Zellpenetrierende Peptide und funktionelle Mimikry von Proteinen
Zellpenetrierende Peptide (cell-penetrating peptides, CPP) ermöglichen der Zelle die Aufnahme von Proteinen und der darin enthaltenen Peptide. Sie haben sich als nützlich erwiesen, um genetisches Material in Zellen einzuschleusen. Allerdings ist bislang nicht viel über die Frequenz und Funktion von zellpenetrierenden Sequenzen in körpereigenen Proteinen bekannt. Das CPP-Projekt verglich Peptidsequenzen und wollte damit die These stützen, dass die intrazellulären Loops von GPCRs (G-Protein gekoppelte Rezeptoren) eine hohe Wahrscheinlichkeit für zellpenetrierende Eigenschaften aufweisen. Auf den Loops sitzen auch Rezeptoren, die Moleküle außerhalb der Zelle aufspüren, im Inneren der Zelle eine Reaktion hervorrufen und bei der Interaktion von G-Proteinen mitwirken. Das Forscherteam vermutete daher, dass kurze, von GPCR abgeleitete CPP die Zellmembran durchdringen und die Aktivität der G-Proteine modifizieren können, ähnlich, wie dies bei Rezeptorproteinen geschieht. Das Prinzip wurde mithilfe zweier unterschiedlicher Modellsysteme getestet. Beim ersten wurde das M511-Peptid von Ratten-Angiotensin verwendet, das eine gefäßkontrahierende Wirkung hat. Das zweite Modell verwendete ein CPP mit der Bezeichnung G53-2, das vom menschlichen Peptidrezeptor GLP-1R (glucagon-like peptide receptor) stammt und die Insulinausschüttung anregt. Beide Peptide induzierten das gleiche Ergebnis wie ihr ursprüngliches Wirtsprotein. Diese Ergebnisse legen nahe, dass kurze Peptidfragmente geeignet sind, die Wirkung von Transmembranproteinen nachzuahmen.