1. IntroductionCell-penetrating pep

1. Introduction
Cell-penetrating peptides (CPPs) and protein transduction domains
(PTDs) facilitate the translocation of large molecules into cells [1].
Most are covalently linked to their cargo and enter cells through endocytosis
[2–3]. However, a small subset possesses two remarkable traits.
Specifically, peptides such as Pep-1 [4–6] and polyarginine (polyR)
[7–12] do not need to be covalently tethered to cargoes. In addition,
these carriers appear to deliver their cargoes directly to the cytoplasm,
bypassing endocytosis. The mechanism(s) by which non-covalent,
non-endocytotic carriers deliver cargoes has proven difficult to resolve
and remains an active area of research.
As an example, consider the differences observed in the translocation
action of Pep-1 and guanidinium-rich domains such as
polyarginine. Pep-1 is believed to work by first forming a complex
with its cargo through electrostatic and/or hydrophobic interactions
[5,13]. A ratio of 20:1 Pep-1:cargo is typical of a translocation scheme.
Studies at 4 °C, where energy-dependent endocytosis is inactivated,
show that Pep-1 can carry a cargo into the cytoplasm [14]. However,
at 37 °C endocytosis is the predominant transport mode [14]. Experiments
using artificial membranes (vesicles) at room temperature
showed that Pep-1-mediated protein transport across lipid bilayers required
negatively-charged lipids and a transmembrane voltage gradient
[6]. Some have suggested that Pep-1 forms pores in membranes that facilitate
the trafficking of molecular cargo [15–18]. This is supported by
the fact that Pep-1 induces pore-like defects in bilayers that are clearly
visible in ionic current measurements [18]. Models of Pep-1's mechanism,
based on pore formation, have been proposed but others have
countered this idea suggesting that Pep-1 simply disintegrates the
membrane [19–20].
Pep-1 consists of three domains: a tryptophan-rich hydrophobic region,
a flexible linker and a lysine-rich domain. In addition, the ends of
the peptide are capped by acetyl and cysteamide groups, meaning that
in neutral buffer Pep-1 exists as a disulfide-linked dimer [5]. This structure
contrasts sharply with guanidinium-rich carriers such as polyRs,
where the structure is uniform from end to end. As with Pep-1, polyR
cargo is transported directly to the cytoplasm in some cases and there
is also some evidence that shows that endocytosis is dominant unless
translocation is performed at low temperature [14]. Others argue that
molecular transport is dependent on both energy and the presence of
certain lipid domains in the membrane [21]. The notion of pore formation
induced by guanidinium-rich species is also contentious. PolyR and
synthetic mimics do induce membrane curvature in model bilayers [22].
However, fluorescent dye molecules outside cells do not enter the cytoplasm
when the cell is exposed to arginine-rich TAT peptides, something
that would be expected if TAT formed pores [23]. By contrast,
experiments showed that low molecular weight (3 kDa) dextran molecules
within giant unilamellar vesicles (GUVs) were released when the
membrane was exposed to TAT [24]. Larger molecular weights
remained trapped, leading to the expectation that pores were between
Biochimica et Biophysica Acta 1848 (2015) 2980–2984
http://dx.doi.org/10.1016/j.bbamem.2015.09.004
0005-2736/© 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.
Contents lists available at ScienceDirect
Biochimica et Biophysica Acta
journal homepage: www.elsevier.com/locate/bbamem
1.3 and 2 nm in diameter. Molecular simulations also support the idea
that guanidinium-rich carriers form pores in lipid bilayers [12,25].
