GLP-1(קישור:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/glp-1-peptide-cas-87805-34-3.html) מורכב משתי שרשראות פוליפפטידים מחוברות זו לזו: שרשרת פפטידים עם 21 שיירי חומצות אמינו בקצה ה-N (GLP-1[7-27]), ושרשרת פפטידים עם 30 שיירי חומצות אמינו ב-C- terminus (GLP-1 [28-58]), יש גשר עיבוי בין השרשראות. הנוסחה הכימית של GLP-1 היא C165H264N50O55S2, המסה הטוחנית היא כ-3.8 kDa, וה-CAS 87805-34-3. מצב הטעינה של GLP-1 משתנה עם ה-pH. כאשר ה-pH נמוך מהנקודה האיזואלקטרית של GLP-1, GLP-1 טעון חיובי; כאשר ה-pH גדול מהנקודה האיזואלקטרית, GLP-1 טעון שלילי. בתנאים פיזיולוגיים, GLP-1 בדרך כלל טעון שלילי. בעל רגישות חיזור חזקה ורגישות לפרוטאזות. בתנאים פיזיולוגיים, GLP-1 עובר הידרוליזה מהירה על ידי פרוטאזות כגון טריפסין, ובכך מאבד את הפעילות הביולוגית שלו. בנוסף, אנרגיה תרמית, pH, יוני מתכת וגורמים נוספים ישפיעו גם על היציבות של GLP-1. על מנת לשפר את היציבות של GLP-1, חוקרים משתמשים בדרך כלל בשיטות שונות כדי לשפר אותו, כגון שינוי כימי והתאמת מבנה מולקולרי.
נקודה איזואלקטרית:
GLP-1 הוא הורמון פוליפפטיד עם נקודה איזואלקטרית (pI) של כ-5.1. הנקודה האיזואלקטרית היא ערך ה-pH שבו יש מספר שווה של יונים בעלי מטען חיובי ושלילי בתמיסה מסוימת. כאשר חומר נמצא בנקודה האיזואלקטרית שלו, אין לו מטען נטו, ולכן הוא לא יהיה נתון לכוחות אלקטרופורטיים בשדה חשמלי, ולכן לא ינוע לאף קוטב.
מכיוון שהנקודה האיזואלקטרית של GLP-1 נמוכה מערך ה-pH של הסביבה הפיזיולוגית, היא תטען חיובית in vivo. מאפיינים כאלה מאפשרים ל-GLP-1 לעבור במהירות דרך קרום התא דרך כמה טרנספורטרים מולקולריים, כגון קולטן GLP-1 (GLP-1R), ולהיקשר ל-GLP-1R בתא, ובכך מפעיל את תפקידיו הפיזיולוגיים השונים. הנקודה האיזואלקטרית של GLP-1 היא בערך 5.9, כלומר, כשהיא ב-pH=5.9, מספר המטען של מולקולת הפפטיד GLP-1 עם מטען נטו הוא אפס. המשמעות היא שבתנאי pH שונים, גם מצב המטען של GLP-1 ישתנה, ובכך ישפיע על הפעילות הביולוגית שלו באורגניזם.
בנוסף לנקודה האיזואלקטרית, ל-GLP-1 יש גם תכונות פיסיקליות וכימיות אחרות ומאפיינים מבניים, כגון משקל מולקולרי, רצף חומצות אמינו, תצורה מרחבית, הידרופיליות, מסיסות וכו'. תכונות פיסיקליות וכימיות ומאפיינים מבניים אלה הם בעלי משמעות רבה לתפעול ולתפקוד של GLP-1 in vivo, והם גם היבטי מפתח למחקר ויישום של GLP-1.
לחייב:
GLP-1 הוא הורמון פוליפפטיד. המבנה המולקולרי שלו מכיל שני שאריות חומצות אמינו טבעיות, ציסטאין ולאוצין. שאריות אלו יכולות לעבור תגובות חמצון ליצירת קשרי דיסולפיד (קשרי SS) בתנאים ספציפיים. ובכך משפיע על מאפייני הטעינה של GLP-1.
בסביבה פיזיולוגית, GLP-1 בדרך כלל מציג מאפיין טעון חיובי. הסיבה לכך היא שהנקודה האיזואלקטרית שלו היא בערך 5.1, שהיא נמוכה מהסביבה הפיזיולוגית עם ערך pH של 7.4, מה שגורם לקבוצת האמינים במסוף ה-N שלה להיות פרוטונאי חלקית. להפוך את כל המולקולה למטען חיובי. במקרה זה, GLP-1 יכול להיכנס במהירות ולשלב עם GLP-1R בתא דרך כמה טרנספורטרים, כגון קולטן GLP-1 (GLP-1R), ו לשחק במגוון פונקציות פיזיולוגיות. מצב הטעינה של GLP-1 משתנה בהתאם ל-pH. כאשר ה-pH נמוך מהנקודה האיזואלקטרית של GLP-1, GLP-1 טעון חיובי; כאשר ה-pH גדול מהנקודה האיזואלקטרית, GLP-1 טעון שלילי. בתנאים פיזיולוגיים, GLP-1 בדרך כלל טעון שלילי.
