Les peptides cycliques sont une classe inhabituelle de composés qui ont d’abord été découverts à partir de micro-organismes, en raison de leurs activités biologiques. Ils vont des antibiotiques, tels que la bacitracine et le polymyxnB, à la cyclosporine, un médicament immunosuppresseur. Ils peuvent aussi être des toxines. L’alpha amanitine, le poison du champignon de la mort, est également un peptide cyclique.
Ces composés font l’objet d’études très actives en tant que nouvelles sources potentielles de médicaments et d’antibiotiques. Ils sont beaucoup plus résistants aux protéases – des enzymes qui décomposent les protéines – qu’une chaîne peptidique linéaire. Cette résistance à la protéolyse signifie qu’ils ont tendance à survivre au processus digestif humain. Ils peuvent également lier des protéines dans la cellule là où les médicaments traditionnels ne le peuvent pas.
Les propriétés inhabituelles des peptides cycliques sont dues à la fois à leur structure circulaire et à leur mode de biosynthèse inhabituel, qui incorpore fréquemment des composés peu communs. Outre les 20 acides aminés normalement utilisés dans les protéines, 300 composés naturels différents peuvent être utilisés pour synthétiser des peptides cycliques. Par exemple, ils peuvent contenir des acides aminés D.
Comme tous les peptides, ils sont constitués de chaînes d’acides aminés liés par une liaison peptidique. La plupart des peptides sont linéaires, ayant une terminaison N avec un groupe amino à une extrémité et une terminaison C avec un groupe carboxyle à l’autre. Dans les peptides cycliques, les extrémités N et C sont liées ensemble, formant une chaîne polypeptidique cyclique. Lorsqu’il y a moins de 50 acides aminés, le composé est appelé peptide cyclique. Un composé plus gros est connu sous le nom de protéine cyclique.
Il existe de nombreuses recherches ciblant la synthèse de nouveaux peptides cycliques. Ils peuvent être synthétisés par des techniques spécialisées, connues sous le nom de synthèse peptidique. Il existe des sociétés de biotechnologie spécialisées dans la fabrication de peptides personnalisés pour des études de recherche. Les peptides cycliques se sont révélés prometteurs dans le traitement des maladies d’Alzheimer et de Huntington. À mesure que de plus en plus d’informations seront disponibles sur leur interaction avec les protéines cellulaires, il sera peut-être possible de développer encore plus de médicaments à partir de cette classe diversifiée de composés.
Outre l’activité biologique des peptides cycliques, ils présentent un intérêt en tant que vecteurs. Cela signifie qu’ils peuvent être conçus pour transporter des médicaments dans le corps. En particulier si le médicament est un peptide, il peut être synthétisé en tant que partie du peptide cyclique et pris par voie orale.
La biosynthèse de peptides cycliques naturels est intéressante pour les biologistes, car elle implique fréquemment des peptides synthétases non ribosomiques. La plupart des peptides sont fabriqués par des ribosomes, qui utilisent l’ARN messager (ARNm) comme matrice, puis assemblent les acides aminés pour former un peptide ou une protéine. Certains micro-organismes possèdent de grands complexes enzymatiques composés de modules qu’ils utilisent pour assembler les peptides cycliques. Ils n’utilisent pas de ribosomes ou d’ARNm. Dans certains cas, il est possible de modifier les modules et de modifier génétiquement le peptide cyclique, en formant éventuellement de nouveaux composés à activité biologique.