總結(jié)一下穿膜肽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與分類

　　穿膜肽的種類繁多，其分類依據(jù)有物理化學(xué)特性、來(lái)源、攝入機(jī)制、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等，目前尚沒(méi)有統(tǒng)一的定論。根據(jù)其物理化學(xué)特性，穿膜肽可以分為三種類型：陽(yáng)離子型、兩親型和疏水型，其中以陽(yáng)離子型和兩親型穿膜肽為主，約占85%，而疏水型穿膜肽僅占15%。

　　1、陽(yáng)離子型穿膜肽

　　陽(yáng)離子型穿膜肽由富含精氨酸、賴氨酸和組氨酸的短肽組成，如TAT，Penetratin，Polyarginine，P22N，DPV3和DPV6等。其中，精氨酸含有胍基，能和細(xì)胞膜上帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)以氫鍵連接，在生理PH值條件下介導(dǎo)穿膜肽入膜。寡聚精氨酸(從3 R到12 R)的研究表明，精氨酸的數(shù)量低為8時(shí)才具有穿膜能力，且隨著精氨酸數(shù)量的增加，穿膜能力也逐漸增加。而賴氨酸雖然和精氨酸一樣帶有陽(yáng)離子，但其不含胍基，因此當(dāng)其單獨(dú)存在時(shí)，其穿膜效率就不太高 。Futaki等(2001)發(fā)現(xiàn)陽(yáng)離子型細(xì)胞穿膜肽至少含有8個(gè)帶正電荷的氨基酸時(shí)才能達(dá)到好的穿膜效果。盡管帶正電荷的氨基酸殘基對(duì)于穿膜肽穿膜至關(guān)重要，但其他氨基酸也同樣重要，例如當(dāng)W14突變成F后，Penetratin的穿膜性就消失了。

　　有一類特殊的陽(yáng)離子型穿膜肽為核定位信號(hào)序列(nuclear localization sequences，NLSs)，是由一段富含精氨酸、賴氨酸和脯氨酸的短肽組成，能夠通過(guò)核孔復(fù)合體而轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)。NLSs可以進(jìn)一步分為單分型和雙分型，分別由一簇和兩簇堿性氨基酸組成，例如來(lái)至猿猴病毒40(SV40)的PKKKRKV為單分型NLS，而核質(zhì)蛋白為雙分型NLS，其發(fā)揮穿膜能力的短序列為KRPAATKKAGQAKKKL。由于大多數(shù)NLSs的電荷數(shù)小于8，所以NLSs并不是有效的細(xì)胞穿膜肽，但當(dāng)其與疏水性肽序列共價(jià)連接形成兩親型穿膜肽時(shí)可以有效穿膜。

　　2、兩親型穿膜肽

　　兩親型穿膜肽由親水結(jié)構(gòu)域和疏水結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，分為初級(jí)兩親型、次級(jí)α-螺旋兩親型、β-折疊兩親型和脯氨酸富集兩親型共四種 。

　　初級(jí)兩親型穿膜肽分為兩類，一類由疏水性肽序列和NLSs共價(jià)連接而成，如MPG (GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV)和Pep-1 (KETWWETWWTEWSQPKKRKV)，二者均以SV40的核定位信號(hào)PKKKRKV為基礎(chǔ)，其中MPG的疏水結(jié)構(gòu)域來(lái)至于HIV糖蛋白41的融合序列(GALFLGFLGAAGSTMG A)，而Pep-1的疏水結(jié)構(gòu)域來(lái)至于對(duì)膜有高親和性的色氨酸富集簇(KETWWET WWTEW)，但二者的疏水結(jié)構(gòu)域均通過(guò)WSQP與核定位信號(hào)PKKKRKV連接。另一類初級(jí)兩親型穿膜肽則從天然蛋白質(zhì)中分離獲得，如pVEC，ARF(1-22)和BPrPr(1-28)。

　　次級(jí)α-螺旋兩親型穿膜肽則是通過(guò)α-螺旋與膜結(jié)合，其親水性氨基酸殘基和疏水性氨基酸殘基分別位于螺旋結(jié)構(gòu)的不同表面，如MAP (KLALKLALK ALKAALKLA)。對(duì)于β-折疊兩親型穿膜肽，其形成β-折疊片的能力對(duì)其穿膜能力是至關(guān)重要的，如在VT5 (DPKGDPKGVTVTVTVTVTGKGDPKPD)的穿膜能力研究過(guò)程中，運(yùn)用D-型氨基酸突變產(chǎn)生的類似物不能形成β-折疊片，其穿膜能力則變得非常差。在脯氨酸富集的兩親型穿膜肽中，當(dāng)脯氨酸在多肽結(jié)構(gòu)中非常富集時(shí)，其在純水中極易形成聚脯氨酸II (PPII)。PPII為左旋螺旋，每圈含3.0個(gè)氨基酸殘基，與標(biāo)準(zhǔn)的右旋α-螺旋結(jié)構(gòu)每圈3.6個(gè)氨基酸殘基*相反。脯氨酸富集的兩親型穿膜肽有?？咕?(Bac7)、合成多肽(PPR)n(其中n可為3、4、5和6)等。

　　3、疏水型穿膜肽

　　疏水型穿膜肽只含有非極性氨基酸殘基，凈電荷量低于氨基酸序列總電荷量的20%，或者含有穿膜至關(guān)重要的疏水性基序或化學(xué)基團(tuán)。盡管這類細(xì)胞穿膜肽常常被忽視，但它們確實(shí)存在，如來(lái)源于卡波西式肉瘤的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(K-FGF)和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子12(F-GF12)。