Пептиды – это отдельные молекулы и фрагменты белков, выполняющие биологические функции. Пептиды передают сигналы внутри организма и участвуют в белок-белковых взаимодействия во время биологических процессов. Короткие пептиды содержат фундаментальную молекулярную информацию, являющуюся основой жизни. Благодаря своим уникальным свойствам и перспективам применения в инновационной биотерапии, интерес к пептидам высок. В обзоре рассмотрены современное состояние терапевтических разработок на основе коротких пептидов. Пептидные лекарства первоначально играли роль аналогов гормонов, но сегодня с их помощью решают многочисленные биомедицинские задачи. В обзоре затронуты история открытия пептидов, их актуальность в терапии различных заболеваний и методология для преодоления существующих ограничений.

Что такое пептиды

Пептид – это небольшая молекула, которая состоит как минимум из двух аминокислот. Олигопептид – короткая цепочка из нескольких аминокислот, а полипептид включает в себя множество аминокислот. Пептиды формируют белки, которые содержат по крайней мере одну полипептидную цепь. Строгой границы, кроме размера, между пептидами и белками не существует. Согласно правилам Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), олигопептиды состоят из менее чем 20 аминокислот, в то время как полипептиды содержат более 20 аминокислотных остатков [1]. Типичные белки содержат свыше 100 аминокислот. Самый маленький природный мини-белок – крамбин, состоящий из 46 аминокислот, а самый большой, титин, включает 38138 аминокислотных остатков. Таким образом, определение пептида зависит от точки отсчета. Строгое определение до сих пор не дано, хотя ультракороткие пептиды характеризуются как молекулы, состоящие максимум из семи аминокислот. Пептиды присутствуют во всех земных живых организмах и неразрывно связаны с происхождением жизни. Взаимодействия между пептидами и другими молекулами (аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами, липидами) служили движущими силами на всех этапах эволюции.

В последнее время короткие пептиды привлекают все больше внимания в биологии, химии и медицине благодаря своим специфическим свойствам. Их ценят как новые и более эффективные терапевтические агенты с меньшими побочными эффектами. Структурное разнообразие пептидов в сочетании с конформационной гибкостью используется для управления взаимодействием с определенными участками рецепторов. Пептиды демонстрируют высокую селективность благодаря специфическим взаимодействиям с мишенями – гормонами, ферментами, рецепторами, транспортными системами и т. д. Более того, количество известных коротких пептидов, вовлеченных в важные биологические процессы, постоянно растет. К сожалению, пептиды также имеют серьезные ограничения: разработка пероральных терапевтических средств на основе пептидов является очень сложной задачей.

Краткая история пептидов и их синтез

В 1902 году два выдающихся немецких химика, Герман Эмиль Фишер и Франц Хоффмайстер, предположили, что белки состоят из аминокислот, соединенных друг с другом между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой следующего аминокислотного остатка [2]. Однако ранее белки уже были охарактеризованы голландским химиком Герардусом Йоханнесом Малдером, а название «белок», происходящее от «proteios» («первичный») дал шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус в 1838 году [3].

Тем не менее белки не существуют без пептидов. Название «пептид» происходит от «peptós» (греч. «переваренный, усваиваемый») и отражает то, что пептиды образуются в результате протеолитического расщепления. Первые пептиды и аминокислоты стали известны в начале XIX века, а термин «аминокислота» впервые использовали в 1894 году. Первый синтетически полученный пептид – бензоилглицилглицин – был получен немецким химиком Теодором Курциусом в 1881 году. Однако более эффективный синтез описали Фишер, «отец» пептидной химии, и французский химик Эрнест Фурно в 1901 году.

Синтез модифицированных аминокислот и коротких пептидов основан на реакциях функциональных групп. Типичный химический синтез пептидов включает взаимодействие карбоксильной группы одной аминокислоты с аминогруппой другой. Существует два подхода к получению пептидов – синтез в растворе и твердофазный синтез. В каждом варианте помимо образования пептидной связи есть и другие стадии: введение и снятие защитных групп, модификаций основной и боковой цепи. Жидкофазный подход в настоящее время используется в основном для синтеза коротких пептидов, вплоть до тетрапептидов. При твердофазном синтезе каждый пептид прикрепляется С-концом или функциональной группой боковой цепи к полимеру. В обоих случаях одна N-защищенная аминокислотная единица присоединяется к свободной N-концевой аминогруппе создаваемого пептида. После снятия защиты и высвобождения новой аминогруппы может быть присоединена следующая аминокислота. После завершения синтеза пептид отщепляют от полимера.

