РАЗРАБОТКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ  НОВОГО БИОПЕПТИДА ДЛЯ ДИЕТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ: MSGTOG

Сергей Леонидович  Тихонов; Наталья Валерьевна  Тихонова; Ольга Олеговна  Бабич; Станислав Алексеевич  Сухих; Евгений Борисович  Сысуев; Дарья Александровна  Зверева

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.005

Авторы

Сергей Леонидович Тихонов Уральский государственный аграрный университет https://orcid.org/0000-0003-4863-9834
Наталья Валерьевна Тихонова Уральский государственный аграрный университет https://orcid.org/0000-0001-5841-1791
Ольга Олеговна Бабич Балтийский федеральный университет https://orcid.org/0000-0002-4921-8997
Станислав Алексеевич Сухих Балтийский федеральный университет https://orcid.org/0000-0001-7910-8388
Евгений Борисович Сысуев Филиал ФГБУ «ВНИИИМТ» Росздравнадзора в г. Екатеринбург https://orcid.org/0000-0001-7648-0088
Дарья Александровна Зверева Уральский государственный лесотехнический университет https://orcid.org/0009-0000-5033-2044

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.005

Ключевые слова:

профилактическое питание, диетическое питание, функциональные ингредиенты, сахарный диа-бет второго типа, пептиды, синтез пептидов, макроциклизация, лактамизация.

Аннотация

Пептиды играют ключевую роль в пищевой промышленности и фармацевтике, однако их применение в диетических и клинических целях часто ограничивается низкой стабильностью в организме. Авторами работы предложен новый «сшитый» биопептид GD-20, синтезированный на основе циклического пептида [Nphe5]SFTI-1(100). Анализ аминокислотного состава, молекулярной массы и структуры свидетельствуют о значительном терапевтическом потенциале GD-20 и его высокой устойчивости к протеолизу. Значение показателя Fsp³ (0,78) указывает на перспективность использования пептида в качестве биологически активного вещества, устойчивого к протеолизу в желудочно-кишечном тракте. Установлено, что GD-20 не содержит антигенных детерминант, а значит, не вызывает аллергических реакций, что делает его безопасным для применения в составе пищевых продуктов диетического и профилактического назначения. Прогнозируемая высокая биологическая активность пептида (0,916819 ед. при максимальной 1,0 ед.) подтверждает его потенциал в качестве функционального ингредиента, обеспечивающего профилактику сахарного диабета 2 типа. Полученные результаты подтверждают возможность разработки новых, устойчивых к деградации пептидов с улучшенными фармакокинетическими характеристиками.

Библиографические ссылки

A. Henninot, J.C. Collins, J.M. Nuss. The cur-rent state of peptide drug discovery: back to the future? J. Med Chem. 61 (2018). 1382-1414. https://doi.org/10.1021/ acs.jmedchem.7b00318.

M. Muttenthaler, G.F. King, D.J. Adams, [et al.]. Trends in peptide drug discovery, Nat. Rev. Drug Dis-cov. 20 (2021). 309-325. https://doi.org/10.1038/s41573- 020-00135-8.

F.J. Chen, N. Pinnette, F. Yang, [et al.]. A cyste-ine-directed proximity-driven crosslinking method for native peptide bicyclization, Angew. Chem. Int Ed. Engl. 62 (2023). e202306813. https://doi.org/10.1002/anie.202306813.

D.J. Drucker. Advances in oral peptide thera-peutics, Nat. Rev. Drug Discov. 19 (2020). 277-289. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0053-0.

L. Liu, X. Fan, B. Wang, [et al.]. P(III) - Directed Late-Stage Ligation and Macrocyclization of Peptides with Olefins by Rhodium Catalysis, Angew. Chem. Int Ed. Engl. 61 (2022). e202206177. https://doi.org/10.1002/anie.202206177.

A.S. Mackay, J.W.C. Maxwell, M.J. Bedding, [et al.]. Electrochemical modification of polypeptides at selenocysteine, Angew. Chem. Int Ed. Engl. 62 (2023). e202313037. https://doi.org/10.1002/anie.202313037.

D. Garcia Jimenez, V. Poongavanam, J. Kihlberg. Macrocycles in drug discovery-learning from the past for the future, J. Med Chem. 66 (2023) 5377-5396. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.3c00134.

D. Sethio, V. Poongavanam, R. Xiong, [et al.]. Simulation reveals the chameleonic behavior of macrocycles, J. Chem. Inf. Model 63 (2023). 138-146. https://doi. org/10.1021/acs.jcim.2c01093.

