Вестник МГТУ, 2022, Т.25, № 2.

Тихонов С. Л. и др. Микрокапсулирование и оценка субхронической токсичности пептидов. Введение За последние десятилетия большое количество исследований продемонстрировало полезность биоактивных пептидов, некоторые из этих продуктов были успешно коммерциализированы. С начала XXI в. во всем мире внедрено в производство 28 неинсулиновых биологически активных добавок к пище и пептидных препаратов, некоторые из которых высококонкурентны на рынке (Henninot et al., 2018). Кроме того, более 150 пептидных биологически активных добавок и препаратов находятся в активной клинической разработке, демонстрируя весьма многообещающие результаты (Lau et al., 2018). Клеточные проникающие пептиды (CPPs) - также известные как домены белковой трансдукции (PtdS) - являются интенсивно изученным и разнообразным классом пептидов в отношении аминокислотного состава, размера, заряда и структуры. Классификации основаны на физико-химической природе последовательности (первичная, вторичная или неамфифатическая) (Ziegler et al., 2008). Установлено, что четыре пептида - p61-80, p i 15-132, p206-225 и p337-353 - могут рассматриваться как иммунодоминантные Т-клеточные эпитопы и могут быть полезны для разработки иммунотерапии на основе пептидов (Keisuke et al., 2009). Биологическая активность пептидов разнообразна. Так, выделяют антимикробные пептиды (AMPS), которые рассматриваются как альтернативные биологически активные вещества для обычных антибиотиков. Гепсидин, богатый цистеином антимикробный пептид, является важным компонентом врожденного иммунного ответа. В исследованиях ( Athira et al., 2022) идентифицирован и охарактеризован ген гепсидина из рыбы Catla catla (индийский крупный карп), названный Cc-Hep. Cc-Hep состоит из 261 пары оснований и кодирует 87 аминокислот. Доказана антибактериальная, антиоксидантная и противоопухолевая активность Cc-Hep. Современные стратегии открытия искусственных биоактивных пептидов можно в широком смысле разделить на два направления: 1) построение и скрининг пептидных библиотек из случайных аминокислотных композиций в пределах определенной макромолекулярной топологии (скрининг пептидных библиотек, подход снизу вверх); 2) выделение биоактивных последовательностей из природных белков на основе их трехмерных (3D) структур (Wang et al., 2018; Marasco et al., 2008; Ryvkin et al., 2018). STAT6 - ингибирующие пептиды (STAT6-IP или IP) и STAT6 - контрольные пептиды (STAT6-CP или CP) были синтезированы Университетом Калгари Integrated Peptide Services (г. Калгари, провинция Альберта, Канада). Пептиды состоят из производного домена трансдукции белка TAT, YARAAARQARA. Эта последовательность представлена 8 аминокислотами, окружающими тирозин 641 в мышином STAT6. В STAT6-IP остаток тирозина фосфорилируется (GRG*YVSTT), а в контрольном пептиде STAT6-CP этот остаток заменяется фенилаланином (GRGFVSTT). Пептиды были амидированы на карбоксильном конце, очищены RP-HPLC и проанализированы пептидными последовательностями MS (Wang et al., 2011). Что касается механизма поглощения пептидов клетками организма человека, он до сих пор является спорным. Первые пептиды CPP, Tat и penetratin, были описаны уже в конце 1980-х и начале 1990-х годов и являются сейчас одними из наиболее изученных CPP (Madani et al., 2011). Tat получен из аминокислот 48-60 транс-активатора транскрипции ВИЧ-1 (Tat) белка, в то время как пенетратин получен из гомеодоменного белка Drosophila melanogaster Antennapedia (Antp). Antp является фактором транскрипции, его гомеодомен 60 aa (pAntp) может быть нетрадиционно секретирован без необходимости сигнального пептида (Dupont et al., 2007). Следовательно, он может быть поглощен соседними клетками независимым от рецептора способом. Пенетратин, 16-аминокислотный пептид, соответствует третьей спирали гомеодомена Antp и, как было показано, достаточен для поглощения всего белка. Поглощение пенетратина происходит в результате эндоцитоза, но также может присутствовать прямая транслокация (Jiao et al., 2009). Тем не менее механизм поглощения остается спорным (Madani et al., 2011). Пептиды выделяют, как правило, из ферментативного гидролизата растительного и животного сырья, содержащего белок, с помощью ультра или гельфильтрации (хромотографии). Авторами (Hjellnes et al., 2021) изучена функциональность ультрафильтрации как метода промышленной переработки и ее влияние на биологическую активность гидролизатов белка. Белковые гидролизаты были получены ферментативным гидролизом Pollachius virens. Ультрафильтрация эффективно концентрировала более крупные пептиды (> 4 кДа) и более мелкие пептиды (< 4 кДа) в отдельных фракциях, с выходом белка 31 % во фракции < 4 кДа. Установлено, что нефильтрованный гидролизат обладает более высокой антиоксидантной активностью по сравнению с фракцией < 4 кДа. Эти результаты показывают, что ультрафильтрация не увеличивает биоактивность путем концентрации небольших пептидов и биоактивность зависит от нескольких свойств, включая взаимодействие с более крупными пептидами. Несмотря на высокую биологическую активность и большие достижения в области технологии выделения пептидов, они не используются широко по следующим причинам: - более низкая аффинность и селективность связывания с мишенью, чем у белков, а также уязвимость к перевариванию протеазы в биологических средах (Weinstock et al., 2018); - короткий циркулирующий период полураспада, приводящий к необходимости частого введения для поддерживания их эффективности (Talmadge et al., 1998). 208