При синтезе пептидов в растворе каждый этап требует тщательной очистки продукта с помощью гель-хроматографии или кристаллизации. В твердофазном варианте очистка осуществляется простой промывкой прикрепленного к полимеру пептида. Это позволяет создавать пептидные синтезаторы и автоматизировать процесс.

Ультракороткие пептиды обладают выдающимися свойствами, такими как более простой и экономичный синтез, высокая механическая стабильность, хорошее проникновение в ткани и меньшая иммуногенность. Затраты на производство увеличиваются с ростом длины цепи аминокислот.

Преимущества пептидов, недостатки и способы их преодоления

Пептиды, как уникальный класс биомолекул, заполнили терапевтическую нишу благодаря специфическим биохимическим и терапевтическим свойствам. Из-за низкого молекулярного веса они занимают промежуток между малыми химическими молекулами и биологическими препаратами. Их промежуточная природа сочетает преимущества как небольших молекулярных препаратов (например, лучшая проницаемость), так и терапевтических белков (селективность, потенцирование мишени) и уменьшает такие недостатки, как неблагоприятные побочные эффекты, лекарственно-лекарственные взаимодействия и непроницаемость клеточной мембраны.

Короткие пептиды стали очень перспективным материалом для разнообразного применения в диагностике и терапии [4]. К их сильным сторонам относят:

• биохимическое разнообразие, доступность и простота структуры
• легкий дизайн, модификация и экономически эффективный синтез с высокой чистотой и возможностью масштабирования
• высокая гибкость, селективность, целевая специфичность, сродство, всасываемость, переносимость, эффективность
• безопасность, биосовместимость, биоразлагаемость, низкая токсичность, антигенность, иммуногенность
• легкое распознавание биосистемами
• способность проникать через клеточные мембраны
• универсальность в качестве терапевтических агентов
• специфическое взаимодействие с различными биосистемами
• предсказуемый метаболизм: продуктами распада являются нетоксичные аминокислоты

Короткие пептиды обладают многочисленными преимуществами по сравнению с более крупными аналогами. В частности, следует выделить экономически эффективный синтез в любых масштабах, широкое химическое разнообразие, легкость модификации, высокую биоактивность, абсорбируемость, доступность, настраиваемую функциональность, селективность и специфичность, биоразлагаемость и биосовместимость, безопасность и низкую токсичность. Как следствие, они обладают высоким сродством к большому спектру специфических мишеней.

С другой стороны, существенным ограничением коротких пептидов является короткий период полураспадаin vivo из-за подверженности быстрому перевариванию протолитическими ферментами в желудочно-кишечном тракте и сыворотке крови и быстрое выведение. Из более 60 одобренных для медицинского применения пептидных препаратов, лишь малая их доля может применяться перорально [5]. Однако каждое преимущество или недостаток довольно условны, поскольку конкретное свойство может нести как в пользу, так и вред, в зависимости от цели применения пептида.

Для преодоления ограничений пептидов и расширения их клинического применения разработаны различные стратегии [6]. Прежде всего, к улучшению физико-химических свойств и общей стабильности могут привести структурные модификации. В пептиды вводят двойные мостики, образуя циклические молекулы, что приводит к ограниченной доступности для ферментов. Циклические пептиды представляют собой класс соединений, которые используются для лечения некоторых заболеваний. Хорошо известными примерами являются инсулин, пенициллин, циклоспорин и грамицидин S. По сравнению с линейными пептидами, эти молекулы демонстрируют больший потенциал в качестве терапевтических агентов благодаря повышенной химической и ферментативной стабильности, рецепторной избирательности и улучшенным фармакодинамическим свойствам.

 Кроме того, могут применяться вариации длины последовательности и боковых цепей, модификация пептидной основы, С-концевое амидирование, N-концевое ацетилирование, добавление стабилизирующих агентов, конъюгация с крупными биосовместимыми полимерами или жирными кислотами. Кроме того, конъюгация с проникающими в клетки пептидами улучшает проникновение сквозь клеточные мембраны и позволяет получить доступ к внутриклеточным мишеням, приводя к улучшению биодоступности гибридных молекул лекарств и терапевтической эффективности.

Синтетические короткие пептиды как точные копии частей белка являются идеальными инструментами для имитации активных участков белка. Такие молекулы могут стать важной вехой на пути к разработке пептидных препаратов для лечения заболеваний, поражающих миллиарды людей по всему миру [7].