עם זאת, בנסיבות מסוימות, ניתן להפחית את קשר ה-SS של GLP-1, ולגרום לו לאבד את המטען החיובי שלו ולקבל מצב טעון נטו או תכונות מטען שלילי. במעבדה, ניתן לקדם את תגובת ההפחתה הזו על ידי חומר מפחית כגון DTT (חומצה דיתיותרונית), ובכך לשנות את מצב הטעינה של GLP-1.
לסיכום, מצב המטען של GLP-1 מושפע מגורמים רבים, כולל הנקודה האיזואלקטרית שלו, קבוצות פונקציונליות כימיות במולקולה ותנאי סביבה חיצוניים. למאפיינים ולמאפיינים אלו יש משמעות רבה לתפקוד ולתפקיד של GLP-1 in vivo, והם היבטי מפתח למחקר ויישום של GLP-1.
יַצִיבוּת:
ל-GLP-1 יש רגישות חיזור חזקה ורגישות לפרוטאזות. בתנאים פיזיולוגיים, GLP-1 עובר הידרוליזה מהירה על ידי פרוטאזות כגון טריפסין, ובכך מאבד את הפעילות הביולוגית שלו. בנוסף, אנרגיה תרמית, pH, יוני מתכת וגורמים אחרים ישפיעו גם על היציבות של GLP-1. על מנת לשפר את היציבות של GLP-1, חוקרים משתמשים בדרך כלל בשיטות שונות לשיפורו, כמו שינוי כימי והתאמת מבנה מולקולרי.
זמן סחיפה:
GLP-1 (פפטיד דמוי גלוקגון-1) הוא הורמון פוליפפטיד שניתן לזהות ולכמת באמצעות ספקטרומטריית מסה. בטכנולוגיית כרומטוגרפיה-מסה-ספקטרומטריית נוזל (LC-MS), זמן הסחף של GLP-1 מתייחס לזמן שלוקח ליונים להיסחף עקב התנגשויות בשדה החשמלי ולבסוף להגיע לגלאי. זמן סחיפה מתייחס לזמן שבו מולקולות בתמיסה עוברות בעמודה הכרומטוגרפית, שיכולה לשקף את הגודל, הצורה ומצב המטען של מולקולות. עבור מולקולות פפטידים כגון GLP-1, זמן הסחף הוא בדרך כלל קצר וניתן להשלים אותו תוך דקות.
זמן סחיפה הוא אחד מפרמטרי הניתוח החשובים בטכנולוגיית ספקטרומטריית מסה, שניתן להשתמש בו כדי לזהות את ההבדל בין תרכובות שונות ולהבחין בין איזומרים וכו'. עבור GLP-1, ניתן להשתמש בזמן הסחף כדי לזהות את ההבדל בין זה ופפטידים או זיהומים אחרים, ובשימוש נוסף לניתוח כמותי.
באופן כללי, בספקטרומטריית מסה LC-MS, זמן הסחיפה יושפע מגורמים רבים, כגון סוג ספקטרומטר המסה, מצב יינון, סוג גז התנגשות, מתח, טמפרטורה וכו'. לכן, כאשר משתמשים בזמן סחיפה כ- בסיס לזיהוי וכימות, יש לבצע אופטימיזציה וסטנדרטיזציה של תנאי הניסוי כדי להשיג תוצאות ניתנות לשחזור.
זמן הסחיפה של GLP-1 מתייחס לזמן הדרוש ליונים שלו להגיע לגלאי עקב הסחף בשדה החשמלי, שיכול לשמש כפרמטר אנליטי בטכנולוגיית LC-MS לזיהוי וכימות פפטידים ו גוף האיזומרים שלהם וכו'.
לסיכום, GLP-1 היא מולקולת פפטיד קטנה שהיא מאוד הידרופיליה ויציבה בסביבות פיזיולוגיות, אך גם רגישה לרגישות חיזור ורגישות לפרוטאזות. הבנת התכונות הפיזיקליות של GLP-1 היא בעלת משמעות רבה לפיתוח תרופות GLP-1 חדשות ולחקר הפעילות הביולוגית שלהן.