Що таке пептиди? Типи та види пептидів. Все про пептиди та антивікова косметика з пептидами Додаткові пептиди не утворюються
Ці фрагменти пов'язані пептидним зв'язком:
Це з'єднання називається дипептидом. При цьому дипептид може реагувати ще з однією амінокислотою. трипептид:
Формули пептидів зописують так, щоб вільна аміногрупа знаходилася зліва, а вільна карбоксильна група – праворуч.
Структуру пептидів записують у скороченому вигляді (якщо в пептиді багато залишків амінокислот). Наприклад, вазопресин:
Цю ж структуру можна написати у скороченому вигляді:
Хімічні характеристики пептидів.
Основною властивістю пептидів є їх здатність до гідролізу. При гідроліз відбувається повне або часткове руйнування ланцюга, після чого утворюються пептиди більш короткого будови. Повний гідроліз відбувається при тривалому нагріванні пептиду із концентрованою соляною кислотою.
Гідроліз може бути кислотним та лужним, а також може протікати під дією ферментів. У кислому та лужному середовищі утворюються солі амінокислот, а ферментативний процес протікає селективно, т.к. можна розщепити конкретні фрагменти ланцюга пептиду.
Біологічне значення пептидів.
Багато пептидів виявляють свою біологічну активність. Найпростіший пептид – глутатіон, який відноситься до класу гормонів. Він побудований з залишків гліцину, цистеїну та глутамінової
Організм людини є складною системою, що складається зі ста трильйонів дрібних клітин. У свою чергу, ці «цеглинки» нашого тіла створені з молекул білка. Це і є основним будівельним матеріалом організму, який ще називають живою наномашиною.
Пептиди
Молекули білка, яких у кожній клітині міститься сотні мільйонів, грають у нашому організмі різні ролі. Одні з них формують м'язову та кісткову тканину. Серед інших складається мозок. З третіх буквально зіткана наша шкіра.
Проте молекула білка - це ще найдрібніший елемент нашого організму. Вона є ланцюжком, ланками якого служать амінокислоти. Найменші частини молекули білка – це і є пептиди. Вони є елементами, сформовані з невеликої кількості амінокислот (двох і більше).
Розрізняють олігопептиди. Це елементи, ланцюжок яких склався з одного-двох десятків амінокислот. Коли кількість ланок досягає п'ятдесяти, відбувається утворення самого білка. Амінокислоти мають між собою особливий зв'язок, званий пептидним.
Білок є незамінним будівельним матеріалом як тіла людини. Без нього неможливе формування будь-якого живого організму. Вже понад сто років тому вчені розробили унікальний метод, що дозволяє виробляти синтезування білків в умовах лабораторії. Отримати цей цінний елемент вдалося з клітин, взятих у людини, рослин та тварин.
Класифікація пептидів
Які ж існують види цих найменших ланок білка? Вирізняють такі:
1. Пептидні гормони.
2. Нейропептиди.
3. Імунологічні гормони.
4. Пептидні біорегулятори.
До пептидних відносять гормони гіпофіза та гіпоталамуса, щитовидної та підшлункової залоз, пролактин та соматотропін, а також глюкагон. У цій групі знаходиться метаноцитостимулюючий та адренокортикотропний гормони.
Що можна віднести до нейропептидів? Гормони, куди покладено роль регуляторів фізіологічних процесів. Їх вироблення відбувається у периферичній та центральній нервовій системах.
Захисна функція виконується імунологічними гормонами, а пептидними біорегуляторами контролюється робота кожної клітини нашого організму.
Роль малих амінокислот
Вона, перш за все, полягає у побудові нашого тіла. Ми знаємо, що таке пептиди. Ці елементи, по суті, є тим матеріалом, з якого і складаються всі живі організми. Якщо їх освіті спостерігаються збої, то організм швидше зношується і старіє. Людина стає нездатною протистояти негативним впливам зовнішніх факторів. Це призводить до різних патологій. Збої при здійсненні контрольних функцій у клітинах загрожують розладом у роботі органів та втратою здоров'я.
Що таке пептиди для нас? Це елементи, які не дають розвиватись таким проблемам:
Патологіям судин та серця;
- хвороб травного тракту;
- ожирінню;
- Онкології;
- діабету.
Пептиди також допомагають очистити організм від солей важких металів і радіонуклідів, що потрапили в нього.
Інформаційна система
Що таке пептиди для новостворених білкових молекул? Це своєрідні інформаційні системи, які списують дані з матриці ДНК. Саме за допомогою пептидів усі генетичні відомості переносяться у новостворені молекули білків.
Вченими з'ясовано те що, що дрібні амінокислоти мають градацію за своїм призначенням. Свої, не схожі на інші пептиди є в кожної тканини і в кожного органу. Але водночас науково доведено однакову будову елементів однієї «спеціалізації» у різних ссавців. Це дозволило створити лікарські препарати, основою яких є пептиди тварин.
Вплив на організм
Вченими проведено численні дослідження, у яких було встановлено те що, що старіння організму, і навіть поява у ньому найважчих захворювань відбувається через порушень у синтезі білків. Якщо в організм ввести потрібні пептиди, то відбудеться гальмування негативного процесу. Почнеться відновлення тканин та клітин.
В аптеках ви можете придбати препарати, які містять пептиди. Відгуки фахівців про ці засоби підтверджують, що вони дають можливість прискорити процес розподілу клітин. При цьому старі, яким вже складно у повному обсязі виконувати свої функції, заміняться новими, молодими та здоровими. Це, своєю чергою, загальмує процеси старіння в людини і продовжить життя.