Пептиды как «молекулярный конструктор» 

За последние десятилетия предприняты большие усилия по разработке коротких пептидов или пептидомиметиков, которые проявляют более благоприятные фармакологические свойства, чем их прототипы [8]. Растущий интерес к исследованиям пептидов обусловлен недавними успехами в разработке пептидных последовательностей, имеющих терапевтическое значение – сотни пептидов находятся в стадии клинических испытаний. Большинство исследований, проводимых в этой области, касаются получения аналогов с измененными химическими или конформационными особенностями, усиливающими биологическую активность. Структурные изменения производят путем избирательной замены специфических остатков на другие аминокислоты, включая неприродные. Такие модификации представляют особый интерес, поскольку их включение в пептидную последовательность может сохранить фармакологические свойства изначального пептида и, возможно, повысить устойчивость к биодеградации с улучшением биодоступности и фармакокинетики. В целом, благодаря накопленным знаниям ученые могут рационально конструировать новые пептиды для фармакологии и медицины, имитируя биологические процессы, усиливая или регулируя их протекание.

Для конструирования активных пептидных последовательностей и анализа пептидно-белковых взаимодействий разработан ряд новых методик, как экспериментальных, так и теоретических. В пептидах и белках отдельные аминокислоты соединены между собой пептидными связями. Особенности пептидной связи препятствуют вращению фрагментов молекулы. Инструменты молекулярного моделирования позволяют построить трехмерную структуру короткого пептида на компьютере [9]. После этого необходимо провести оптимизацию геометрии. Моделирование является полезным инструментом для предсказания или воспроизведения экспериментальных структур пептидов, а также позволяет оценить взаимодействие с терапевтическими мишенями. Взаимодействия пептидов, как природных, так и сконструированных, имеют огромное значение для метаболических процессов в живых клетках. Их полное понимание требует дальнейшего прогресса в компьютерном моделировании.

Пептидная терапия и ее перспективы

В настоящее время множество пептидов уже нашло клиническое применение. Приведенная ниже таблица содержит перечень пептидов, одобренных для медицинского применения в США за период 2000–2020 гг. [10].

Но применение пептидов не ограничивается перечисленными в таблице. Существуют, например, российские разработки, о которых мы писали ранее: ноотропное средство Семакс, противоязвенный препарат Даларгин, иммуностимулятор Тимоген, пептидная вакцина ЭпиВакКорона и некоторые другие. Препарат для лечения гепатита D – Булевиртид – одобрен в странах Европейского Союза и в России.

Помимо лекарственных пептидов, уже вошедших в медицинскую практику, множество молекул находятся на разных стадиях разработки. Далее мы рассмотрим наиболее перспективные направления исследований.

Моноциклические, бициклические и трициклические проникающие в клетки пептиды рассматриваются как молекулярные транспортеры для внутриклеточной доставки терапевтических агентов. Некоторые циклические пептиды обладают повышенной способностью проникать в клетки, улучшенными физико-химическими свойствами и протеолитической стабильностью. Несколько сконструированных моноциклических пептидов, содержащие остатки триптофана и аргинина, оказались эффективными транспортерами, повышающими эффективность известных химиотерапевтических, противовирусных и антибактериальных средств, например, с доксорубицином, паклитакселом и камптотецином [11, 12].

Кроме того, триптофан- и гистидинсодержащие циклические декапептиды [WH]₅ продемонстрировали увеличение внутриклеточной доставки анти-ВИЧ препарата эмтрицитабина [13]. Трициклический пептид [WR]₄-[WR]₄-WR]₄, содержащий чередования триптофана и аргинина в каждом кольце, улучшал клеточное поглощение анти-ВИЧ препаратов ламивудина, эмтрицитабина и siRNA в клеточной линии рака молочной железы [14].

Для преодоления внеклеточных и внутриклеточных барьеров при доставке генов были предложены различные олигопептиды. Пептидные последовательности могут быть включены в сложную систему доставки генов или использоваться отдельно в качестве носителя. Короткие пептиды объединяться в такие конструкции, как пептидные дендримеры (древообразные разветвленные структуры), способные выполнять несколько функций в одной системе. Пептиды, используемые для доставки генов, можно разделить на 1) пептиды-мишени, 2) пептиды, проникающие в клетки, 3) пептиды, разрушающие эндосомы, и 4) пептиды ядерной локализации.

