Un polypeptide est un composé formé de deux ou plusieurs acides aminés liés par des liaisons peptidiques (liaisons amide). Les polypeptides jouent un rôle essentiel dans la régulation des activités fonctionnelles de divers systèmes, organes, tissus et cellules du corps et sont fréquemment utilisés dans l'analyse fonctionnelle, la recherche d'anticorps et le développement de médicaments. La modification des polypeptides pour modifier leurs propriétés physicochimiques est une technique courante dans la recherche sur les polypeptides. Les modifications polypeptidiques sont diverses et, en fonction du site de modification, elles peuvent être classées en modifications N-terminales, modifications C-terminales, modifications de chaînes latérales, modifications d'acides aminés et modifications de squelette (Figure 1). En tant que moyen important de modifier la structure de la chaîne principale ou les groupes de chaînes latérales des peptides, la modification polypeptidique peut modifier efficacement les propriétés physicochimiques des composés peptidiques, augmenter la solubilité dans l'eau, modifier leur biodistribution, prolonger le temps d'action in vivo, réduire les effets secondaires toxiques et éliminer l'immunogénicité. Aujourd’hui, nous présenterons certaines des modifications polypeptidiques les plus importantes et leurs caractéristiques.
1.Cyclisme
Dans la nature, de nombreux polypeptides biologiquement actifs sont des polypeptides cycliques ; par conséquent, les peptides cycliques ont de nombreuses applications en biomédecine moderne. Les peptides cycliques, comparés aux peptides linéaires, ont une meilleure rigidité et sont très résistants au système digestif, leur permettant ainsi de survivre dans le tube digestif et présentant une plus forte affinité pour les récepteurs cibles. Les peptides cycliques sont généralement formés par cyclisation, qui peuvent être classés en méthodes de cyclisation côté-chaîne-à-côté-chaîne, terminal-à-côté-chaîne et terminal-à-terminal (lié de la tête à la queue).
(1) Cyclisation de chaîne-latérale-à-côté-chaîne
Le pontage disulfure entre les résidus de cystéine est l'un des moyens les plus courants de former des anneaux peptidiques, et cette méthode appartient à la cyclisation de chaîne latérale-chaîne-à-chaîne latérale-. Cette cyclisation est introduite en déprotégeant une paire de résidus de cystéine puis en les oxydant pour former une liaison disulfure. La synthèse polycyclique peut être obtenue en éliminant sélectivement le groupe protecteur thiol. La cyclisation peut être réalisée soit dans le solvant après dissociation, soit sur la résine avant dissociation. Étant donné que les peptides sur résine ne forment pas facilement des conformations cyclisables, la cyclisation sur résine peut être moins efficace que la cyclisation dans un solvant. Le deuxième type de cyclisation de chaîne latérale-chaîne latérale-chaîne latérale-implique la formation d'une structure amide entre les résidus d'acide aspartique ou d'acide glutamique et l'acide aminé basique. Cela nécessite que le groupe protecteur sur la chaîne latérale soit éliminé sélectivement, à la fois sur la résine et après dissociation. Le troisième type de cyclisation de chaîne latérale-chaîne latérale-chaîne latérale-implique la formation d'un éther biphénylique à partir de tyrosine ou de p-hydroxyphénylglycine ; cependant, la préparation de ces composés nécessite des conditions de réaction uniques et n’est donc pas couramment utilisée dans la synthèse de peptides conventionnels.
(2) Terminal-à-chaîne latérale
La cyclisation de la chaîne latérale-à-implique généralement la formation d'une liaison amide entre l'extrémité C-et le groupe amino de la chaîne latérale de la lysine ou de l'ornithine, ou entre l'extrémité N-et la chaîne latérale de l'acide aspartique ou glutamique. Certaines cyclisations peptidiques sont également formées par la formation d'une liaison éther entre l'extrémité C-terminale et la chaîne latérale sérine ou thréonine.
(3) La cyclisation tête-à-queue (ou terminale-terminale) est formée par l'amidation du groupe amino N-terminal et du groupe carboxyle C-terminal du peptide. Les peptides de type chaîne-peuvent être cyclisés dans un solvant ou immobilisés sur une résine via la cyclisation de chaîne latérale-. La cyclation dans les solvants doit être effectuée en utilisant de faibles concentrations de peptides pour éviter l'oligomérisation. Le rendement de la synthèse de la chaîne tête-à-queue des peptides cycliques dépend de la séquence du peptide en chaîne. Par conséquent, avant la préparation à grande échelle de peptides cycliques, une bibliothèque de peptides potentiels en tête de chaîne doit d'abord être créée, suivie d'une cyclisation pour trouver la séquence qui donne les meilleurs résultats.
2. Glycosylation
Nos glycopeptides les plus courants, tels que la vancomycine et la teicoplanine, sont des antibiotiques importants pour traiter les infections bactériennes-résistantes aux médicaments. D'autres glycopeptides sont souvent utilisés pour stimuler le système immunitaire. De plus, étant donné que de nombreux antigènes microbiens sont glycosylés, l’étude des glycopeptides est importante pour améliorer l’efficacité thérapeutique des infections. D'autre part, des études ont montré que les protéines présentes sur les membranes cellulaires des cellules tumorales présentent une glycosylation anormale, ce qui fait que les glycopeptides jouent un rôle important dans la recherche sur le cancer et la défense immunitaire des tumeurs. La préparation du glycopeptide utilise généralement la méthode Fmoc/t-Bu. Les résidus glycosylés, tels que la thréonine et la sérine, sont souvent introduits dans les peptides via une protection Fmoc activée par les esters de pentafluorophénol.
3. Phosphorylation
Dans les cellules humaines, plus de 30 % des protéines sont phosphorylées. La phosphorylation, en particulier la phosphorylation réversible, joue un rôle crucial dans le contrôle de nombreux processus cellulaires, tels que la transduction du signal, l'expression des gènes, la régulation du cycle cellulaire et du cytosquelette, ainsi que l'apoptose.
La phosphorylation peut être observée sur une large gamme de résidus d'acides aminés, mais les cibles de phosphorylation les plus courantes sont les résidus sérine, thréonine et tyrosine. Les dérivés de la phosphotyrosine, de la phosphothréonine et de la phosphosérine peuvent être introduits dans les peptides pendant la synthèse ou formés après la synthèse-. La phosphorylation sélective peut être obtenue à l'aide de résidus sérine, thréonine et tyrosine avec élimination sélective des groupes protecteurs. Certains agents phosphorylants peuvent également introduire des groupes phosphate dans les peptides par post-modification. Récemment, il y a eu des cas de phosphorylation spécifique à un site de la lysine à l'aide de la réaction chimiosélective de Staudinger-phosphite.