Додаткове постачання організму пептидами дозволить очистити його від шлаків та усунути дефіцит поживних компонентів. Такий прийом матиме чудову лікувальну дію. Але на відміну від медикаментів пептиди не усуватимуть симптоми недуги. Вони відновлять функціональні можливості клітин та приведуть їх до нормального стану.
Для тих, хто займається спортом
З тієї важливої ролі, яку дрібні ланцюжки амінокислот грають у людському організмі, стає зрозумілим, що таке пептиди спортсменам. Якщо раніше використовували гормональні стероїдні препарати, то зараз їх не пропустить жоден допінг-контроль.
Білки та пептиди просто необхідні спортсменам з таких причин:
Вони активізують процес вироблення натуральних гормонів (тестостерону тощо);
- прискорюють регенерацію м'язів;
- точково та дуже ефективно відновлюють збої в окремих місцях організму.
Остання дія хотілося б відзначити особливо. Добре відомий негативний вплив на організм препаратів, які містять звичайні гормони. Пептиди ж, на противагу їм, позитивно впливають на окремі клітини та органи. При цьому їхня дія має виборчий характер.
Пептиди, ефект яких високо цінується в бодібілдингу, мають порівняно невелику вартість. Вони дозволені законом і перебувають у вільному продажу. Варто відзначити і той факт, що в організмі після прийому пептидів не залишається жодних слідів. Це дозволить без побоювання пройти будь-який допінг-контроль.
Що таке пептиди у бодібілдингу? Це препарати, що забезпечують наступне:
Контроль апетиту.
- Якість сну.
- приведення в норму емоційного стану.
- підвищення лібідо.
- Зміцнення імунітету.
Що таке пептиди у спорті? Це засіб, що дозволяє покращити фізичну форму тіла. При їх прийомі організму не буде заподіяно шкоди, не виявляться жодні побічні ефекти.
Пептиди у косметології
Для оздоровлення та омолодження шкіри вже давно до складу різних кремів та сироваток додають такі білки, як кератин, колаген та еластин. А ось пептиди у косметології використовуються відносно недавно. У рецептах кремів, сироваток та інших засобів, призначених для шкіри, цей компонент використовується близько тридцяти років.
На співвідношення кількості клітин у різних стадіях їх дозрівання регуляторні пептиди надають безпосередній вплив. Ці дрібні ланцюжки амінокислот потрапляють у ядро клітини. У цьому пептиди «відстежують» і за необхідності регулюють основні етапи генетичної програми. Наприклад:
Ними контролюється швидкість, з якою відбувається розподіл стовбурових клітин;
- доставляється інформативна база ДНК, згідно з якою відбувається рух клітин до дозрівання;
- на клітинному рівні підтримується певна кількість рецепторів та ферментів.
Що таке пептиди у косметології? Це речовини, які необхідні у тому, щоб клітини швидше оновлювалися, а шкіра - омолоджувалася.
Активність всіх клітинних систем на найвищому рівні здатна підтримати пептиди. Відгуки фахівців свідчать про те, що при застосуванні косметичних засобів, у складі яких знаходиться ця цінна амінокислота, шкіра стає більш захищеною та стійкою до недостатнього надходження кисню. Крім того, вона починає активно чинити опір тій дії, яку надають на неї токсичні речовини, а також інші руйнівні епідерміс компоненти.
Позитивний вплив
Вам вперше порадили купити косметичний засіб, де є пептиди? Що це таке? Відгуки покупців переконливо кажуть на користь таких коштів. Вони зменшують зморшки, що вже з'явилися, підтягують і зволожують шкіру. Косметичні засоби з пептидами покращують колір обличчя. Вони оздоровлюють шкіру і дають їй сили активно боротися з факторами, що викликають старіння. Пептиди зміцнюють контур обличчя. Ці дивовижні амінокислоти підвищують загальний тонус шкіри і роблять пружними колагенові волокна, що знаходяться в її шарах.
Регулярне використання засобів, що містять пептиди, приводить у норму всі відновлювальні процеси, що проходять у тканинах та органах.
Механізм дії
Пептиди впливають вироблення організмом генів, які за розмноження клітин. Ця функція коротких ланцюжків амінокислот безпосередньо впливає оновлення шкіри. Пептиди включають процеси самовідновлення за допомогою подачі клітин відповідних сигналів.
Дивовижні амінокислоти транспортують із косметики у шкіру всі діючі речовини. І це значною мірою підвищує ефективність використовуваних коштів. Молекули пептидів мають такі мізерні розміри, що легко проникають дуже глибоко в шкіру, де і здійснюють свої стимулюючі функції. Причому вони роблять це відповідно до індивідуальних особливостей тканин та біоритмів людини.
Якщо в шарах шкіри відбулося порушення мікроциркуляції крові, пептиди відновлять стінки судин. Це призведе до активізації кровотоку та нормалізує клітинне харчування. Завдяки цьому покращиться колір обличчя, зменшаться судинні зірочки та сіточки.
Використання засобів, що містять пептиди, позитивно впливає на волосся. Ці амінокислоти зміцнюють фолікули та сприяють їх розвитку. При використанні пептидів в організмі не утворюються антитіла. Це дозволяє говорити про мінімальні ризики виникнення алергічних реакцій.
Амінокислоти, що позбавляють зайвих кілограм
Пептиди для схуднення користуються зараз великою популярністю. Що це за гроші? І як з їхньою допомогою сформувати струнку фігуру?