Разнообразные пептиды могут быть использованы in vivo либо для нацеливания на фрагменты клеточной поверхности, либо на субклеточные элементы. Одним из наиболее изученных целевых рецепторов на клетках, особенно для генной терапии рака, являются интегрины – молекулы клеточной адгезии, состоящие из α и β субъединиц. Соединения, направленые против интегринов, содержат консервативный мотив аргинин-глицин-аспарагиновой кислоты (RGD). Для улучшения биологических и фармакокинетических свойств исследователи разработали различные аналоги RGD-содержащих пептидов [15, 16]. Также были исследованы пептиды против других маркеров клеточной поверхности, таких как рецепторы факторов роста, трансферрина, липопротеинов низкой плотности, ацетилхолина, лептина и инсулина [17]. Важным фактором дизайна пептидов является доступность мишени для эффективного взаимодействия. Помимо клеточной поверхности, олигопептиды могут быть использованы для нацеливания на внутренние органеллы клеток.

Проникающие в клетку пептиды способны переносить терапевтический препарат через плазматическую мембрану [18]. Некоторые известные примеры – усеченный пептид Tat (GRKKRRQRRRPPQ) [19]. Tat представляет собой пептидный фрагмент из остатков 48–60 исходного фактора активации транскрипции вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1) [20]. Tat-модифицированные системы показали усиленное проникновение через клеточную, эндосомальную и ядерную мембраны. Пептид дестабилизируют мембрану, что приводит к высвобождению лекарства в цитозоль. Другие пептиды могут доставлять лекарственные молекулы даже в ядро клетки.

Пептидные вакцины

Короткие пептиды играют важнейшую роль в иммунной системе и отвечают за передачу большей части иммунологической информации [21]. Иммунная система не распознает антиген как таковой, вместо этого распознавая эпитопы – короткие фрагменты антигена. Учитывая это, самые минималистичные вакцины могут содержать только эпитопы и при этом вызывать желаемый иммунный ответ. Такие пептидные вакцины, имеют ряд преимуществ перед классическими, которые основаны на целых патогенах или их крупных фрагментах: а) вызывают точно рассчитанные эпитоп-специфические иммунные ответы; б) не вызывают аллергических, аутоиммунных или чрезмерных воспалительных реакций; в) обеспечивают прямой иммунный ответ на неиммунные доминирующие фрагменты антигенов; г) могут быть получены химическими методами с высокой чистотой и воспроизводимостью; д) благодаря химическому синтезу можно избежать биологического загрязнения; и е) они более стабильны, чем цельные патогены или белки, и обычно не требуют условий хранения или транспортировки [22].

Однако сами по себе пептиды являются слабыми иммуногенами и требуют применения иммунных стимуляторов (адъювантов). Интересно, что короткие пептиды также сами могут служить в качестве адъювантов. Эта стратегия была использована для доставки вакцин против малярии [23], туберкулеза [24] и стрептококка группы А [25].

 Проникающие в клетки пептиды использовались для доставки различных вакцин, в основном направленных на клеточный иммунный ответ. Например, мурамил дипептид одобрен в качестве адъюванта для вакцины против лейшмании у животных [26]. Вакцинные подходы на основе пептидов являются относительно новыми, однако в стадии разработки находится огромное количество вакцин на основе пептидов, нацеленных практически на все возможные инфекционные заболевания, включая синдром приобретенного иммунодефицита, малярию и COVID-19. Количество вакцин на основе пептидов в клинических испытаниях значительно выросло за последнее десятилетие; некоторые из них, особенно против рака, достигли фазы III [27, 28].

Пептиды и лечение нейродегенеративных заболеваний

Короткие пептиды являются важным и перспективным инструментом в изучении нейродегенеративных заболеваний – болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, бокового амиотрофического склероза, прионных болезней. Они могут быть использованы как для диагностики, так и для лечения. Например, ингибиторы агрегации β-амилоида при болезни Альцгеймера на основе коротких пептидов с пониженной цитотоксичностью являются хорошими кандидатами в лекарственные препараты [29, 30]. Примечательно, что очень короткие пептиды, такие как дифенилаланин и родственные соединения, являются основными распознающими мотивами β-амилоидных полипептидов [31]. Поведение коротких пептидов, приводящее к амилоидоподобным структурам, является ключевым моментом в понимании зарождения и физических свойств амилоидных бляшек.

