細胞透過ペプチドの役割と合成-

細胞膜を透過して細胞に侵入することは、細胞を機能させるための多くの生体高分子にとって必要条件です。しかし、生体膜の生物学的バリア機能により、多くの高分子物質が細胞に侵入することが妨げられるため、治療分野におけるこれらの物質の応用は大幅に制限されます。したがって、これらの物質をどのようにして細胞膜に浸透させるかは、解決すべき緊急の課題である。生体高分子の細胞膜への浸透を仲介する現在の方法には、主に細胞透過ペプチド（細胞透過ペプチド、CPP）、リポソーム、アデノウイルス、ナノ粒子、ゴーストセルなどが含まれますが、CPP は細胞膜を直接通過し、非-受容体-依存性で細胞に侵入するポリペプチドの一種です。非古典的なエンドサイトーシス方法。-それらの長さは通常 30 アミノ酸以下であり、塩基性アミノ酸が豊富です。アミノ酸配列は通常、正に帯電しています。

1ヒト免疫不全ウイルス転写活性化因子TAT(ヒト免疫不全ウイルス-1転写活性化因子、HIV-1 TAT) これは初めて発見された細胞透過性ペプチドであり、無毒かつ効率的な方法で細胞に侵入します。

細胞透過ペプチド（細胞透過ペプチド、CPP）の重要な特徴は、小分子化合物、色素、ペプチド、ペプチド核酸（ペプチド核酸、PNA）、タンパク質、プラスミド DNA、siRNA、200 nm リポソーム、ファージ粒子、およびこの特性により、粒子が標的薬物の優れた担体となる可能性が得られます。

CPP ベクターとしての利点は、毒性が低く、細胞の種類に制限がないことですが、CPP はさまざまな種類の物質を細胞に輸送できますが、その実際の応用は主に、オリゴペプチド、タンパク質、オリゴヌクレオチド（オリゴヌクレオチド、ON）または同様の細胞輸送に焦点を当てています。
 

さまざまな細胞透過ペプチド-（CPP） さまざまな膜貫通メカニズム、細胞-透過ペプチド（CPP） 特定のメカニズムは、分子サイズ（物質を運ぶ）、温度、細胞の種類、細胞内外の安定性などのいくつかのパラメータによって異なります。細胞透過ペプチド (CPP) 細胞への侵入の具体的なメカニズムは現在不明です。一般的な推測には次の 3 つが含まれます。
A：逆コロイド粒子モデル（逆ミセルモデル）、CPP 細胞膜上のリン脂質分子の移動により、反転コロイド構造が形成され、細胞質に入ります。
B: 直接浸透、すなわち細孔構造モデル（細孔形成モデル）、CPP 細胞膜上に膜貫通細孔構造を形成し、細胞質に侵入します。
C: エンドサイトーシスによる細胞への取り込み。
出典: 細胞透過ペプチドとその治療応用、Victoria Sebbage、BioscienceHorizo​​ns、第 2 巻、第 1 号、2009 年 3 月。{0}}

細胞透過性ペプチド-（HIV TAT など）直接透過とエンドサイトーシスの 2 つの方法で細胞に侵入します。 HIV TAT または単純なポリアルギニンは効果的な薬物担体として設計される可能性がありますが、CPP (HIV TAT と同様) の膜輸送がどのように達成されるかはまだ不明です。
simple HIV TAT 直接浸透やエンドサイトーシスなどの細胞侵入メカニズムはどのように促進されますか? from Gerard Wong 研究室の研究者は、さまざまな条件下で HIV TAT が細胞質膜、細胞骨格、および特定の膜受容体とどのように相互作用し、それによって複数の輸送経路を誘導するかを研究しました。

興味深いことに、TAT さまざまな異なる反応が、異なる条件下で同じシーケンスで発生する可能性があるため、細胞膜、細胞骨格、および特定の受容体との相互作用によって複数の輸送経路が生成される可能性があります。

CPP 膜貫通機構とポリペプチド配列の間には非常に敏感な関係があります。純粋に親水性の CPP に疎水性残基を追加すると、その輸送メカニズムが完全に変化する可能性があります。たとえば、最も単純な CPP プロトタイプ - ポリアルギニン (polyR) は、細胞膜上に膜貫通孔構造の形成を誘導できます。疎水性アミノ酸は細胞膜に挿入されることで正の曲率を形成します。アルギニンは、正の曲率と負の曲率の両方を同時に形成できます。リジンは一方向にのみ負の曲率を形成できます。これは、アルギニンとリジンの間には、疎水性物質間に補償関係があることを意味します。

疎水性が負のガウス曲率 (ガウス曲率) に寄与する場合、なぜ TAT を行うのでしょうか。ペプチドの疎水性含有量が比較的低い場合はどうでしょうか。その理由は CPP にあります。CPP はすべて、サドル スプレイ曲率を形成するために使用する疎水性基をできる限り少なくしています。{0}}配列の違いにより、膜内に一時的な細孔のような膜貫通構造のみが誘発される可能性が高く、ペア CPP が形成されて細孔の寿命が短くなります。{2}} CPP TAT ペプチドのアミノ酸組成は、受容体の有無にかかわらずエンドサイトーシスを媒介できるためです。