Препарати, що містять пептиди для схуднення, діють із низькою швидкістю. Однак процес позбавлення зайвої ваги йде досить впевнено. Щоб фігура змінилася кардинально, знадобиться проведення тривалого курсу лікування протягом кількох тижнів. Насамперед прийом препарату з пептидами повинен прискорити обмін речовин в організмі. Тільки після цього ваше тіло почне позбавлятися одного зайвого кілограма на тиждень. Цей процес стане стабільним схудненням, а не стресовою ситуацією. До того ж, відбудеться загальна перебудова роботи всіх систем у бік оздоровлення. Організму при цьому можна трохи допомогти, включивши до раціону харчування більше рослинної їжі, а також фруктів та овочів.
Дія на організм
Кошти, у складі яких містяться пептиди, надають комплексний вплив. Вони сприяють наступному:
спалювання зайвої підшкірної жирової клітковини;
- прискорення обміну речовин;
- приведення в норму рівня глюкози та холестерину в крові;
- Збільшення енерговитрат.
Функції амінокислот
До складу препаратів для схуднення включають пептиди, які виконують різноманітну роботу в організмі. Так, засоби для позбавлення від непотрібних кілограмів створюються на основі таких компонентів:
- Ендорфінів, які відповідають за наш імунітет і гарний настрій. Ці пептиди частково усувають почуття голоду та підключають до роботи ресурсні можливості організму.
- Глюкагону- пептиду, що безпосередньо регулює жировий та вуглеводний обмін.
- Лептіна, що уповільнює вироблення нейропептиду У (гормону голоду) Ця амінокислота створює ефект прискореного насичення.
- HGH frag 176-191. Роль цього пептиду полягає у якнайшвидшій утилізації старих жирових тканин та недопущенні утворення нових.
Переваги методу
Застосування препаратів, виготовлених на основі пептидів, за весь час використання не викликало жодних алергічних реакцій. До того ж цей спосіб схуднення не тільки чудово позбавляє людину від ожиріння, а й знижує ризик появи патологій судин та серця, а також цукрового діабету.
Амінокислоти з'єднуються один з одним ковалентним пептидним зв'язком. Утворення її відбувається за рахунок a-аміногрупи (-NH 2) однієї амінокислоти та a-карбоксильної (-СООН) групи інший з виділенням молекули води.
Внаслідок реакції поліконденсації можна отримати сполуки, складені з багатьох амінокислотних залишків – поліпептиди. При написанні формули лінійних пептидів з відомою послідовністю залишків амінокислот починають з N-кінця (на кінці пептиду знаходиться вільна a-аміногрупа), використовуючи скорочені позначення амінокислот. Назви пептидів складаються з назв відповідних амінокислот із суфіксом – мул, починаючи з N-кінцевого залишку, – назва С-кінцевої амінокислоти (містить вільну a-карбоксильну групу) зберігається. Наприклад, аргініл-аланіл-гліцин-глутаміл-лізин.
Кожен пептид містить тільки одну вільну a-аміно- та
a-карбоксильну групу, що знаходяться на кінцевих залишках амінокислот. Ці групи та R-групи деяких амінокислот можуть бути іонізовані, тому пептиди можуть нести заряди, і можуть бути електронейтральними (тобто мати ізоелектричну точку (ІЕТ). Ця властивість пептидів використовується для їх поділу методами іонної хроматографії та електрофорезу. Як і інші сполуки, пептиди можуть вступати в хімічні реакції, що визначаються наявністю у них груп -NH 2 , -COOH, і R груп-амінокислот.Однією з важливих реакцій для пептидів є реакція гідролізу. або луги використовується при визначенні їх амінокислотного складу та складу білків.
Гідроліз пептидних зв'язків може бути здійснений також дією деяких ферментів, які розщеплюють пептидні зв'язки вибірково з утворенням коротких пептидів. Наприклад, трипсин гідролізує зв'язки утворені карбоксильними групами лізину, аргініну; хімотрипсин-карбоксильними групами фенілаланіну, тирозину, триптофану. Такий вибірковий аналіз виявляється дуже корисним при встановленні амінокислотної послідовності білків та пептидів.
Крім пептидів, що утворюються в результаті часткового гідролізу молекул білка, існує багато пептидів, що зустрічаються в живих організмах як вільні сполуки.
Багато природних пептидів відрізняються за своєю структурою від білків; такі пептиди є у всіх типах організмів. У структурному відношенні пептиди небілкової природи дуже різноманітні: відрізняються за розмірами, наявністю циклічних структур, розгалуженістю, наявністю D-і
a-амінокислот і, в окремих випадках, за унікальною будовою пептидного зв'язку. Виходячи з принципу взаємозв'язку структури та функцій, біологічні функції таких пептидів також дуже багатопланові. Наведемо кілька цікавих прикладів.
Карнозін та Ансерін.Ці дипептиди знайдені у м'язових тканинах хребетних, зокрема й у м'язах людини. Обидва вони містять b-аланін – структурний ізомер a-аланіну.
Ці дипептиди служать підтримки постійного рН у клітинах м'язів, тобто діють як буфери, також вони беруть участь у скороченні м'язів, у процесах окисного фосфорилювання тобто у освіті АТФ.
Глутатіон(g-глутамілцистеїнілгліцин) – трипептид, присутній у всіх тваринах, рослинах та мікроорганізмах.