It is important to note that guanidinium-rich carriers have been
studied in two distinct modes. In the first, carriers and cargo are
mixed to induce cargo delivery across a membrane [9,21,26–27]. In a
recent example, a protein transduction domain mimic (PTDM) in the
form of a guanidinium functionalized polymer was used to deliver
siRNA into T cells [26]. In the second, carrier and cargo are on opposite
sides of the bilayer, such as carrier-mediated release of contents from
vesicles [9,24]. One intriguing idea that has emerged from this mode is
the importance of anions in transport. Previous reports show that hydrophobic
anions (termed activators) facilitate the movement of
polyarginine across lipid bilayers [27]. Importantly, the guanidinium
groups have high anion affinity (contrast to the low affinity of lysine residues
in Pep-1) and thus may permeate the membrane upon charge
neutralization. Here, pore formation is not a prerequisite for translocation,
nor is there any need to preform a complex since cargo and carrier
are on opposite sides of the membrane. From this, a very interesting scenario
emerges. Guanidinium-rich carriers enter the membrane bound
to one ion and upon reaching the other side, exchange anionic cargo.
The new complex crosses back to extract the cargo. The idea that
guanidinium-rich species might “reach across” membranes to withdraw
anions (termed interface-directed translocation) has been demonstrated
with small cargoes [9].
Here, we conducted a series of translocation studies using either a
lysine-rich carrier (Pep-1) or a guanidinium-rich carrier (D9) and compared
the results. We found that, unlike Pep-1, guanidinium-based
carriers trafficked molecular cargo without the need for an applied
voltage or asymmetric membrane. Moreover, the D9 carrier was able
to “extract” protein cargo from the opposite side of a membrane, thereby
highlighting a unique capability of the carrier.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำเจาะเซลล์เปปไทด์ (CPPs) และโดเมนโปรตีน transduction(PTDs) ให้ง่ายต่อการสับเปลี่ยนของโมเลกุลใหญ่ในเซลล์ [1]ส่วนใหญ่ covalently เชื่อมโยงกับการขนส่งสินค้า และป้อนเซลล์ผ่าน endocytosis[2-3] อย่างไรก็ตาม ชุดย่อยขนาดเล็กมีลักษณะโดดเด่นสองโดยเฉพาะ เปปไทด์ Pep-1 [4-6] และ polyarginine (polyR)ไม่ต้อง [7-12] การได้ covalently ทุกการ cargoes นอกจากนี้สายการบินเหล่านี้จะ ส่งการ cargoes โดยตรงไปยังไซโทพลาซึมเลี่ยงการ endocytosis Mechanism(s) ที่ไม่ใช่-covalentcargoes ส่งสายการบินที่ไม่ใช่ endocytotic