الببتويد

الببتويدات (مشتقة من الكلمة اليونانية πεπτός، peptós، بمعنى "مهضوم"؛ ومشتقة من πέσσειν، péssein ، بمعنى "يهضم" واللاحقة اليونانية المشتقة -oid بمعنى "مثل، شبيه بـ، شيء مثل ______")، أو الجليسينات متعددة الاستبدال بذرة النيتروجين ، هي فئة من المواد الكيميائية الحيوية تُعرف باسم المحاكيات الحيوية، والتي تحاكي سلوك الجزيئات البيولوجية. ^{[ 1 ]} يمكن تمييز محاكيات الببتيدات من خلال السلاسل الجانبية الملحقة بذرة النيتروجين في العمود الفقري للببتيد ، بدلاً من ذرات الكربون ألفا (كما هو الحال في الأحماض الأمينية ).

في الببتويدات، ترتبط السلسلة الجانبية بذرة النيتروجين في العمود الفقري للببتيد، بدلاً من ذرة الكربون ألفا كما في الببتيدات. والجدير بالذكر أن الببتويدات تفتقر إلى هيدروجين الأميد المسؤول عن العديد من عناصر البنية الثانوية في الببتيدات والبروتينات. وقد ابتكر الببتويدات لأول مرة كل من رينا ج. سيمون، ورونالد ن. زوكرمان، وبول بارتليت، ودانيال ف. سانتي لمحاكاة منتجات البروتين/الببتيد بهدف المساعدة في اكتشاف أدوية جزيئية صغيرة مستقرة ضد البروتياز لصالح شركة شيرون في منطقة إيست باي . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

باتباع بروتوكول المونومر الفرعي الذي ابتكره رون زوكرمان ^{[ 4 ]} ، يتم إدخال كل بقايا في خطوتين: الأستلة والإزاحة. في خطوة الأستلة، يتفاعل حمض هالوأسيتيك، عادةً حمض بروموأسيتيك مُنشَّط بواسطة ثنائي إيزوبروبيل كاربودي إيميد ، مع أمين البقايا السابقة. في خطوة الإزاحة ( تفاعل SN2 كلاسيكي )، يحل الأمين محل الهاليد لتكوين بقايا جليسين مُستبدلة على ذرة النيتروجين . يتيح نهج المونومر الفرعي استخدام أي أمين متوفر تجاريًا أو يمكن تصنيعه صناعيًا، مما يمنحه إمكانات كبيرة في _{الكيمياء} التجميعية .

على غرار الببتيدات D والببتيدات β ، تتميز الببتويدات بمقاومتها التامة للتحلل البروتيني ^{[ 5 ]} ، مما يجعلها مفيدة في التطبيقات العلاجية التي يمثل فيها التحلل البروتيني مشكلة رئيسية. ولأن البنية الثانوية في الببتويدات لا تتضمن روابط هيدروجينية، فإنها لا تتأثر عادةً بالمذيبات أو الحرارة أو المواد الكيميائية المسببة للتغيرات البنيوية مثل اليوريا (انظر التفاصيل أدناه).

والجدير بالذكر أنه بما أن الجزء الأميني من الحمض الأميني ينتج عن استخدام أي أمين، فإنه يمكن استخدام آلاف الأمينات المتوفرة تجاريًا لتوليد تنوع كيميائي غير مسبوق في كل موقع بتكاليف أقل بكثير مما هو مطلوب للببتيدات أو محاكيات الببتيدات المماثلة. وحتى الآن، تم استخدام ما لا يقل عن 230 أمينًا مختلفًا كسلاسل جانبية في الببتويدات. ^{[ 6 ]}

من المعروف أن قليل الوحدات الببتويدية غير مستقرة بنيويًا، نظرًا لمرونة مجموعات الميثيلين في السلسلة الرئيسية وغياب روابط الهيدروجين المثبتة على طول العمود الفقري. ومع ذلك، من خلال اختيار السلاسل الجانبية المناسبة، يُمكن تكوين تفاعلات فراغية أو إلكترونية محددة تُفضل تكوين بنى ثانوية مستقرة مثل الحلزونات، ^{[ 7 ]} وخاصةً الببتويدات ذات السلاسل الجانبية المتفرعة عند ذرة الكربون ألفا، والتي من المعروف أنها تتخذ بنية مماثلة لحلزون البوليبرولين الأول. ^{[ 8 ]} وقد استُخدمت استراتيجيات مختلفة للتنبؤ بالبنية الثانوية للببتويدات وتوصيفها، بهدف نهائي هو تطوير بنى بروتينية ببتويدية مطوية بالكامل. ^{[ 9 ]} ومع ذلك، لا يزال التماثل الهندسي لرابطة الأميد من نوع سيس/ترانس يؤدي إلى عدم تجانس بنيوي لا يسمح بتكوين طيات ببتويدية متجانسة . ^{[ 10 ]} مع ذلك، تمكن العلماء من إيجاد سلاسل جانبية من نوع N- أريل محفزة للتحول العابر، تعزز تكوين حلزون البوليبرولين من النوع الثاني، ^{[ 11 ]} ومحفزات قوية للتحول المقابل، مثل سلاسل جانبية ضخمة من النفثيل إيثيل ^{[ 12 ]} وسلاسل جانبية من ثالثي بوتيل ^{[ 13 ]} . كما وُجد أن تفاعلات n→π* قادرة على تعديل نسبة متماثلات رابطة الأميد المقابلة/العابرة، ^{[ 14 ]} حتى الوصول إلى تحكم كامل في المتماثل المقابل في العمود الفقري للببتويد باستخدام سلسلة جانبية من التريازوليوم قابلة للوظيفية. ^{[ 15 ]}

كان أول عرض لاستخدام الببتويدات هو فحص مكتبة تركيبية من الببتويدات المتنوعة، مما أسفر عن اكتشاف روابط جديدة عالية الألفة لمستقبلات البروتين G المقترنة ذات 7 نطاقات عبر الغشاء. ^{[ 16 ]}

تم تطوير الببتويدات كمرشحات لمجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية الحيوية، ^{[ 17 ] [ 18 ]} بما في ذلك العوامل المضادة للميكروبات، ^{[ 19 ]} والمواد الفعالة السطحية الرئوية الاصطناعية، ^{[ 20 ] [ 21 ]} والروابط لبروتينات مختلفة بما في ذلك Src Homology 3 ( مجال SH3 )، ^{[ 22 ]} ومستقبل عامل نمو بطانة الأوعية الدموية ( VEGF ) 2، ^{[ 23 ]} والأجسام المضادة من نوع الغلوبولين المناعي G كعلامات حيوية لتشخيص مرض الزهايمر . ^{[ 24 ]}

نظراً لخصائصها المفيدة المذكورة أعلاه، يجري تطوير الببتويدات بنشاط لاستخدامها في تقنية النانو، ^{[ 25 ]} وهو مجال قد تلعب فيه دوراً مهماً. ^{[ 26 ]}

• محاكيات الببتيد
• ببتيد بيتا
• صفائح نانوية من الببتويد