Відмінна структурна особливість глутатіону полягає в тому, що глутамінова кислота у складі цього пептиду представляє для утворення пептидного зв'язку g-карбоксильну (а не a-карбоксильну групу). Існують дві форми глутатіону відновлена (SH-глутатіон) та окислена (S-S-глутатіон). Взаємоперетворення однієї форми на іншу каталізується ферментом глутатіонредуктазою.
В даний час відомі лише деякі з фізіологічних функцій глутатіону:
1) участь у транспорті амінокислот через клітинні мембрани;
2) підтримання відновленого стану заліза (Fe+2) у гемолабіні;
3) входить до складу ферменту глутатіонпероксидази, який захищає клітини від руйнівної дії Н2О2.
4) бере участь у детоксикації ряду чужорідних для живої клітини сполук (галогенсодержащіе аліфатичні або ароматичні вуглеводні) переводить їх у водорозчинні сполуки, які виводяться з організму нирками.
5) відновлений глутатіон захищає SH-групи білка від окислення, сам при цьому перетворюється на окислений.
Глутатіон впливає і на технологічні властивості зерна та борошна. Відновлений глутатіон викликає відновлення та розрив дисульфідних зв'язків у молекулі білків клейковини, тобто руйнує її. Тісто з такого борошна має погані структурно-механічні властивості), воно послаблюється, розпливається з нього не можна отримати хліб нормальної якості.) Багато глутатіону в старих дріжджах і зародках зернових, що слід враховувати в хлібопеченні. Відновлений глутатіон здатний активувати протеїнази (ферменти білки, що розщеплюють) зерна і борошна, при цьому починається посилено протікати протеоліз білків клейковини і викликане ним розрідження тесту. Глутатіон сприяє накопиченню в пиві азотистих сполук порівняно великої молекулярної маси, що викликає утворення каламуті в пиві та погіршує його споживчі властивості.
З 1981р. дозволено використовувати як низькокалорійну добавку для надання продуктам солодкого смаку аспартам (торгова назва). Аспартам в 200 разів солодший за цукор і являє собою метиловий ефір дипептиду, що складається з залишків аспарагінової кислоти і фенілаланіну.
У ссавців (у тому числі в людини) виробляються пептиди, які мають гормональну регуляторну дію, причому діапазон застосування їх дії та ефективність в організмі дуже різноманітні. Наприклад, два циклічні нонапептиди виробляє гіпофіз. Окситоцин стимулює скорочення матки у вагітних самок і виділення молока у самок, що годують. Вазопресин має сильну антидіуретичну дію і бере участь у контролі кров'яного тиску. Соматостатин – один із гормонів гіпоталамуса – інгібує синтез гормону росту людини в гіпофізі, що призводить до затримки росту та розвитку тіла.
У 1975р. відкрито групу пептидів, які впливають на передачу нервових імпульсів. Їх також називають опіатними пептидами, оскільки механізм їх дії подібний до механізму дії морфіну та інших опіоїдів. Вони присутні в дуже малих кількостях, як у хребетних, так і безхребетних. Ці речовини мають сильну знеболювальну дію, а також беруть участь у регуляції настрою та поведінки.
Білки.
Поліпептиди, що містять більше 51 амінокислоти, належать до білків. Білки входять до складу всіх клітин та тканин живих організмів. Близько 50% сухої речовини клітини посідає білки.
Білки характеризуються певним елементарним складом. Хімічний аналіз показав наявність у всіх білках вуглецю (50-55%), кисню (21-24%), азоту (15-18%), водню (6-7%), сірки (0,3-2,5%) . У складі окремих білків виявлені також фосфор, йод, залізо, мідь та деякі інші макро та мікроелементи, у різних, часто дуже малих кількостях.
Білками (протеїнами, від грецького protas – перший, найважливіший) називають високомолекулярні природні полімери, молекули яких побудовані із залишків амінокислот.
Вражає те, що всі білки в усіх організмах побудовані їх одного і того ж набору - 20-ти амінокислот, кожна з яких не має жодної біологічної активності. Що тоді надає білку специфічну активність, одним ферментативну, іншим, гормональну, третім захисну тощо.
Відповідь досить проста: білки відрізняються один від одного тим, що кожен має свою характерну для нього амінокислотну послідовність.
Амінокислоти – це абетка білкової структури; з'єднавши їх у різному порядку можна отримати нескінченну кількість послідовностей, а, отже, і нескінченну кількість різноманітних білків, що виконують різні біологічні функції.
1. Ферментативна (каталітична). У біологічних системах багато реакцій каталізуються специфічними білками – ферментами. В даний час відкрито близько 300 різних ферментів, кожен з яких є каталізатором певної біологічної реакції. Синтез та розпад речовин, їх регуляція, перенесення хімічних груп та електронів від однієї речовини до іншої здійснюється за допомогою ферментів.
2. Будівельна, структурна функція. Білки утворюють основу протоплазми будь-якої живої клітини, у комплексі з ліпідами є основним структурним матеріалом всіх клітинних мембран всіх органел.
3. Двигуна функція. Будь-які форми руху в живій природі (робота м'язів, рух вій і джгутиків у найпростіших, рух протоплазми в клітині і т.д.) здійснюється білковими структурами.
4. Транспортна функція. Перенесення різних молекул іонів здійснюється специфічними білками. Наприклад, білок крові гемоглобін переносить кисень до тканин. Перенесення жирних кислот організмом відбувається за участю іншого білка крові-альбуміну.