ได้พิสูจน์ยากที่จะแก้ไขและเหลือพื้นที่ใช้งานวิจัยพิจารณาความแตกต่างในการสับเปลี่ยนที่เป็นตัวอย่างการดำเนินการของ Pep-1 และ guanidinium-ริชโดเมนเช่นpolyarginine Pep 1 เชื่อว่าการที่ซับซ้อนขึ้นรูปแรกมีสินค้าที่ผ่านการโต้ตอบที่สถิต หรือ hydrophobic[5,13] อัตราส่วนของ Pep 20:1-1:cargo เป็นแผนการสับเปลี่ยนการศึกษาที่ 4 ° C ซึ่งขึ้นอยู่กับพลังงาน endocytosis ถูกยกเลิกแสดงว่า Pep-1 สามารถบรรทุกขนส่งสินค้าเข้าไปในไซโทพลาซึม [14] อย่างไรก็ตามที่ 37 ° C endocytosis เป็นโหมดขนส่งกัน [14] ทดลองใช้ประดิษฐ์สาร (อสุจิ) ที่อุณหภูมิห้องแสดงให้เห็นว่าการขนส่งโปรตีน Pep-1-mediated ข้าม bilayers ไขมันที่จำเป็นโครงการที่คิดในเชิงลบและไล่แรงดัน transmembrane[6] บางได้แนะนำว่า Pep-1 แบบรูขุมขนเข้าที่อำนวยความสะดวกการค้าของสินค้าโมเลกุล [15-18] นี้ได้รับการสนับสนุนโดยความจริงที่ว่า Pep-1 ก่อให้เกิดข้อบกพร่องเช่นรูขุมขนใน bilayers ที่ชัดเจนมองเห็นได้ในวัดปัจจุบัน ionic [18] แบบจำลองของกลไก Pep-1ตามรูขุมขนก่อ ได้รับการเสนอชื่อแต่คนอื่นได้countered คิดนี้แนะนำว่า Pep-1 เพียง disintegratesเมมเบรน [19-20]Pep-1 ประกอบด้วยโดเมนที่สาม: ภูมิภาค hydrophobic ทริปโตเฟนริชเป็นตัวเชื่อมโยงข้อมูลที่ยืดหยุ่นและอุดมไปด้วยไลซีนโดเมน นอกจากนี้ ปลายของเพปไทด์จะปรบมือ ด้วย acetyl cysteamide กลุ่มในบัฟเฟอร์กลาง Pep-1 อยู่เป็นการเชื่อมโยงไดซัลไฟด์ผลิตของ dimer [5] โครงสร้างนี้สัมผัสอย่างรวดเร็ว ด้วย guanidinium อุดมไปด้วยสายการบินเช่น polyRsโครงสร้างสม่ำเสมอจากสิ้นสุดการสิ้นสุด เช่นเดียวกับ Pep-1, polyRขนส่งจะขนส่งโดยตรงไปยังไซโทพลาซึมในบางกรณี และมีก็บางหลักฐานที่แสดงว่า endocytosis เป็นหลักยกเว้นดำเนินการสับเปลี่ยนอุณหภูมิต่ำ [14] ผู้อื่นโต้เถียงที่ขนส่งโมเลกุลขึ้นอยู่กับพลังงานและสถานะของบางโดไขมันในเยื่อ [21] แนวคิดของผู้แต่งรูขุมขนเกิดจาก guanidinium ริชสปีชีส์ก็โต้เถียงกัน PolyR และเลียนแบบการสังเคราะห์ทำให้เกิดเมมเบรนขนาดในรุ่น bilayers [22]อย่างไรก็ตาม ย้อมฟลูออเรสโมเลกุลภายนอกเซลล์เข้าในไซโทพลาซึมเมื่อเซลล์สัมผัสกับอาร์จินีนริช ททท.เปปไทด์ บางสิ่งบางอย่างที่จะคาดหวังถ้าเกิดตาดรูขุมขน [23] โดยคมชัดทดลองพบว่าน้ำหนักโมเลกุลต่ำโมเลกุลเดกซ์แทรน (3 kDa)ภายใน unilamellar ยักษ์ อสุจิ (GUVs) ถูกนำออกใช้เมื่อการเยื่อที่สัมผัสกับตาด [24] น้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่ยังคงติดอยู่ นำไปสู่ความคาดหวังที่รูขุมขนระหว่างBiochimica et Biophysica คตาปี 1848 แห่ง (2015) 2980-2984http://dx.doi.org/10.1016/j.bbamem.2015.09.0040005-2736 / © 2015 Elsevier b.v สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมดเนื้อหารายการ ScienceDirectBiochimica et Biophysica คตาหน้าแรกของสมุดรายวัน: www.elsevier.com/locate/bbamem1.3 และ 2 nm เส้นผ่านศูนย์กลาง