Cyclopeptide

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Cyclopeptide (synonym zyklische Peptide) sind ringförmige Peptide und somit zugleich Lactame.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Zu den Cyclopeptiden zählen Polypeptide, deren Aminosäuresequenz kovalent zu einem Ring (oder mehreren Ringen) geschlossen sind.[1] Homodete Cyclopeptide besitzen eine Peptidbindungen zwischen allen Aminosäuren, z. B. Cyclosporin A. Dagegen weisen heterodete Cyclopeptide auch andere Bindungen auf, z. B. besitzen Bacitracin und Microcystin jeweils eine Isopeptidbindung, die Amatoxine Phalloidin und Amanitin besitzen Disulfidbrücken und Aureobasidin A und HUN-7293 besitzen Esterbindungen. Cyclopeptide mit zwei Ringen werden als dizyklische Peptide bezeichnet, z. B. Phalloidin und Amanitin.

Aufgrund der Ringform sind Cyclopeptide oftmals resistent gegen Proteolyse, weisen eine höhere Thermostabilität auf und sind weniger beweglich.[2]

Unter die Definition der heterodeten Cyclopeptide fallen zwar auch kettenförmige Peptide (z. B. Keratin, Insulin, Oxytocin), bei denen zwei oder mehr Ketten über mehrere Disulfidbrücken miteinander verbunden sind – diese Peptide enthalten auch Ringe, zählen im engeren Sinne jedoch nicht zu den Cyclopeptiden.

Cyclopeptide dienen in der Natur unterschiedlichsten Funktionen.[3][4] Oft enthalten Cyclopeptide statt der üblichen L-Aminosäuren teilweise D-Aminosäuren oder α-Hydroxycarbonsäuren (Cyclodepsipeptide). Die Cyclodepsipeptide sind zugleich Lactame und Lactone. Manche Cyclopeptide werden per nichtribosomaler Peptidsynthese erzeugt.[5]

Beispiele[Bearbeiten]

In der folgenden Abbildung ist links das Cyclodipeptid der Aminosäure Glycin abgebildet:


Cyclodipeptid und Cyclodepsipeptid

Die Abbildung rechts stellt ein Cyclodepsipeptid dar, aufgebaut aus Glycin und der Hydroxycarbonsäure L-Milchsäure.

Die einfachsten cyclischen Peptide sind Diketopiperazine (cyclische Dipeptide). Beispiele für größere homodete Cyclopeptide sind Caspofungin, Octreotid und Gramicidin S, die Cyclopeptide Oxytocin, Daptomycin und α-Amanitin sind hingegen heterodet. Weitere Beispiele für Cyclopeptide sind Penicillin, Vancomycin, Echinocandine und Bleomycin.[6]

Anwendung[Bearbeiten]

Im Zuge eines Proteindesigns können mit Cyclopeptiden Fusionsproteine erzeugt werden, die eine höhere Stabilität (und somit eine größere biologische Halbwertszeit) oder Aktivität aufweisen.[7][8] Isopeptidische Cyclopeptide können durch Inteine in vivo erzeugt werden.[9]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Otto-Albrecht Neumüller: Römpps Chemie-Lexikon, 8. Auflage (1981), S. 847, ISBN 3-440-04512-9.
  2. D. J. Craik: Chemistry. Seamless proteins tie up their loose ends. In: Science (New York, N.Y.). Band 311, Nummer 5767, März 2006, S. 1563–1564, ISSN 1095-9203. doi:10.1126/science.1125248. PMID 16543448.
  3. S. H. Joo: Cyclic peptides as therapeutic agents and biochemical tools. In: Biomolecules & therapeutics. Band 20, Nummer 1, Januar 2012, S. 19–26, ISSN 1976-9148. doi:10.4062/biomolther.2012.20.1.019. PMID 24116270. PMC 3792197 (freier Volltext).
  4. K. Sivonen, N. Leikoski, D. P. Fewer, J. Jokela: Cyanobactins-ribosomal cyclic peptides produced by cyanobacteria. In: Applied microbiology and biotechnology. Band 86, Nummer 5, Mai 2010, S. 1213–1225, ISSN 1432-0614. doi:10.1007/s00253-010-2482-x. PMID 20195859. PMC 2854353 (freier Volltext).
  5. A. Jegorov, M. Hajduch, M. Sulc, V. Havlicek: Nonribosomal cyclic peptides: specific markers of fungal infections. In: Journal of mass spectrometry : JMS. Band 41, Nummer 5, Mai 2006, S. 563–576, ISSN 1076-5174. doi:10.1002/jms.1042. PMID 16770826.
  6. M. Katsara, T. Tselios, S. Deraos, G. Deraos, M. T. Matsoukas, E. Lazoura, J. Matsoukas, V. Apostolopoulos: Round and round we go: cyclic peptides in disease. In: Current medicinal chemistry. Band 13, Nummer 19, 2006, S. 2221–2232, ISSN 0929-8673. PMID 16918350.
  7. S. Chen, R. Gopalakrishnan, T. Schaer, F. Marger, R. Hovius, D. Bertrand, F. Pojer, C. Heinis: Dithiol amino acids can structurally shape and enhance the ligand-binding properties of polypeptides. In: Nature chemistry. Band 6, Nummer 11, November 2014, S. 1009–1016, ISSN 1755-4349. doi:10.1038/nchem.2043. PMID 25343607.
  8. M. Cemazar, S. Kwon, T. Mahatmanto, A. S. Ravipati, D. J. Craik: Discovery and applications of disulfide-rich cyclic peptides. In: Current topics in medicinal chemistry. Band 12, Nummer 14, 2012, S. 1534–1545, ISSN 1873-4294. PMID 22827522.
  9. A. R. Horswill, S. J. Benkovic: Cyclic peptides, a chemical genetics tool for biologists. In: Cell cycle (Georgetown, Tex.). Band 4, Nummer 4, April 2005, S. 552–555, ISSN 1551-4005. PMID 15876867.