環状ペプチド

環状ペプチド：多様な構造と機能を持つペプチド

環状ペプチドは、アミノ酸がペプチド結合で環状に繋がったポリペプチド鎖です。アミノ酸の数は数個から数百個と様々で、天然には多くの環状ペプチドが存在し、生物活性物質として重要な役割を果たしています。

環状ペプチドの種類

環状ペプチドは、その結合様式によっていくつかの種類に分類されます。

ホモデティック環状ペプチド: シクロスポリンAなどが代表例です。通常のペプチド結合（α-カルボキシル基とα-アミノ基の間）のみで環が形成されています。
環状イソペプチド: ミクロシスチンやバシトラシンなど。少なくとも一つの非α-アミド結合（側鎖とα-カルボキシル基など）を含みます。
環状デプシペプチド: アウレオバシジンAやHUN-7293など。ペプチド結合の一部がエステル結合（ラクトン結合）に置き換わっています。C末端のカルボキシル基とThrやSer残基の側鎖が結合して環を形成するものもあります（カハラリドF、テオネラペプトリド、ジデムニンBなど）。
二環性ペプチド: アマトキシン、アマニチン、ファロイジンなど。環状構造が複数存在し、架橋基によって繋がれています。アマトキシンではTrpとCys残基の間のチオエーテル結合が架橋として機能しています。その他にもエキノマイシン、トリオスチンA、セロゲンチンCなども二環性ペプチドに分類されます。
ジスルフィド結合型環状ペプチド: ソマトスタチンやオキシトシンなど、2つのシステイン残基間のジスルフィド結合で環が形成されています。多くのペプチドホルモンがこのタイプに属します。

環状ペプチドの性質と機能

環状ペプチドは、その環状構造によって独特の性質を示します。

消化酵素耐性: 環状構造により、消化酵素による分解を受けにくいため、経口摂取でも生物活性を維持しやすいという特徴があります。
高い安定性: 線状ペプチドに比べて、化学的・酵素的安定性が高い傾向があります。
多様な生物活性: 様々な生物活性を示すことが知られています。免疫抑制、抗菌、抗がん、神経調節など、その作用は多岐に渡ります。

環状ペプチドの生合成

細胞内での環状ペプチドの生合成経路は、まだ十分に解明されていません。しかし、リボソーム依存性と非依存性の経路の両方があると考えられています。

環状ペプチドの例

様々な環状ペプチドが知られており、医療分野などで広く利用されています。以下に代表的な例を挙げます。

アマニチン: 毒キノコであるテングタケ属に含まれる毒素。
バシトラシン: グラム陽性菌に対する抗菌作用を持つポリペプチド抗生物質。
コリスチン: グラム陰性菌に対する抗菌作用を持つポリペプチド抗生物質。
シクロスポリン: 免疫抑制剤として臓器移植などに用いられる。
シクロチド: 植物由来の環状ペプチド。様々な生物活性を示す。
ダクチノマイシン: 抗がん剤として用いられる。
ダプトマイシン: グラム陽性菌に対する抗菌作用を持つ脂質修飾ペプチド抗生物質。
グラミシジンS: グラム陽性菌に対する抗菌作用を持つ。
ナイシン: 食品保存料として用いられる。
ポリミキシンB: グラム陰性菌に対する抗菌作用を持つ。
プリスチナマイシン: グラム陽性菌に対する抗菌作用を持つ。
オクトレオチド: ソマトスタチンアナログ、消化管腫瘍の治療に用いられる。
* バリノマイシン: イオンフォアとして知られる。

環状ペプチドは、その多様な構造と機能から、医薬品、農薬、食品添加物など幅広い分野で利用されており、今後も研究が進むことが期待されています。

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