5. Регуляторна функція. Регуляція вуглеводного, білкового, ліпідного обмінів здійснюється за допомогою гормонів, які за своєю будовою належать до білків (інсулін) або пептидів (окситоцин, вазопресин та ін.).
6. Захисна – цю функцію виконують імуноглобуліни (антитіла). Вони мають здатність знешкоджувати бактерії, віруси, чужорідні білки, що потрапили в організм ззовні. Процес зсідання крові, що захищає організм від її втрати, заснований на перетвореннях білка - фібриногену. Кератин – білок волосяного захисного покриву.
7. Фоторецепторні білки: наприклад, родопсин, що бере участь у зорових процесах.
8. Резервні білки використовуються, як запасний матеріал для харчування зародка, що розвивається, і новонародженого організму - це білки насіння зернобобових культур, альбумін - яєчний білок, казеїн молока. Ферретин – білок тваринних тканин у якому запасено залізо. Резервні білки є найважливішими компонентами рослинної та тваринної їжі.
Є багато інших білків, функції яких досить незвичайні. Наприклад, монеллін – білок, виділений із африканської рослини, має дуже солодкий смак. Його вивчають як речовину нетоксичну і не сприяє ожиріння, з метою використання замість цукру. Плазма крові деяких антарктичних риб містить білок, що має властивості антифризу.
Технологія багатьох виробництв полягає в переробці білків, зміні їх властивостей; у шкіряній промисловості, при виробленні хутра, натурального шовку, виробленні сирів, хліба тощо.
ὀλίγος "нечисленний"); при більшій довжині послідовності вони називаються поліпептидами(Від грец. πολυ- "багато"); поліпептиди можуть мати у молекулі неамінокислотні фрагменти, наприклад, вуглеводні залишки. Білками зазвичай називають поліпептиди, що містять, приблизно, від 50 амінокислотних залишків з молекулярною масою більше 5000 (6000)-10000 дальтон.На сьогоднішній день відомо більше 1500 видів пептидів, визначено їх властивості та розроблено методи синтезу.
Панкреатичні молекули поліпептидного характеру
- APP Avian pancreatic polypeptide
- en:HPP Human pancreatic polypeptide
Властивості пептидів
Пептиди постійно синтезуються в усіх живих організмах регулювання фізіологічних процесів. Властивості пептидів залежать, головним чином, від їх первинної структури - послідовності амінокислот, а також від будови молекули та її конфігурації в просторі (вторинна структура).
Класифікація пептидів та будова пептидного ланцюжка
Молекула пептиду - це послідовність амінокислот: два і більше амінокислотних залишків, з'єднаних між собою амідним зв'язком, складають пептид. Кількість амінокислот у пептиді може сильно варіювати. І відповідно до їх кількості розрізняють:
- олігопептиди – молекули, що містять до десяти амінокислотних залишків; іноді в їх назві згадується кількість амінокислот, що входять до їх складу, наприклад, дипептид, трипептид, пентапептид та ін;
- поліпептиди – молекули, до складу яких входить більше десяти амінокислот.
Сполуки, що містять понад сто амінокислотних залишків, зазвичай називаються білками. Однак цей поділ умовно, деякі молекули, наприклад гормон глюкагон, що містить лише двадцять дев'ять амінокислот, називають білковим гормоном. За якісним складом розрізняють:
- гомомірні пептиди - сполуки, що складаються лише з амінокислотних залишків;
- гетеромірні пептиди – речовини, до складу яких входять також небілкові компоненти.
Пептиди також діляться за способом зв'язку амінокислот між собою:
- гомодітні - пептиди, амінокислотні залишки яких з'єднані лише пептидними зв'язками;
- гетеродетні пептиди - ті сполуки, в яких крім пептидних зв'язків зустрічаються ще й дисульфідні, ефірні та тіоефірні зв'язки.
Ланцюжок атомів, що повторюються, називається пептидним кістяком: (-NH-CH-OC-). Ділянка (-CH-) з амінокислотним радикалом утворює сполуку (-NH-C(R1)H-OC-), яку називають амінокислотним залишком. N-кінцевий амінокислотний залишок має вільну α-аміногрупу (-NH), у той час як у C-кінцевого амінокислотного залишку вільною є α-карбоксильна група (OC-). Пептиди розрізняються не тільки за амінокислотним складом, але й за кількістю, а також розташування та з'єднання амінокислотних залишків у поліпептидний ланцюжок. Приклад: Про-Сер-Про-Ала-Гіс та Гіс-Ала-Про-Сер-Про Незважаючи на однаковий кількісний та якісний склад, ці пептиди мають зовсім різні властивості.
Пептидна зв'язок
Пептидна (амідна) зв'язок - це вид хімічного зв'язку, який виникає внаслідок взаємодії α-аміногрупи однієї амінокислоти та α-карбоксигрупи іншої амінокислоти. Амідний зв'язок дуже міцний, і в нормальних клітинних умовах (37 ° C, нейтральний pH) мимоволі не розривається. Пептидна зв'язок руйнується при дії її спеціальних протеолітичних ферментів (протеаз, пептидгидролаз).
Значення
Пептидні гормони та нейропептиди, наприклад, регулюють більшість процесів організму людини, у тому числі, беруть участь у процесах регенерації клітин. Пептиди імунологічної дії захищають організм від токсинів, що потрапили в нього. Для правильної роботи клітин та тканин необхідна адекватна кількість пептидів. Однак з віком та при патології виникає дефіцит пептидів, який суттєво прискорює знос тканин, що призводить до старіння всього організму. Сьогодні проблему недостатності пептидів в організмі навчилися вирішувати. Пептидний пул клітини заповнюють короткими пептидами синтезованими в лабораторних умовах.