Ультракороткие пептиды могут лечь в основу для создания высокоэффективных систем доставки лекарств и предотвращения образования амилоидных бляшек. Интересными и перспективными аспектами стратегии доставки являются гелевые матрицы на основе пептидов для инкапсуляции лекарств. Пептидные терапевтические препараты индуцируют рост нейронов, модулируют нейрогенез и улучшают пространственную память. Их разнообразие прокладывает путь к персонализированной терапии.

Короткие пептиды в исследованиях стволовых клеток

Терапия стволовыми клетками является частью регенеративной медицины, направленной на улучшение качества жизни путем борьбы с пока еще не поддающимися лечению заболеваниями. Короткие пептиды являются идеальными кандидатами для работ с культурами стволовых клеток благодаря тому, что они имитируют функции белков и внеклеточный матрикс, взаимодействуют с ДНК, выступая в качестве регуляторных факторов, которые влияют на судьбу стволовой клетки [32]. Короткие пептиды играют важную роль в передаче биоинформации и восстановлении генетически обусловленных изменений, развивающихся с возрастом [33]. Другими словами, они обладают геропротекторными свойствами. Самособирающиеся пептиды в сочетании со стволовыми клетками позволяют регенерировать поврежденные ткани и способствуют ослаблению патологии нейродегенеративных заболеваний, сердечной недостаточности или артрита [34]. Пептиды, связанные со стволовыми клетками, демонстрируют большой потенциал в разработке новых методов лечения, регенерации тканей и применении в органоинженерии.

Пептиды как нутрицевтики

Пищевые белки представляют собой длинноцепочечные полимеры аминокислот, в которых зашифрованы пептиды с потенциально полезными свойствами, привлекательными для лечения хронических заболеваний, таких как гипертония, диабет, ожирение, рак и нарушения обмена веществ [35]. Биоактивные пептиды (БАП) с молекулярной массой около 5 кДа из пищевых белков имеют аминокислотный структуры, аналогичные тем, которые регулируют процессы в нашем организме. Они обладают высокой специфичностью и эффективностью взаимодействия с рецепторами, ферментами и другими биомолекулами. Некоторые из БАП могут высвобождаться в кишечнике при расщеплении белков пищеварительными ферментами, такими как пепсин, трипсин, химотрипсин и пептидазы. Однако контролируемое ферментативное расщепление пищевых белков in vitro высвобождает БАП, и они могут быть выделены и очищены для терапевтического использования.

Биоактивные пептиды естественным образом образуются под действием экзогенных протеазных ферментов, вырабатываемых микроорганизмами в процессе ферментации. Некоторые из БАП также обладают высокой антиоксидантной активностью. Поэтому ферментированные молочные продукты, фрукты, овощи, а также мясные и рыбные продукты считаются полезными дополнениями к рациону питания человека.

В настоящее время люди потребляют продукты не только для того, чтобы удовлетворить голод, но также хотят получить здоровую, натуральную и удобную пищу, обладающую биологической активностью. Специально полученные в чистом виде БАП используются как пищевые добавки для укрепления здоровья. Некоторые растительные белки содержат пептиды, оказывающие благотворное влияние, проявляя антигипертензивные, антиоксидантные, противовоспалительные, противораковые, антимикробные и иммуномодулирующие свойства.

В настоящее время ученые сосредоточили исследования на функциональных свойствах продуктов питания. Биоактивные пептиды как компоненты продуктов питания, регулируют метаболические процессы, положительно влияя на функции организма. Здоровое питание является ключевым фактором для профилактики заболеваний. Конкретные последовательности аминокислот в белках, содержащихся в некоторых продуктах питания, оказывают оздоровительное действие, играя роль фрагментов целого белка. Пептиды с двумя или тремя аминокислотами легко проходят через желудочно-кишечный тракт в кровь. Некоторые из них обладают более чем одной активностью, и полезны для облегчения всасывания минералов [36]. Малые пептиды с дипептидом пролин-пролин на С-конце более устойчивы к деградации протеазами и пептидазами желудка, поджелудочной железы или кишечника. Крупные пептиды могут быть активны вне кишечного эпителия. Недавние исследования протеомных данных сельскохозяйственных культур показали, что не менее 6000 белков могут содержать биологически активные пептиды [36].

