Los péptidos modificados son péptidos que han sufrido alteraciones químicas o modificaciones en su estructura, secuencia de aminoácidos o propiedades. Estas modificaciones pueden mejorar la estabilidad, solubilidad, bioactividad o especificidad de los péptidos para una aplicación particular. Los péptidos modificados se utilizan ampliamente en investigación, diagnóstico y terapéutica biomédica.
Tipos de modificaciones:
Modificaciones postraduccionales (PTM):
Las PTM son modificaciones químicas que ocurren naturalmente después de la traducción durante la síntesis de proteínas. Los ejemplos de PTM incluyen fosforilación, glicosilación, acetilación, metilación y escisión proteolítica. Estas modificaciones pueden alterar la estructura, estabilidad y función de los péptidos, y desempeñan funciones cruciales en la regulación de la actividad, localización e interacción de las proteínas con otras moléculas.
Aminoácidos no naturales:
Los péptidos modificados pueden contener aminoácidos no naturales, que son análogos de aminoácidos con cadenas laterales o grupos funcionales alterados. Se pueden incorporar aminoácidos no naturales durante la síntesis de péptidos para introducir funcionalidades químicas específicas o mejorar las propiedades de los péptidos. Los ejemplos de aminoácidos no naturales incluyen D-aminoácidos, aminoácidos con cadenas laterales modificadas (por ejemplo, aminoácidos fluorados, aminoácidos con grupos voluminosos o hidrofóbicos) y derivados de aminoácidos con asas reactivas para conjugación o marcaje.
Péptidos conjugados:
Los péptidos conjugados son péptidos que se han unido químicamente a otras moléculas, como fluoróforos, biotina, fármacos o nanopartículas, para introducir funcionalidades específicas o permitir interacciones específicas. La conjugación se puede lograr mediante diversas reacciones químicas, incluido el acoplamiento de amida, la química de clic, la química de tiol-maleimida y la química bioortogonal.
Péptidos ciclizados:
Los péptidos ciclizados son péptidos que se han ciclizado covalentemente para formar una estructura de circuito cerrado uniendo los extremos N y C o las cadenas laterales de aminoácidos dentro de la secuencia peptídica. La ciclación mejora la estabilidad de los péptidos, la resistencia a la degradación enzimática y la bioactividad. Los péptidos ciclados se pueden sintetizar mediante reticulación química, formación de enlaces disulfuro, formación de puentes de lactama u otras estrategias de ciclación.
Estructuras principales modificadas:
Los péptidos modificados pueden tener estructuras principales alteradas, como peptidomiméticos o miméticos peptídicos, que imitan la estructura y función de los péptidos naturales pero contienen enlaces o estructuras no peptídicas. Los peptidomiméticos están diseñados para mejorar la estabilidad de los péptidos, mejorar las propiedades farmacocinéticas o apuntar a vías biológicas específicas. Ejemplos de estructuras principales modificadas incluyen β-péptidos, α-peptoides y peptoides.
¿Cuál es el proceso de producción de péptidos modificados?
Una vez vistas las diversas modificaciones que puede tener un péptido, analizaremos el proceso de producción de los péptidos modificados.
La producción de péptidos modificados se refiere al proceso de síntesis de péptidos con modificaciones químicas específicas o alteraciones en su estructura o propiedades. Este proceso normalmente implica la síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS) o la síntesis de péptidos en fase líquida (LPPS), seguida de pasos de modificación postsintética.
El proceso de modificación de péptidos implica alterar químicamente péptidos para mejorar sus propiedades o conferirles funcionalidades específicas para diversas aplicaciones en investigación, diagnóstico y terapéutica. La modificación de péptidos puede incluir una amplia gama de reacciones químicas, como conjugación, marcaje, ciclación y modificación estructural, entre otras.
A continuación se ofrece una descripción general del proceso de producción y modificación de péptidos modificados:
- Conjugación:
La conjugación implica unir moléculas funcionales, como fluoróforos, biotina o fármacos, a péptidos para introducir propiedades específicas o permitir interacciones específicas. Las técnicas de conjugación comunes incluyen el acoplamiento de amida, la química de clic y la química de tiol-maleimida.
- Etiquetado:
El etiquetado de péptidos con tintes fluorescentes, isótopos radiactivos u otras etiquetas detectables permite la visualización, cuantificación y seguimiento de péptidos en sistemas biológicos. El etiquetado se puede lograr mediante conjugación directa o métodos indirectos utilizando etiquetas o enlazadores de afinidad.
- Ciclación:
La ciclación implica la formación de un enlace covalente entre los extremos N y C de un péptido para crear una estructura cíclica. La ciclación mejora la estabilidad de los péptidos, la resistencia a la degradación enzimática y la bioactividad. Las técnicas de ciclación incluyen la formación de enlaces disulfuro, la formación de puentes de lactama y la ciclación mediada por química clic.
- Modificación estructural:
La modificación estructural de los péptidos implica alterar su secuencia de aminoácidos o la química de sus cadenas laterales para mejorar las propiedades deseadas, como la estabilidad, la solubilidad o la bioactividad. Los ejemplos de modificaciones estructurales incluyen sustituciones de aminoácidos, modificaciones de la cadena principal (p. ej., ciclación de la cadena principal de péptidos) y modificaciones postraduccionales (p. ej., fosforilación, glicosilación).
- PEGilación:
la PEGilación implica unir cadenas de polietilenglicol (PEG) a péptidos para mejorar sus propiedades farmacocinéticas, como la estabilidad, la solubilidad y el tiempo de circulación en el cuerpo. La PEGilación también puede reducir la inmunogenicidad y la degradación proteolítica de los péptidos.
- Reticulación:
La reticulación de péptidos implica unir múltiples moléculas peptídicas para formar estructuras de orden superior o conjugados peptídicos. La reticulación puede mejorar la estabilidad de los péptidos, aumentar la afinidad de unión o permitir la formación de materiales a base de péptidos para aplicaciones biomédicas.
- Funcionalización:
La funcionalización de péptidos implica la introducción de grupos funcionales específicos, como mangos reactivos o restos de direccionamiento, para permitir la conjugación o interacción específica de un sitio con biomoléculas o superficies. Los péptidos funcionalizados se pueden utilizar para la administración dirigida de fármacos, la obtención de imágenes o la ingeniería de biomateriales.
La modificación de péptidos es un enfoque versátil y poderoso para adaptar las propiedades y funcionalidades de los péptidos para satisfacer necesidades específicas de investigación, diagnóstico o terapéuticas. Aprovechando diversas reacciones químicas y estrategias de modificación, los investigadores pueden diseñar péptidos con mayor estabilidad, bioactividad y compatibilidad para una amplia gama de aplicaciones en biotecnología y medicina.