Синтез пептидів
Утворення пептидів в організмі відбувається протягом декількох хвилин, хімічний синтез в умовах лабораторії - досить тривалий процес, який може займати кілька днів, а розробка технології синтезу - кілька років. Однак, незважаючи на це, є досить вагомі аргументи на користь проведення робіт із синтезу аналогів природних пептидів. По-перше, шляхом хімічної модифікації пептидів можна підтвердити гіпотезу первинної структури. Амінокислотні послідовності деяких гормонів стали відомі саме завдяки синтезу їх аналогів у лабораторії.
По-друге, синтетичні пептиди дозволяють детальніше вивчити зв'язок між структурою амінокислотної послідовності та її активністю. Для з'ясування зв'язку між конкретною структурою пептиду та його біологічною активністю було проведено величезну роботу із синтезу не однієї тисячі аналогів. У результаті вдалося з'ясувати, що заміна лише однієї амінокислоти у структурі пептиду здатна у кілька разів збільшити його біологічну активність або змінити її спрямованість. А зміна довжини амінокислотної послідовності допомагає визначити розташування активних центрів пептиду та ділянки рецепторної взаємодії.
По-третє, завдяки модифікації вихідної амінокислотної послідовності з'явилася можливість отримувати фармакологічні препарати. Створення аналогів природних пептидів дозволяє виявити «ефективніші» зміни молекул, які посилюють біологічну дію або роблять її більш тривалою.
По-четверте, хімічний синтез пептидів є економічно вигідним. Більшість терапевтичних препаратів коштували б у десятки разів більше, якби були виготовлені на основі природного продукту.
Найчастіше активні пептиди у природі виявляються лише нанограмових кількостях. Плюс до цього, методи очищення та виділення пептидів з природних джерел не можуть повністю розділити шукану амінокислотну послідовність з пептидами протилежної або іншої дії. А у випадку специфічних пептидів, що синтезуються організмом людини, отримати їх можна лише шляхом синтезу в лабораторних умовах.
Біологічно активні пептиди
Пептиди, що мають високу фізіологічну активність, регулюють різні біологічні процеси. За біорегуляторною дією пептиди прийнято ділити на кілька груп:
- сполуки, що мають гормональну активність (глюкагон, окситоцин, вазопресин та ін.);
- речовини, що регулюють травні процеси (гастрин, шлунковий інгібуючий пептид та ін);
- пептиди, що регулюють апетит (ендорфіни, нейропептид-Y, лептин та ін);
- сполуки, що мають знеболюючий ефект (опіоїдні пептиди);
- органічні речовини, що регулюють вищу нервову діяльність, біохімічні процеси, пов'язані з механізмами пам'яті, навчання, виникненням почуття страху, люті та ін;
- пептиди, які регулюють артеріальний тиск та тонус судин (ангіотензин II, брадикінін та ін.).
- пептиди, які мають протипухлинні та протизапальні властивості (Луназин)
Однак такий поділ умовний, оскільки дія багатьох пептидів не обмежується якимось одним напрямком. Так, наприклад, вазопресин, крім судинозвужувальної та антидіуретичної дії, покращує пам'ять.
Пептидні гормони
Пептидні гормони - це численний і найрізноманітніший за складом клас гормональних сполук, що є біологічно активними речовинами. Їх утворення відбувається у спеціалізованих клітинах залозистих органів, після чого активні сполуки надходять у кровоносну систему для транспортування до органів-мішеней. По досягненні мети гормони специфічно впливають на певні клітини, взаємодіючи з відповідним Пептидні біорегулятори
На основі розробленої петербурзькими вченими технології з органів і тканин тварин були виділені пептиди, що мають тканинноспецифічну дію, здатні відновлювати на оптимальному рівні метаболізм у клітинах тих тканин, з яких вони виділені. Важливою відмінністю цих пептидів є їхня регулююча дія: при придушенні функції клітини вони її стимулюють, а при підвищеній функції - знижують до нормального рівня. Це дозволило створити новий клас лікарських препаратів – пептидні біорегулятори.
Перший - імуномодулятор тималін - вже понад 28 років перебуває на фармацевтичному ринку і застосовується для відновлення функції імунної системи при захворюваннях різного генезу, включаючи онкологічні захворювання. За ним були епіталамін (біорегулятор нейроендокринної системи), сампрост (препарат для лікування захворювань передміхурової залози), кортексин (препарат для лікування широкого спектру неврологічних захворювань), ретиналамін (препарат для лікування дегенеративно-дистрофічних захворювань сітківки). За 25 років широкого застосування пептидних біорегуляторів їх набули понад 15 млн осіб. При цьому не було виявлено протипоказань до їх застосування та побічної дії.
В даний час виявлено, що тималін і подібні йому протипоказані при аутоімунних захворюваннях, так як тималін стимулює, в тому числі, область перезбудженого імунітету. Очевидно, в тималіні повністю відсутня супресорна функція, яка надзвичайно важлива при боротьбі з аутоімунними захворюваннями.