Космецевтика на основе пептидов

Биологически активные короткие пептиды являются важными космецевтическими средствами, т. е., препаратами, сочетающими косметические и лекарственные свойства. Их биоактивность одновременно направлена на создание эстетического эффекта и оздоровление. Термин «космецевтика» был введен в 1984 году Альбертом Клигманом [37]. Космецевтические препараты на основе пептидов, действующие против внутреннего и внешнего старения и улучшающие здоровье и внешний вид кожи, становятся все более популярными. Пептиды открывают новый путь в область герокосметологии [38]. Они используются для стимуляции синтеза коллагена, заживления ран, ботоксоподобного разглаживания морщин, а также для антиоксидантного, антимикробного и отбеливающего действия.

Пептиды для местного применения классифицируются [39] как

• транспортные: трипептид меди-1 (Cu-GHK), трипептид марганца-1 (Mn-GHK)
• сигнальные: пальмитоил гексапептид-12 (BiopeptideELTM, пальмитоил пентапетид-4 (Matrixyl), пальмитоил трипептид-1 (Biopeptide CLTM), пальмитоил трипептид-5 (Syn-Coll), элаидил-Lys-Phe-Lys-OH (липоспондин), гексапептид-11 или пентамид-6, трипептид-10 цитруллин (декоринил)]
•  ингибиторы нейромедиаторов: ацетил гексапептид-3 (аргирелин), пентапептид-3 (виалокс), пентапептид-18 (лейфазил), трипептид-3 (Syn-ake), ацетил октапептид-1/-3 (sNAP-8)

Кроме того, давно известны природные пептиды, такие как карнозин, кератин, пептиды сои и черного риса, фиброин шелка [40]. Эти природные пептиды как космецевтические ингредиенты прочти идеальны благодаря легкой биоразлагаемости, низкой токсичности, умеренным производственным затратам и удобном масштабировании производства [39]. Прогноз для мирового космецевтического рынка предсказывает рост на ~10% в ближайшие годы, и значительная доля будет связана с продуктами на основе пептидов.

Заключение

Короткие пептиды демонстрируют удивительный набор биологических функций, которые могут быть использованы для инновационных методов лечения практически во всех отраслях медицины. Новые молекулы синтезируются и исследуются научными группами по всему миру, а количество публикаций и патентов неуклонно растет. Пептиды изучаются с акцентом на биомедицинское, диагностическое, фармацевтическое и космецевтическое применение. В частности, пептиды могут играть как ведущую роль в качестве лекарств, так и вспомогательную – в диагностике, лечении, доставке других препаратов внутрь клетки и др. Вакцины на основе пептидов являются ожидаемым прорывом в иммунотерапии рака и защите от инфекций. Более того, развитие комплексных теоретических расчетных методов in silico в сочетании с эффективными передовыми синтетическими технологиями способствует получению препаратов на основе пептидов с практически неограниченными возможностями применения.

1.         Nomenclature and Symbolism for Amino Acids and Peptides. European Journal of Biochemistry, 1984. 138(1): p. 9-37. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1984.tb07877.x.

2.         Fruton, J.S., Contrasts in scientific style: research groups in the chemical and biochemical sciences. Vol. 191. 1990: American Philosophical Society.

3.         Hartley, H., Origin of the Word ‘Protein’. Nature, 1951. 168(4267): p. 244-244. DOI: 10.1038/168244a0.

4.         Fosgerau, K., Hoffmann, T., Peptide therapeutics: current status and future directions. Drug Discovery Today, 2015. 20(1): p. 122-128. DOI: https://doi.org/10.1016/j.drudis.2014.10.003.

5.         Henninot, A., Collins, J.C., Nuss, J.M., The Current State of Peptide Drug Discovery: Back to the Future? Journal of Medicinal Chemistry, 2018. 61(4): p. 1382-1414. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.7b00318.

6.         Lee, A.C., Harris, J.L., Khanna, K.K., Hong, J.-H., A Comprehensive Review on Current Advances in Peptide Drug Development and Design. International Journal of Molecular Sciences, 2019. 20(10). DOI: 10.3390/ijms20102383.

7.         Brown, T.D., Whitehead, K.A., Mitragotri, S., Materials for oral delivery of proteins and peptides. Nature Reviews Materials, 2020. 5(2): p. 127-148. DOI: 10.1038/s41578-019-0156-6.

8.         Benedetti, E., Pedone, C., Saviano, M., Structure-Activity Relationships in Peptides: From Modelling to Rational Drug Design. Frontiers in Drug Design & Discovery: Structure-Based Drug Design in the 21st Century, 2007. 539(558): p. 539-558.