การจำลองโมเลกุลยังสนับสนุนความคิดแบบฟอร์มที่อุดมไปด้วย guanidinium สาย pores ในไขมัน bilayers [12,25]สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่า สายการบิน guanidinium ริชได้ศึกษาในสองโหมดที่แตกต่างกัน ในครั้งแรก สายการบินและขนส่งสินค้าได้ผสมเพื่อก่อให้เกิดการขนส่งผ่านเยื่อ [9,21,26-27] ในการตัวอย่างล่าสุด เป็นโปรตีน transduction โดเมนมั่น (PTDM) ในการใช้แบบฟอร์มของพอลิเมอร์ functionalized guanidinium ส่งsiRNA เป็นเซลล์ T [26] ในที่สอง บริษัทขนส่งและขนส่งสินค้าอยู่ตรงข้ามด้านของ bilayer เช่น mediated ผู้ขนส่งออกเนื้อหาจากอสุจิ [9,24] ความคิดน่าหนึ่งที่ได้เกิดขึ้นจากโหมดนี้ความสำคัญของ anions ในขนส่ง รายงานก่อนหน้านี้แสดงว่า hydrophobicanions (เรียกว่าคริปต์) อำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ของpolyarginine ข้ามไขมัน bilayers [27] สำคัญ guanidiniumกลุ่มมีความสัมพันธ์สูง anion (ความคมชัดเพื่อความสัมพันธ์ที่ต่ำของไลซีนตกค้างใน Pep-1) และดังนั้น อาจ permeate เมมเบรนตามธรรมเนียมปฏิกิริยาสะเทิน ที่นี่ รูขุมขนก่อตัวไม่ใช่ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสับเปลี่ยนไม่มีจำเป็นใด ๆ ต้อง preform ที่ซับซ้อนตั้งแต่การขนส่งสินค้าและผู้ขนส่งอยู่ด้านตรงข้ามของเยื่อ จากนี้ สถานการณ์น่าสนใจมากบ่งบอก อุดมไปด้วย Guanidinium สายป้อนผูกกับเมมเบรนไอออนที่หนึ่ง และ เมื่อถึงด้านอื่น ๆ แลกเปลี่ยนสินค้าย้อมคอมเพล็กซ์ใหม่ข้ามไปแยกสินค้า ความคิดที่สายพันธุ์ guanidinium-ริชอาจ "เข้าถึง" เพื่อช่วยถอนมีการสาธิต anions (เรียกว่าการสับเปลี่ยนอินเทอร์เฟซที่ระบุโดยตรง)มีขนาดเล็ก cargoes [9]ที่นี่ ที่เราดำเนินการชุดของการสับเปลี่ยนการศึกษาใช้เป็นอุดมไปด้วยไลซีนผู้ขนส่ง (Pep-1) หรือผู้ขนส่ง guanidinium-rich (D9) และเปรียบเทียบผลลัพธ์ เราพบว่า ต่างจาก Pep-1, guanidinium-สายการบินค้าขนส่งโมเลกุลโดยไม่ต้องการใช้แรงดันไฟฟ้าหรือ asymmetric เมมเบรน นอกจากนี้ บริษัทขนส่ง D9 ได้"สกัด" โปรตีนขนส่งสินค้าจากด้านตรงข้ามของเมมเบรน จึงเน้นความสามารถเฉพาะของผู้ขนส่ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
มือถือเจาะเปปไทด์ ( cpps ) และโดเมนผ่านโปรตีน
( ptds ) อำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายของโมเลกุลขนาดใหญ่เข้าสู่เซลล์ [ 1 ] .
ส่วนใหญ่จะ covalently เชื่อมโยงกับสินค้าของพวกเขาและระบุเซลล์ผ่านเอนโดไซโทซิส
[ 2 – 3 ] อย่างไรก็ตาม ย่อยขนาดเล็กมีคุณสมบัติสองลักษณะ ไม่ธรรมดา
โดยเฉพาะ เปปไทด์ เช่น pep-1 [ 4 – 6 ] และ polyarginine ( polyr )
[ 7 – 12 ] ไม่ต้อง covalently เชื่อมโยงกับสินค้า . นอกจากนี้ ผู้ให้บริการเหล่านี้จะปรากฏที่จะส่งมอบสินค้า
โดยตรงท่อ
เอนโดไซโทซิส , ผ่าน . กลไก ( s ) ที่ไม่มีการ endocytotic ผู้ให้บริการจัดส่งสินค้า , องค์กรไม่แสวงหา

ได้พิสูจน์ยากที่จะแก้ไข และยังคงมีพื้นที่ใช้งานของการวิจัย .