Пептиди (від грец. πεπτός, «перетравлюваний», похідне від πέσσειν, «переварити») – це короткі ланцюжки мономерів амінокислот, що зустрічаються в природі, пов'язаних пептидними (амідними) зв'язками. Ковалентні хімічні зв'язки утворюються, коли карбоксильна група однієї амінокислоти реагує з аміногрупою іншої амінокислоти. Найкоротші пептиди - це дипептиди, що складаються з 2-х амінокислот, з'єднаних одним пептидним зв'язком. Після них йдуть трипептиди, тетрапептиди і т.д. Поліпептид є довгим, безперервним і нерозгалуженим пептидним ланцюгом. Отже, пептиди входять у широкі хімічні класи біологічних олігомерів та полімерів, поряд з нуклеїновими кислотами, олігосахаридами та полісахаридами тощо.
Пептиди відрізняються від білків за розміром, і як довільний орієнтир можна вважати, що вони містять приблизно 50 або менше амінокислот. Білки складаються з одного або кількох поліпептидів, розташованих у біологічно функціональному шляху, часто пов'язаних до ліганду, таким як коферменти і кофактори, або з іншим білком або іншою макромолекулою (ДНК, РНК тощо) або зі складними макромолекулярними формуваннями. Зрештою, у той час як аспекти лабораторних методів, що застосовуються до пептидів у порівнянні з поліпептидами та білками, різняться (наприклад, специфіка електрофорезу, хроматографії тощо), межі розміру, що відрізняють пептиди від поліпептидів та білків, не є абсолютними : довгі пептиди, такі як бета-амілоїд, називаються білками, а дрібніші білки, такі як інсулін, вважаються пептидами. Амінокислоти, які були включені в пептиди, називаються «залишками» у зв'язку з випуском або іону водню з кінця аміну, або гідроксильного іона з карбоксильного кінця або обох речовин, у міру того, як молекула води виділяється при утворенні кожного амідного зв'язку. Всі пептиди, за винятком циклічних пептидів, мають N-кінцевий і C-кінцевий залишок в кінці пептиду.
Пептидні класи
Пептиди діляться на кілька класів, залежно від того, як вони виробляються:
Молочні пептиди
Два натуральні молочні пептиди утворюються з молочного білка казеїну, коли його руйнують травні ферменти; вони також можуть бути утворені з протеїназ, утворених лактобацилами під час ферментації молока.
Рибосомні пептиди
Рибосомні пептиди синтезуються трансляцією мРНК. Вони часто піддаються протеолізу, щоб сформувати зрілу форму. Вони, як правило, функціонують у вищих організмах як гормони та сигнальні молекули. Деякі організми виробляють пептиди як антибіотики, такі як мікроцини. Оскільки вони транслюються, беруть участь у цьому амінокислотні залишки обмежуються залишками, використовуваними рибосомою. Тим не менш, ці пептиди часто мають посттрансляційні модифікації, такі як фосфорилювання, гідроксилювання, сульфування, пальмітоїлювання, глікозилювання та формування дисульфіду. Загалом вони є лінійними, хоча спостерігалися петлеподібні структури. Спостерігаються і більш екзотичні маніпуляції, наприклад, рацемізація L-амінокислот D-амінокислоти в отруті качконоса.
Нерибосомні пептиди
Нерибосомні пептиди збираються за допомогою ферментів, які є специфічними для кожного пептиду, а не за допомогою рибосоми. Найбільш поширеним нерибосомальним пептидом є глутатіон, який є складовою антиоксидантного захисту більшості аеробних організмів. Інші нерибосомні пептиди найбільш поширені в одноклітинних організмах, рослинах та грибах і синтезуються модульними комплексами ферментів, які називаються нерибосомні пептидні синтетази. Ці комплекси часто розташовуються аналогічним чином, і вони можуть містити безліч різних модулів для виконання різноманітних хімічних маніпуляцій на продукті, що розробляється. Ці пептиди часто є циклічними і можуть мати дуже складні циклічні структури, хоча лінійні пептиди нерибосомальні є поширеними. Оскільки система тісно пов'язана з машинами для створення жирних кислот та полікетидів, часто зустрічаються гібридні сполуки. Присутність оксазолів або тіазолів часто вказує на те, що сполуку синтезують таким чином.
Пептони
Пептони одержують із молока тварин чи м'яса, переробленого під час протеолізу. Крім невеликих пептидів, отриманий ліофілізований матеріал включає жири, метали, солі, вітаміни і багато інших біологічних сполук. Пептони використовуються в живильних середовищах для вирощування бактерій та грибків.
Пептидні фрагменти
Пептидні фрагменти – це фрагменти білків, які використовуються для ідентифікації чи кількісного визначення джерела білка. Часто вони є продуктами ферментативного розкладання, що виконується в лабораторії на контрольованому зразку, але можуть бути зразками судово-медичної або палеонтологічної експертизи, які були розщеплені завдяки впливу природних факторів.
