环肽药物——细胞渗透性设计

作者&投稿:梁浩 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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细胞穿透的科学新纪元:环肽药物的细胞渗透性设计


在医药领域,面对细胞内难以触及的80%疾病蛋白,环肽药物技术正崭露头角。它突破了传统药物的局限,特别是针对细胞内PPI蛋白的挑战。罗米地辛(作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂)和伏环孢素(钙调神经磷酸酶抑制剂)作为首批获批的环肽药物,证明了这一技术的潜力。


设计策略:从天然到理性


环肽的结构稳定性、高特异性和适中的尺寸使其成为理想工具。它们能够覆盖大表面积,种类繁多,甚至可达到十亿级的多样性,同时保持小分子药物的特性。更重要的是,它们可以精确地靶向细胞内的目标蛋白,包括PPIs。


尽管高通量合成技术为环肽药物开发提供了无限可能,但大多数上市产品仍基于天然产物的改造。在缺乏理性设计时,通过噬菌体展示等技术生成的大规模环肽库是寻找高效配体的关键。理论上,这些方法有望找到针对任何蛋白靶点的完美环肽。


膜穿越策略:小分子的隐形通道


环肽进入细胞并非易事,主要受分子尺寸、氢键电势、亲水性和电荷影响。通过被动扩散(如N-甲基化、氢键形成)或利用内吞机制(如CPPs,如Tat和penetratin),环肽得以突破细胞膜的障碍。


创新设计:环肽的“变形”艺术


环肽分子“变色龙”效应体现在其构象的灵活性上,通过形成氢键增强膜通透性。例如,Danamide A的位阻闭塞显著提升了渗透性。CPPs的整合和结构优化如环化、Click反应等,确保了环肽高效进入细胞内部。


未来前沿:科技与智能的融合


展望未来,结合高通量合成技术与人工智能,环肽药物的设计将更加精准,为治疗和探针研究带来更多突破。环肽的细胞穿透能力将得到优化,进一步拓展其在药物开发中的应用。


参考文献:



  • Dougherty, J., et al. Chemical Reviews, 2019.

  • Buckton LK, Rahimi MN, McAlpine SR. Chemical European Journal, 2021.

  • Wang CK, Swedberg JE, et al. Journal of Physical Chemistry B, 2018.




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多肽的功效与作用
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