H.Y. Chow, Y. Zhang, E. Matheson, [et al.]. Ligation tech-nologies for the synthesis of cyclic peptides, Chem. Rev. 119 (2019). 9971-10001. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00657.

J. Iegre, J.S. Gaynord, N.S. Robertson, [et al.]. Twocomponent stapling of biologically active and conformationally constrained peptides: past, present, and future, Adv. Ther. 1 (2018). 1800052. https://doi.org/10.1002/adtp.201800052.

X. Li, Y. Zou, H.G. Hu. Different stapling-based peptide drug design: mimicking ahelix as inhibitors of protein-protein interaction, Chin. Chem. Lett. 29 (2018). 1088-1092. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2018.01.018.

Y.W. Zhang, J.B. Guo, J.J. Cheng, [et al.]. High-throughput screening of stapled helical peptides in drug discovery, J. Med Chem. (2022). https://doi.org/ 10.1021/acs. jmedchem.2c01541.

X. Li, S. Chen, W.D. Zhang, [et al.]. Stapled hel-ical peptides bearing different anchoring residues, Chem. Rev. 120 (2020). 10079-10144. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev. 0c00532.

M. Buyanova, D. Pei. Targeting intracellular protein-protein interactions with macrocyclic peptides, Trends Pharm. Sci. 43 (2022). 234-248. https://doi.org/ 10.1016/j.tips.2021.11.008.

M.G. Ricardo, A.M. Ali, J. Plewka, [et al.]. Multi-component peptide stapling as a diversity-driven tool for the development of inhibitors of protein-protein in-teractions, Angew. Chem. Int Ed. Engl. 59 (2020). 5235-5241. https://doi.org/ 10.1002/anie.201916257.

A.M. Ali, J. Atmaj, N. Van Oosterwijk, [et al.]. Stapled peptides inhibitors: a new window for target drug discovery, Comput. Struct. Biotechnol. J. 17 (2019). 263-281. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2019.01.012.

W. Li, F. Separovic, N.M. O’Brien-Simpson, [et al.]. Chemically modified and conjugated antimicrobial peptides against superbugs, Chem. Soc. Rev. 50 (2021) 4932-4973. https://doi.org/10.1039/d0cs01026j.

M.H. Wu, Q. Chen, Y.D. Wang, [et al.]. Structural modification and antitumor activity of antimicrobial pep-tide HYL, Chin. Chem. Lett. 31 (2020). 1288-1292. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2019.10.013.

A.M. Felix, E.P. Heimer, C.T. Wang, [et al.]. Syn-thesis, biological activity and conformational analysis of cyclic GRF analogs, Int. J. Pept. Protein Res. 32 (1988). 441-454. https://doi.org/10.1111/j.1399-3011.1988.tb01375.x.

J.W. Taylor. The synthesis and study of side-chain lactam-bridged peptides, Biopolymers 66 (2002). 49-75. https://doi.org/10.1002/bip.10203.

Yulei Li, Minghao Wu, Yinxue Fu, Jingwen Xue, Fei Yuan, Tianci Qu, Anastassia N. Rissanou, Yilin Wang, Xiang Li, Honggang Hu. Therapeutic stapled peptides: Efficacy and molecular targets, Pharmacologi-cal Research, Volume 203, 2024, 107137, ISSN 1043-6618. https://doi.org/10.1016/ j.phrs.2024.107137.

S. Mahesh, V. Adebomi, Z.P. Muneeswaran, [et al.]. Bioinspired nitroalkylation for selective protein modification and peptide stapling, Angew. Chem. Int Ed. Engl. 59 (2020). 2793-2801. https://doi.org/10.1002/anie.201908593.

M. Moiola, M.G. Memeo, P. Quadrelli, stapled peptides-a useful improvement for peptide-based drugs, Molecules 24 (2019). https://doi.org/10.3390/ molecules 24203654.

J. Liu, P. Wang, Z. Yan, [et al.]. Recent advanc-es in late-stage construction of stapled peptides via C-H activation, Chembiochem 22 (2021) 2762-2771. https://doi.org/10.1002/ cbic.202100044.

X. Li, W.D. Tolbert, H.G. Hu, [et al.]. Dithiocar-bamate-inspired side chain stapling chemistry for pep-tide drug design, Chem. Sci. 10 (2019) 1522-1530. https://doi. org/10.1039/c8sc03275k.