環状ペプチドファージライブラリーのスクリーニングは、ストレプトアビジンを高い親和性と結合するリガンドを識別します

組み合わせペプチドライブラリーのスクリーニングは、酵素および受容体標的の新規基質またはリガンドの発見において重要なツールとして浮上しています。たとえば、モデル受容体システムとしてストレプトアビジンを使用した線形ペプチドライブラリーのスクリーニングは、以前に多くの低親和性ペプチドリガンドを同定していました。私たちは、ライブラリ内の環化によって線形ペプチドの立体構造の自由を制約すると、親和性の増加のペプチドリガンドが得られると推論しました。N末端PIIIタンパク質融合として、M13ファージディスプレイシステムに3つの異なる環状ペプチドライブラリーが構築されました。ランダムペプチド配列には、2つのシステイン残基が隣接していたため、ファージアセンブリ中に効率的なジスルフィド結合形成と環化が可能になりました。これらの環状ペプチドライブラリーは、モデル受容体システムとしてストレプトアビジンでスクリーニングされました。モチーフHis-Pro-Gln（HPQ）を含む多くの配列が発見され、前の論文では、ストレプトアビジン結合環状および線形ペプチドの複合体の構造が記載されています（Katz、1995）。結合速度論と親和性の分析により、コンフォメーション的に制約された環状ペプチドが、以前のライブラリスクリーンで同定された線形ペプチドよりも最大3桁高い親和性を持つストレプトアビジンを結合することが示されました。これらの結果は、高親和性新規受容体リガンドまたは酵素基質の立体構造に制約されたペプチドライブラリーをスクリーニングする可能性を示しています。

The screening of combinatorial peptide libraries has emerged as an important tool in the discovery of novel substrates or ligands for enzyme and receptor targets. For example, screening linear peptide libraries using streptavidin as a model receptor system has previously identified many low-affinity peptide ligands, all of which contain the common motif His-Pro-Gln (HPQ). We reasoned that constraining the conformational freedom of linear peptides by cyclization in a library would yield peptide ligands of increased affinity. Three different cyclic peptide libraries were constructed in an M13 phage display system as N-terminal pIII protein fusions. The random peptide sequences were flanked by two cysteine residues, which allows efficient disulfide bond formation and cyclization during phage assembly. These cyclic peptide libraries were screened with streptavidin as the model receptor system. Many sequences, all of which contained the motif His-Pro-Gln (HPQ), were discovered, and in the preceding paper, the structures of complexes of streptavidin-bound cyclic and linear peptides are described (Katz, 1995). Analysis of binding kinetics and affinities demonstrated that the conformationally constrained cyclic peptides bound streptavidin with affinities up to 3 orders of magnitude higher than linear peptides identified in previous library screens. These results demonstrate the potential of screening conformationally constrained peptide libraries for high-affinity novel receptor ligands or enzyme substrates.