Makrocykliska peptider är lovande kandidater för läkemedel, men deras screening är svår. Forskare har nu utvecklat en lättanvänd, högkapacitetsscreeningsanalys för cykliska peptider med affinitet till ubiquitin, ett protein som hjälper till att bryta ner proteiner och framkalla celldöd. Resultaten kan leda till nya läkemedelskandidater mot cancer, enligt studien publicerad i tidskriften Angewandte Chemie .

Läkemedel baserade på peptider (små proteiner) är ofta för stora för att passera genom cellmembran. För att göra sådana peptider mer kompakta och stabila – och därmed mer effektiva – undersöker forskare deras slutna versioner, kallas makrocykliska peptider. Läkemedel baserade på makrocykliska peptider är intressanta kandidater för modulering av regulatoriska proteiner, vilket är ett viktigt mål inom cancerforskningen.

Dock, screening för sådana peptider är svårt. "Väletablerade screeningmetoder kräver ofta mycket dyr instrumentering och lämplig utbildning, " säger Ashram Brik från Technion-Israel Institute of Technology, Israel, som är inrättad att utveckla alternativa strategier.

Forskarna utformade en enkel screeninganalys baserad på kompetitiv bindning. Kompetitiv bindning innebär att okända peptider testas för deras förmåga att ersätta en känd peptid med känd bindningsaffinitet till ett mål. Avläsningen är helt enkelt förändringen i fluorescens, som tillhandahålls av fluorescensmärkningen fäst till den kända peptiden. Forskarna säger att denna inställning möjliggör snabba, hög genomströmning, billig, och enkel att implementera screening av peptidbibliotek.

Forskarna använde analysen för att screena efter peptider som binder starkt till ubiquitin, ett litet cellulärt protein som celler använder för att märka dysfunktionella proteiner och markera dem för nedbrytning. De identifierade flera peptidkandidater med hög bindningsaffinitet, som skulle kunna finjusteras ytterligare för att göra dem mer funktionella.

"Till exempel, vi utsatte peptiderna för kemi såsom alkyleringsarylering, oxidation och dimerisering, det första steget för att göra polycykliska peptider, " sa Brik. "Polycykliska peptider har ett mervärde som är avgörande för att betraktas som läkemedelskandidater." Forskare antar att cyklisering gör peptiderna mer stabila än deras öppna analoger, och deras kompakta former hjälper dem att lättare komma in i cellerna.

Författarna framställde dimerer av cykliska ubikvitinbindande peptider, där två identiska cykliska peptider är kopplade, och screenade dem igen för deras affinitet till ubiquitin. De upptäckte starkt bindande kandidater och testade dem för deras reglerande roll i levande cancercellinjer. Författarna fann att de dimera cykliska peptiderna lätt kom in i cellerna och inducerade celldöd, och de var mer potenta än kontrollpeptiden.

Dessutom, författarna föreslår att de nya cirkulära peptiderna skulle kunna märkas och användas som färgningsmedel för ubiquitin med antikroppsliknande egenskaper.