカル両親媒性膜貫通ペプチドは、αヘリックスを介して膜に結合し、その疎水性および疎水性アミノ酸残基は、MAP（Klalklalk Alkaalkla）などのらせん構造の異なる表面に位置しています。ベータペプチド折りたたみ型の両親媒性摩耗膜の場合、ベータプリーツシートを形成する能力は、VT5（DPKGVTVTVTVTVTVTVTVTVTVTGKDPKPD）など、膜の浸透能力を研究するプロセスを研究していない膜を使用して、dPKGVTVTVTVTVTGKKDPKPD）など、膜の浸透能力にとって重要です。ピース、膜の浸透能力は非常に貧弱です。プロリンが豊富な両親媒性膜貫通ペプチドでは、プロリンがポリペプチド構造で非常に濃縮されている場合、ポリプロリンII（PPII）は純水で簡単に形成されます。 PPIIは、ターンあたり3.6アミノ酸残基を備えた標準の右利きのアルファヘリックス構造とは対照的に、ターンあたり3.0アミノ酸残基を備えた左利きのヘリックスです。プロリンが豊富な両親媒性膜貫通ペプチドには、ウシ抗菌ペプチド7（BAC7）、合成ポリペプチド（PPR）N（Nは3、4、5、6）などが含まれます。

3.疎水性膜浸透ペプチド

疎水性膜貫通ペプチドには、非極性アミノ酸残基のみが含まれており、アミノ酸配列の総電荷の20％未満、または膜貫通に不可欠な疎水性部分または化学グループが含まれています。これらの細胞膜貫通ペプチドはしばしば見落とされがちですが、カポシ肉腫の線維芽細胞成長因子（K-FGF）や線維芽細胞成長因子12（F-GF12）など、それらは存在します。