เป็นตัวพิจารณาความแตกต่างที่พบในการโยกย้าย
และการกระทำของ pep-1 guanidinium รวยโดเมนเช่น
polyarginine . pep-1 เชื่อว่างานแรกโดยการสร้างที่ซับซ้อน
กับสินค้าผ่านไฟฟ้าสถิตและ / หรือ hydrophobic ปฏิสัมพันธ์
[ 5,13 ] อัตราส่วน 1 : pep-1 : สินค้าทั่วไปของการโยกย้ายโครงการ การศึกษาที่ 4 /
c ที่เอนโดไซโทซิส ( พลังงานเป็น inactivated ,
แสดงว่า pep-1 สามารถบรรทุกสินค้าลงในไซโตปลาสซึม [ 14 ] อย่างไรก็ตาม
ที่ 37 ° C เอนโดไซโทซิส เป็นโหมดการขนส่งที่โดด [ 14 ] การทดลอง
เทียมเยื่อ ( เล็ก ) ที่อุณหภูมิห้อง พบว่า pep-1-mediated
โปรตีนขนส่งข้ามไขมันสองชั้นต้อง
ประจุลบไขมันและแรงดันหัวลาด
[ 6 ] มีคนเสนอให้ pep-1 รูปแบบรูในเยื่อที่อำนวยความสะดวกในการค้าสินค้าของโมเลกุล
[ 15 – 18 ]นี้ได้รับการสนับสนุนโดย
ความจริงที่ว่า pep-1 ก่อให้เกิดรูขุมขน เช่น ข้อบกพร่องในสองชั้นที่ชัดเจนมองเห็นได้ในการวัดกระแสไอออน
[ 18 ] รูปแบบของ pep-1 เป็นกลไกการเกิดรูพรุน
ตาม , ได้รับการเสนอ แต่คนอื่นแย้งความคิดนี้ แนะนำว่า pep-1

เพียงแค่ช่วยสลายเยื่อ [ 19 – 20 ] .
pep-1 ประกอบด้วยสามโดเมน : ทริปรวย
) ภูมิภาคเป็นสนามกอล์ฟที่มีความยืดหยุ่นและ lysine รวยโดเมน นอกจากนี้ปลาย
เปปไทด์ถูกปกคลุมด้วยกลุ่มอาเซ และ cysteamide หมายความว่า
กลางกันชน pep-1 ที่มีอยู่เป็นไดเมอร์เชื่อมโยง [ 5 ] นี้โครงสร้างที่แตกต่างอย่างมากกับ guanidinium รวย

polyrs ผู้ให้บริการเช่น , ที่โครงสร้างเป็นชุดจากปลายถึงปลาย กับ pep-1 polyr
,สินค้าจะถูกส่งโดยตรงไปยังไซโตพลาสซึมในบางกรณีมี
ยังมีหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่า เอนโดไซโทซิส คือเด่นนอกจาก
โยกย้ายจะดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำ [ 14 ] อื่น ๆยืนยันว่า
การขนส่งโมเลกุลจะขึ้นอยู่กับทั้งพลังงานและการแสดงตนของไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์
โดเมนบาง [ 21 ] ความคิดของการเกิดรูพรุน
และชนิดที่อุดมไปด้วย guanidinium ยังแย้ง . polyr
เลียนแบบและสังเคราะห์ให้เกิดเยื่อความโค้งแบบสองชั้น [ 22 ] .
แต่เรืองแสงของโมเลกุลสีภายนอกเซลล์ไม่ระบุ cytoplasm
เมื่อเซลล์ถูกอาร์จินีนเปปไทด์ททท. รวยอะไร
จะคาดว่าถ้าททท. ปั้นรู [ 23 ] โดยคมชัด
จากการทดลองพบว่าน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ( 3 ) )
unilamellar dextran โมเลกุลภายในยักษ์เล็ก ( guvs ) ได้รับการปล่อยตัวเมื่อ
เยื่อโดนตาด [ 24 ] โมเลกุลขนาดใหญ่น้ำหนัก
ยังคง trapped ทำให้เกิดความคาดหวังว่ารูอยู่ระหว่าง
biochimica et biophysica ACTA 1848 ( 2015 ) 2980 – 2984
http : / / DX ดอย . org / 10.1016 / j.bbamem . 2015.09.004
0005-2736 / สงวนลิขสิทธิ์ 2015 สามารถนำเสนอสงวนลิขสิทธิ์ เนื้อหารายการที่ใช้บริการ

biochimica et biophysica ACTA
วารสารหน้าแรก : www.elsevier . com / ค้นหา / bbamem
1.3 และ 2 nm ในเส้นผ่าศูนย์กลาง การจำลองโมเลกุลยังสนับสนุนความคิด
ผู้รวย guanidinium รูขุมขนในรูปแบบไขมันสองชั้น [ 12,25 ] .
มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าผู้รวย guanidinium ได้รับ
เรียนในสองโหมดที่แตกต่างกัน ในตอนแรกผู้ให้บริการและขนส่งสินค้า
ผสมทำให้การจัดส่ง สินค้า ข้ามเยื่อ 9,21,26 ) [ 27 ] ใน
ตัวอย่างล่าสุด , โปรตีนที่ผ่านโดเมนเลียนแบบ ( ptdm ) ในรูปของพอลิเมอร์ที่มี guanidinium

ใช้ส่งบริษัทในเซลล์ T [ 26 ] ในประการที่สอง และผู้ให้บริการขนส่งสินค้าบนด้านตรงข้าม
ของสองชั้น เช่นผู้ให้บริการโดยปล่อยเนื้อหาจาก
เล็ก [ 9,24 ]ความคิดหนึ่งที่น่าสนใจที่ได้เกิดขึ้นจากโหมดนี้
ความสำคัญของแอนไอออนในการขนส่ง รายงานก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า )
แอน ( เรียกว่าตัวกระตุ้น ) อำนวยความสะดวกการเคลื่อนไหวของ
polyarginine ข้ามไขมันสองชั้น [ 27 ] คือ guanidinium
กลุ่มมีความสัมพันธ์ไอออนสูง ( ตรงกันข้ามกับความสัมพันธ์ต่ำของ lysine ตกค้าง
ใน pep-1 ) และดังนั้นจึงอาจจะซึมผ่านเยื่อเมื่อชาร์จ
สะเทิน . ที่นี่ เกิดรูพรุนไม่จําเป็นสําหรับการโยกย้าย
หรือ , ยังมีอะไรที่ต้องแสดงที่ซับซ้อนตั้งแต่การขนส่งสินค้าและผู้ให้บริการ
บนด้านตรงข้ามของเมมเบรน จาก นี้ น่าสนใจมาก
บทนี้ขึ้น ผู้ร่ำรวย guanidinium เข้าเยื่อผูกพัน
หนึ่งไอออนและเมื่อถึงอีกฝั่ง แลกเปลี่ยนประจุ
สินค้าที่ซับซ้อนใหม่ข้ามกลับดึงสินค้า ความคิดที่อาจจะ " รวย guanidinium
ชนิดข้าม " เมมเบรนถอน
แอนไอออน ( เรียกว่าส่วนกำกับการเคลื่อนย้าย ) ได้แสดง
ขนาดเล็ก cargoes [ 9 ] .
ที่นี่ เราทำการศึกษาโดยใช้ชุดการโยกย้ายทั้ง
ซีนรวยผู้ให้บริการ ( pep-1 ) หรือ guanidinium รวยผู้ให้บริการ ( D9 ) และเปรียบเทียบ
ผลเราพบว่า แตกต่างจาก pep-1 guanidinium
ผู้ค้า , ตามสินค้าโมเลกุลโดยไม่ต้องประยุกต์
แรงดันหรือเมมเบรนแบบอสมมาตร นอกจากนี้ ผู้ให้บริการยังสามารถ D9
" สกัด " สินค้าโปรตีนจากด้านตรงข้ามของเมมเบรนจึง
เน้นความสามารถเฉพาะตัวของผู้ให้บริการ