pmid: "38795029"
title: "Dos Miméticos de Colágeno à Hibridização de Colágeno e Volta."
authors: "Ratnatilaka Na Bhuket P, Li Y, Yu SM"
journal: "Accounts of chemical research"
pubdate: "2024 Jun 18"
doi: "10.1021/acs.accounts.3c00772"
source: "PubMed Abstract"

Dos Miméticos de Colágeno à Hibridização de Colágeno e Volta.

Autores

Ratnatilaka Na Bhuket P, Li Y, Yu SM

Periodico

Accounts of chemical research (2024 Jun 18)

Conteudo

Facilitados pela estrutura proteica única de tripla hélice, os colágenos fibrosos, as principais proteínas nos animais, demonstram uma função dupla de servir como blocos de construção para arcabouços teciduais e como um material bioativo capaz de renovação rápida em resposta a mudanças ambientais. Embora estudos de peptídeos miméticos de colágeno de tripla hélice (CMPs) tenham sido fundamentais para compreender as forças moleculares responsáveis pelo dobramento e montagem das triplas hélices, bem como na identificação de regiões bioativas de moléculas de colágeno fibroso, CMPs de fita simples que podem alvejar e hibridizar especificamente colágenos desnaturados (ou seja, peptídeos de hibridização de colágeno, CHPs) mostraram-se úteis na identificação da atividade de remodelação de tecidos ricos em colágeno relacionados ao desenvolvimento, homeostase e patologia. Esforços para melhorar a utilidade dos CHPs resultaram no desenvolvimento de novas estruturas esqueléticas, como CHPs diméricos e cíclicos, bem como na incorporação de aminoácidos artificiais, incluindo prolina fluorada e glicinas N-substituídas (resíduos peptoides). Em particular, CHPs diméricos foram usados para capturar fragmentos de colágeno de fluidos biológicos para estudo de biomarcadores, e a introdução de miméticos de colágeno baseados em peptoides reacendeu o interesse em pesquisa de peptidomiméticos, pois os peptoides permitem uma estrutura de tripla hélice estável e a apresentação de uma ampla variedade de estruturas de cadeias laterais, oferecendo uma plataforma versátil para o desenvolvimento de novos miméticos de colágeno. Este Relato cobrirá a evolução de nossa pesquisa, desde CMPs como biomateriais até os esforços contínuos no desenvolvimento de peptídeos de tripla hélice com potencial teranóstico prático no direcionamento de colágenos desnaturados e danificados. Nossos primeiros esforços na funcionalização de arcabouços de colágeno natural por meio de modificações não covalentes levaram à descoberta de um uso totalmente novo dos CMPs. Essa descoberta resultou no desenvolvimento de CHPs que agora são usados por muitos laboratórios diferentes para investigação de patologias associadas a mudanças nas estruturas das matrizes extracelulares, incluindo fibrose, câncer e danos mecânicos a tecidos ricos em colágeno e suportes de carga. Aqui, nos aprofundamos nas características essenciais de design dos CHPs que contribuem para suas propriedades de ligação ao colágeno e uso prático, e exploramos a necessidade de uma compreensão mecanicista adicional não apenas dos processos de ligação (por exemplo, domínio de ligação e estequiometria do complexo hibridizado), mas também da biologia da degradação do colágeno, desde a digestão proteolítica das fibrilas até o processamento celular dos fragmentos de colágeno. Discutimos também os pontos fortes e fracos dos peptídeos de tripla hélice baseados em peptoides aplicados à hibridização de colágeno, abordando aspectos termodinâmicos e cinéticos do dobramento da tripla hélice. Finalmente, destacamos as limitações atuais e direções futuras no uso de blocos de construção peptoides para desenvolver miméticos de colágeno bioativos como novos biomateriais funcionais.