9.         Leach, A.R., Leach, A.R., Molecular modelling: principles and applications. 2001: Pearson education.

10.       Wang, L., Wang, N., Zhang, W., Cheng, X., Yan, Z., Shao, G., Wang, X., Wang, R., Fu, C., Therapeutic peptides: current applications and future directions. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2022. 7(1): p. 48. DOI: 10.1038/s41392-022-00904-4.

11.       Darwish, S., Sadeghiani, N., Fong, S., Mozaffari, S., Hamidi, P., Withana, T., Yang, S., Tiwari, R.K., Parang, K., Synthesis and antiproliferative activities of doxorubicin thiol conjugates and doxorubicin-SS-cyclic peptide. European Journal of Medicinal Chemistry, 2019. 161: p. 594-606. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2018.10.042.

12.       El-Sayed, N.S., Shirazi, A.N., Sajid, M.I., Park, S.E., Parang, K., Tiwari, R.K., Synthesis and Antiproliferative Activities of Conjugates of Paclitaxel and Camptothecin with a Cyclic Cell-Penetrating Peptide. Molecules, 2019. 24(7). DOI: 10.3390/molecules24071427.

13.       Shirazi, A.N., Mozaffari, S., Sherpa, R.T., Tiwari, R., Parang, K., Efficient Intracellular Delivery of Cell-Impermeable Cargo Molecules by Peptides Containing Tryptophan and Histidine. Molecules, 2018. 23(7). DOI: 10.3390/molecules23071536.

14.       Kumar, S., Mandal, D., El-Mowafi, S.A., Mozaffari, S., Tiwari, R.K., Parang, K., Click-Free Synthesis of a Multivalent Tricyclic Peptide as a Molecular Transporter. Pharmaceutics, 2020. 12(9). DOI: 10.3390/pharmaceutics12090842.

15.       Ng, Q.K.T., Sutton, M.K., Soonsawad, P., Xing, L., Cheng, H., Segura, T., Engineering Clustered Ligand Binding Into Nonviral Vectors: αvβ3 Targeting as an Example. Molecular Therapy, 2009. 17(5): p. 828-836. DOI: 10.1038/mt.2009.11.

16.       Ng, Q.K.T., Su, H., Armijo, A.L., Czernin, J., Radu, C.G., Segura, T., Clustered Arg–Gly–Asp Peptides Enhances Tumor Targeting of Nonviral Vectors. ChemMedChem, 2011. 6(4): p. 623-627. DOI: https://doi.org/10.1002/cmdc.201000541.

17.       Kang, Z., Meng, Q., Liu, K., Peptide-based gene delivery vectors. Journal of Materials Chemistry B, 2019. 7(11): p. 1824-1841. DOI: 10.1039/C8TB03124J.

18.       Guidotti, G., Brambilla, L., Rossi, D., Cell-Penetrating Peptides: From Basic Research to Clinics. Trends in Pharmacological Sciences, 2017. 38(4): p. 406-424. DOI: 10.1016/j.tips.2017.01.003.

19.       Vivès, E., Brodin, P., Lebleu, B., A Truncated HIV-1 Tat Protein Basic Domain Rapidly Translocates through the Plasma Membrane and Accumulates in the Cell Nucleus *. Journal of Biological Chemistry, 1997. 272(25): p. 16010-16017. DOI: 10.1074/jbc.272.25.16010.

20.       Sharma, S., Kulkarni, C., Kulkarni, M.M., Ali, R., Porwal, K., Chattopadhyay, N., Tewari, D., Verma, S., Tripeptide-induced modulation of mesenchymal stem cell biomechanics stimulates proliferation and wound healing. Chemical Communications, 2020. 56(20): p. 3043-3046. DOI: 10.1039/C9CC10043A.

21.       Neefjes, J., Ovaa, H., A peptide’s perspective on antigen presentation to the immune system. Nature Chemical Biology, 2013. 9(12): p. 769-775. DOI: 10.1038/nchembio.1391.

22.       Malonis, R.J., Lai, J.R., Vergnolle, O., Peptide-Based Vaccines: Current Progress and Future Challenges. Chemical Reviews, 2020. 120(6): p. 3210-3229. DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00472.

23.       Rudra, J.S., Mishra, S., Chong, A.S., Mitchell, R.A., Nardin, E.H., Nussenzweig, V., Collier, J.H., Self-assembled peptide nanofibers raising durable antibody responses against a malaria epitope. Biomaterials, 2012. 33(27): p. 6476-6484. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2012.05.041.

