Cykliska peptider är en ovanlig klass av föreningar som först upptäcktes från mikroorganismer, på grund av deras biologiska aktiviteter. De sträcker sig från antibiotika, såsom bacitracin och polymyxnB, till det immunsuppressiva läkemedlet ciklosporin. De kan också vara gifter. Alfa-amanitin, giftet från dödsmösssvampen, är också en cyklisk peptid.
Dessa föreningar undersöks mycket aktivt som potentiella nya källor till läkemedel och antibiotika. De är mycket mer resistenta mot proteaser – enzymer som bryter ner proteiner – än en linjär peptidkedja. Denna resistens mot proteolys gör att de tenderar att överleva den mänskliga matsmältningsprocessen. De kan också binda proteiner i cellen där traditionella läkemedel inte kan.
De ovanliga egenskaperna hos cykliska peptider beror både på deras cirkulära struktur och deras ovanliga sätt för biosyntes, som ofta innehåller ovanliga föreningar. Förutom de 20 aminosyrorna som normalt används i proteiner, kan 300 olika naturliga föreningar användas för att syntetisera cykliska peptider. Till exempel kan de innehålla D-aminosyror.
Liksom alla peptider består de av kedjor av aminosyror kopplade till en peptidbindning. De flesta peptider är linjära, med en N-terminal med en aminogrupp i ena änden och en C-terminal med en karboxylgrupp i den andra. I cykliska peptider är N- och C-ändarna sammanlänkade och bildar en cyklisk polypeptidkedja. När det finns färre än 50 aminosyror är föreningen känd som en cyklisk peptid. En större förening är känd som ett cykliskt protein.
Det finns mycket forskning inriktad på syntesen av nya cykliska peptider. De kan syntetiseras genom specialiserade tekniker, känd som peptidsyntes. Det finns bioteknikföretag som är specialiserade på att göra skräddarsydda peptider för forskningsstudier. Cykliska peptider har visat sig lovande vid behandling av Alzheimers och Huntingtons sjukdomar. När mer information blir tillgänglig om deras interaktion med cellulära proteiner, kan det vara möjligt att utveckla ännu fler läkemedel från denna olika klass av föreningar.
Bortsett från den biologiska aktiviteten hos cykliska peptider är de av intresse som bärare. Detta innebär att de kan konstrueras för att transportera droger in i kroppen. Särskilt om läkemedlet är en peptid, kan det syntetiseras som en del av den cykliska peptiden och tas oralt.
Biosyntesen av naturliga cykliska peptider är intressant för biologer, eftersom den ofta involverar icke-ribosomala peptidsyntetaser. De flesta peptider tillverkas av ribosomer, som använder budbärar-RNA (mRNA) som mall och sedan sätter ihop aminosyrorna för att bilda en peptid eller ett protein. Vissa mikroorganismer har stora enzymkomplex som består av moduler som de använder för att sätta ihop de cykliska peptiderna. De använder inte ribosomer eller mRNA. I vissa fall är det möjligt att ändra modulerna och genetiskt modifiera den cykliska peptiden, vilket möjligen kan bilda nya föreningar med biologisk aktivitet.