Macrocyclische peptiden zijn veelbelovende kandidaten voor geneesmiddelen, maar hun screening is moeilijk. Wetenschappers hebben nu een gebruiksvriendelijke, high-throughput screeningsassay voor cyclische peptiden met affiniteit voor ubiquitine, een eiwit dat helpt bij het afbreken van eiwitten en het induceren van celdood. De resultaten kunnen leiden tot nieuwe kandidaat-geneesmiddelen tegen kanker, volgens de studie gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie .

Geneesmiddelen op basis van peptiden (kleine eiwitten) zijn vaak te groot om door celmembranen te gaan. Om dergelijke peptiden compacter en stabieler - en dus efficiënter - te maken, onderzoeken onderzoekers hun gesloten versies, macrocyclische peptiden genoemd. Geneesmiddelen op basis van macrocyclische peptiden zijn interessante kandidaten voor de modulatie van regulerende eiwitten, wat een belangrijk doel is in kankeronderzoek.

Echter, screening op dergelijke peptiden is moeilijk. "Gevestigde screeningsbenaderingen vereisen vaak zeer dure instrumenten en passende training, " zegt Ashram Brik van het Technion-Israel Institute of Technology, Israël, die is opgericht om alternatieve strategieën te ontwikkelen.

De onderzoekers ontwierpen een eenvoudige screeningstest op basis van competitieve binding. Competitieve binding betekent dat onbekende peptiden worden getest op hun vermogen om een ​​bekend peptide met bekende bindingsaffiniteit voor een doelwit te verdringen. De uitlezing is gewoon de verandering in fluorescentie, die wordt verschaft door het fluorescentielabel dat aan het bekende peptide is bevestigd. De onderzoekers zeggen dat deze opstelling snelle, hoge doorvoer, goedkoop, en eenvoudig te implementeren screening van peptidebibliotheken.

De onderzoekers gebruikten de test om te screenen op peptiden die sterk binden aan ubiquitine, een klein cellulair eiwit dat cellen gebruiken om disfunctionele eiwitten te markeren en te markeren voor afbraak. Ze identificeerden verschillende peptide-kandidaten met een hoge bindingsaffiniteit, die verder kunnen worden aangepast om ze functioneler te maken.

"Bijvoorbeeld, we hebben de peptiden onderworpen aan chemie zoals alkylering, arylering, oxidatie en dimerisatie, de eerste stap om polycyclische peptiden te maken, Brik zei. "Polycyclische peptiden hebben een cruciale toegevoegde waarde om als kandidaat-geneesmiddelen te worden beschouwd." Wetenschappers gaan ervan uit dat cyclisatie de peptiden stabieler maakt dan hun open analogen. en dankzij hun compacte vorm kunnen ze gemakkelijker cellen binnendringen.

De auteurs bereidden dimeren van cyclische ubiquitine-bindende peptiden, waar twee identieke cyclische peptiden zijn gekoppeld, en screende ze opnieuw op hun affiniteit met ubiquitine. Ze ontdekten sterk bindende kandidaten en testten ze op hun regulerende rol in levende kankercellijnen. De auteurs ontdekten dat de dimere cyclische peptiden gemakkelijk de cellen binnendringen en celdood induceerden. en ze waren krachtiger dan het controlepeptide.

In aanvulling, de auteurs suggereren dat de nieuwe circulaire peptiden kunnen worden gelabeld en gebruikt als kleurstoffen voor ubiquitine met antilichaamachtige eigenschappen.