24.       Sun, T., Han, H., Hudalla, G.A., Wen, Y., Pompano, R.R., Collier, J.H., Thermal stability of self-assembled peptide vaccine materials. Acta Biomaterialia, 2016. 30: p. 62-71. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2015.11.019.

25.       Azmi, F., Ahmad Fuaad, A.A.H., Giddam, A.K., Batzloff, M.R., Good, M.F., Skwarczynski, M., Toth, I., Self-adjuvanting vaccine against group A streptococcus: Application of fibrillized peptide and immunostimulatory lipid as adjuvant. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2014. 22(22): p. 6401-6408. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bmc.2014.09.042.

26.       Calzetta, L., Pistocchini, E., Ritondo, B.L., Roncada, P., Palma, E., di Cave, D., Mattei, M., Britti, D., Immunoprophylaxis pharmacotherapy against canine leishmaniosis: A systematic review and meta-analysis on the efficacy of vaccines approved in European Union. Vaccine, 2020. 38(43): p. 6695-6703. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2020.08.051.

27.       Obara, W., Kanehira, M., Katagiri, T., Kato, R., Kato, Y., Takata, R., Present status and future perspective of peptide-based vaccine therapy for urological cancer. Cancer Science, 2018. 109(3): p. 550-559. DOI: https://doi.org/10.1111/cas.13506.

28.       Li, W., Joshi, M.D., Singhania, S., Ramsey, K.H., Murthy, A.K., Peptide Vaccine: Progress and Challenges. Vaccines, 2014. 2(3). DOI: 10.3390/vaccines2030515.

29.       Horsley, J.R., Jovcevski, B., Wegener, K.L., Yu, J., Pukala, T.L., Abell, A.D., Rationally designed peptide-based inhibitor of Aβ42 fibril formation and toxicity: a potential therapeutic strategy for Alzheimer’s disease. Biochemical Journal, 2020. 477(11): p. 2039-2054. DOI: 10.1042/BCJ20200290.

30.       Baig, M.H., Ahmad, K., Rabbani, G., Choi, I., Use of Peptides for the Management of Alzheimer’s Disease: Diagnosis and Inhibition. Frontiers in Aging Neuroscience, 2018. 10. DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2018.00021.

31.       Levin, A., Hakala, T.A., Schnaider, L., Bernardes, G.J.L., Gazit, E., Knowles, T.P.J., Biomimetic peptide self-assembly for functional materials. Nature Reviews Chemistry, 2020. 4(11): p. 615-634. DOI: 10.1038/s41570-020-0215-y.

32.       Hellmund, K.S., Koksch, B., Self-Assembling Peptides as Extracellular Matrix Mimics to Influence Stem Cell’s Fate. Frontiers in Chemistry, 2019. 7.

33.       Sinjari, B., Diomede, F., Khavinson, V., Mironova, E., Linkova, N., Trofimova, S., Trubiani, O., Caputi, S., Short Peptides Protect Oral Stem Cells from Ageing. Stem Cell Reviews and Reports, 2020. 16(1): p. 159-166. DOI: 10.1007/s12015-019-09921-3.

34.       Tatman, P.D., Muhonen, E.G., Wickers, S.T., Gee, A.O., Kim, E.-S., Kim, D.-H., Self-assembling peptides for stem cell and tissue engineering. Biomaterials Science, 2016. 4(4): p. 543-554. DOI: 10.1039/C5BM00550G.

35.       Hossain, A.K.M., The effects of model foods rich in bioactive compounds on brain-gut regulation and neurodegeneration: A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy at Lincoln University. 2018.

36.       Bouglé, D., Bouhallab, S., Dietary bioactive peptides: Human studies. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2017. 57(2): p. 335-343. DOI: 10.1080/10408398.2013.873766.

37.       Pandey, A., Jatana, G.K., Sonthalia, S., Cosmeceuticals, in StatPearls. 2022, StatPearls Publishing

Copyright © 2022, StatPearls Publishing LLC.: Treasure Island (FL).

38.       Bojarska, J., Amino Acids and Short Peptides as Anti-Aging “Superfood”. Int. J. Nutr. Sci, 2020. 5: p. 1039-1044.

39.       Errante, F., Ledwoń, P., Latajka, R., Rovero, P., Papini, A.M., Cosmeceutical Peptides in the Framework of Sustainable Wellness Economy. Frontiers in Chemistry, 2020. 8.

40.       Schagen, S.K., Topical Peptide Treatments with Effective Anti-Aging Results. Cosmetics, 2017. 4(2). DOI: 10.3390/cosmetics4020016.