Пептиди у молекулярній біології
Пептиди здобули популярність у галузі молекулярної біології з кількох причин. По-перше, пептиди дозволяють створювати пептидні антитіла в організмі тварин без необхідності очищення білка, що становить інтерес. Це передбачає синтез антигенних пептидів ділянок білка, що становить інтерес. Потім вони будуть використані для отримання антитіл проти цього білка у кролика чи миші. Інша причина полягає в тому, що пептиди стали відігравати важливу роль у мас-спектрометрії, що дозволяє ідентифікувати білки, що становлять інтерес, на основі пептидних мас та послідовності. У цьому випадку пептиди найчастіше генеруються в ході переробки гелі після електрофоретичного поділу білків. Пептиди нещодавно почали використовуватись при дослідженні структури та функції білків. Наприклад, синтетичні пептиди можуть бути використані як зонди, щоб побачити, де відбувається взаємодія білок-пептид. Інгібуючі пептиди також використовуються в клінічних дослідженнях для вивчення впливу пептидів на пригнічення ракових білків та інших захворювань. Наприклад, один із найбільш перспективних способів пов'язаний з пептидами, які націлені на рилізинг-фактор лютеїнізуючого гормону. Ці специфічні пептиди діють як агоніста, а це означає, що вони зв'язуються з клітиною, регулюючи рецептори РФЛГ. Процес пригнічення клітинних рецепторів дозволяє припустити, що пептиди можуть бути корисні при лікуванні раку простати. Тим не менш, додаткові дослідження та експерименти необхідні перед тим, як протиракові якості пептидів можна вважати остаточними.
Пептидні сім'ї
Пептидні сім'ї, згадані в цьому розділі, являють собою рибосомні пептиди, які, як правило, мають гормональну активність. Всі ці пептиди синтезуються клітинами як довші "пропептиди" або "пропротеїни" і скорочуються до виходу з комірки. Вони потрапляють у кровотік, де виконують свої сигнальні функції.
Тахікінінові пептиди
Речовина Р
Кассінін
Нейрокінін
Еледоізін
Нейрокінін B
Вазоактивні кишкові пептиди
VIP (вазоактивний кишковий пептид; PHM27)
PACAP пептид, що активує аденілатциклазу гіпофіза
Пептид PHI 27 (пептид гістидин ізолейцин 27)
GHRH 1-24 (соматоліберин 1-24)
Глюкагон
Секретин
Панкреатичні поліпептид пов'язані пептиди
NPY (нейропептид Y)
PYY (пептид YY)
APP (Пташиний панкреатичний поліпептид)
PPY панкреатичний поліпептид
Опіоїдні пептиди
Проопіомеланокортинові (POMC) пептиди
Енкефалінові пентапептиди
Продинорфінові пептиди
Кальцитонінові пептиди
Кальцітонін
Інші пептиди
Натрійуретичний пептид B-типу (BNP) – виробляється в міокарді та корисний у медичній діагностиці
лактотрипептиди. Лактотрипептиди можуть знижувати кров'яний тиск, хоча докази є змішаними.
Зауваження щодо термінології
Довжина:
Поліпептид є одним лінійним ланцюгом багатьох амінокислот, які утримуються разом амідними зв'язками.
Білок є один або кілька поліпептидів (довжиною більше 50 амінокислот).
Олігопептид складається лише з кількох амінокислот (від двох до двадцяти).
Кількість амінокислот:
Монопептид містить одну амінокислоту.
Дипептид містить дві амінокислоти.
Трипептид складається із трьох амінокислот.
Тетрапептид містить чотири амінокислоти.
Пентапептид має п'ять амінокислот.
Гексапептид містить шість амінокислот.
Гептапептид складається із семи амінокислот.
Октапептид має вісім амінокислот (наприклад, ангіотензин II).
Нонапептид має 9 амінокислот (наприклад, окситоцин).
Декапептид має десять амінокислот (наприклад, гонадотропін-рилізинг-гормон та ангіотензин I).
Ундекапептид (або монодекапептид) містить одинадцять амінокислот, додекапептиду (або дидекапептид) – дванадцять амінокислот, тридекапептид – тринадцять амінокислот тощо.
Ікозапептид складається з двадцяти амінокислот, триконтапептид – із тридцяти амінокислот, тетраконтапептид – із сорока амінокислот, і так далі.
Функція:
Нейропептид є пептид, який активний у поєднанні з нервовою тканиною.
Ліпопептид являє собою пептид, який має ліпід, з'єднаний з ним, і пепдуцини – це ліпопептиди, які взаємодіють з рецептором, пов'язаним із G-білком.
Пептидний гормон, який є пептид, який діє як гормон.
Протеоз є сумішшю пептидів, отриманих в результаті гідролізу білків. Термін дещо архаїчний.
Допінг у спорті
Термін «пептид» неправильно або нечітко використовується для позначення незаконних стимуляторів секреції та пептидних гормонів у спортивному допінгу: незаконні пептиди-стимулятори секреції входять до Список 2 (S2) заборонених речовин Всесвітньої антидопінгової агенції, і тому заборонені для використання професійними спортсменами та неконкурентними. Такі пептидні стимулятори секреції входили до списку ВАДА заборонених речовин, принаймні у 2008 році. Австралійська комісія зі злочинності (неправильно використовуючи термін пептиди) цитувала передбачуване зловживання незаконними пептидними секретогогами, що використовуються в австралійському спорті, включаючи пептиди, що стимулюють вироблення гормону росту CJC-1295, GHRP-6, і GHSR (ген). Існує суперечність щодо законності використання пептидних секретагогів у спорті.
Список пептидів
| 2013/12/02 20:25 | Наталя | |
| 2013/11/27 00:15 | Pavel | |
| 2013/11/27 00:19 | Pavel | |
| 2013/11/27 00:21 | Pavel | |
| 2016/08/31 21:18 | ||
| 2015/03/28 00:18 | Яна | |
| 2014/03/29 01:56 | Наталя | |
| 2013/11/26 21:00 | Pavel | |
| 2015/06/06 17:45 | Яна | |
| 2013/11/26 20:49 | Pavel | |
| 2013/11/24 15:14 | ||
| 2015/03/26 21:10 | Наталя | |
