От Cocer Peptides 
преди 1 месец
ВСИЧКИ СТАТИИ И ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПРОДУКТИ, ПРЕДОСТАВЕНА НА ТОЗИ УЕБСАЙТ, СА ЕДИНСТВЕНО ЗА РАЗПРОСТРАНЕНИЕ НА ИНФОРМАЦИЯ И ОБРАЗОВАТЕЛНИ ЦЕЛИ.
Продуктите, предоставени на този уебсайт, са предназначени изключително за in vitro изследвания. Изследванията ин витро (на латински: *in glass*, което означава в стъклени изделия) се провеждат извън човешкото тяло. Тези продукти не са фармацевтични продукти, не са одобрени от Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) и не трябва да се използват за предотвратяване, лечение или излекуване на каквото и да е медицинско състояние, заболяване или неразположение. Строго е забранено от закона въвеждането на тези продукти в човешкото или животинско тяло под каквато и да е форма.
Преглед
Пептидите са важен клас биомолекули, които играят значителна роля в областта на науките за живота. От физиологична регулация в организмите до практически приложения в различни индустрии, пептидите демонстрират голям потенциал и разнообразие.
Фигура 1. Механизъм на действие на антимикробните пептиди.
Основни понятия за пептиди
(1) Дефиниция на пептиди
Пептидите са съединения, образувани от аминокиселини, свързани чрез пептидни връзки. Пептидната връзка се образува, когато карбоксилната група на една аминокиселина се дехидратира и кондензира с аминогрупата на друга аминокиселина, като по този начин свързва множество аминокиселини, за да образува пептидна верига. Когато броят на аминокиселините е малък, той се нарича олигопептид; когато броят на аминокиселините е голям, той се нарича полипептид. В живите организми много къси пептиди със специфични функции, като трипептиди и тетрапептиди, могат точно да изпълняват специфични физиологични задачи.
(2) Структура на пептидите
1. Първична структура: Това се отнася до последователността от аминокиселини в пептидна верига, която е основната структура на пептида и определя неговата специфичност и функция. Различните аминокиселинни последователности придават различни химични свойства и биологични активности на пептидите. Някои антимикробни пептиди имат специфични аминокиселинни последователности, които им позволяват да се свързват специфично с и разрушават бактериалните клетъчни мембрани.
2. Вторична структура: Локалната пространствена структура, образувана от взаимодействия като водородни връзки в пептидната верига, включително общи структури като α-спирали и β-листа. Тези структури подпомагат по-нататъшното нагъване и стабилизиране на пептидната верига, играейки решаваща роля в нейната функционална активност. В някои протеинови сегменти образуването на α-спирали повишава стабилността и функционалната активност на протеина.
3. Третична структура: Триизмерната пространствена структура, образувана от допълнително нагъване и навиване на пептидната верига на базата на вторичната структура. Третичната структура определя цялостната форма на пептида и експозицията на функционалните места, което е от решаващо значение за взаимодействията с други молекули. Третичната структура на някои пептиди на растежен фактор определя способността им да се свързват със специфични рецептори на клетъчната повърхност, като по този начин инициират клетъчен растеж и сигнали за диференциация.
Фигура 2 Работен модел на PSK биосинтеза, сигнализиране и функции. PSK прекурсорите (pPSKs) претърпяват тирозин сулфатиране (обозначено с червено S), катализирано от TPST в cis-Golgi, последвано от протеолитично разцепване в апопласта.
Класификация на пептидите
(1) Класификация по източник
1. Пептиди от животински произход: получени от животински тъкани и телесни течности, като казеинови пептиди, извлечени от мляко, които притежават различни физиологични дейности, включително насърчаване на усвояването на калций и регулиране на имунитета. Предимството на пептидите от животински произход е добрата им съвместимост с човешкия организъм, което ги прави лесно усвоими и използвани от човешкото тяло.
2. Растителни пептиди: извлечени от растения, като соеви пептиди и пшенични пептиди. Пептидите, получени от растения, имат предимствата на широко разпространени източници на суровини и по-ниски разходи, като същевременно притежават различни биологични активности, като антиоксидантни и понижаващи кръвното налягане ефекти. Многобройни проучвания показват, че соевите пептиди могат да понижат нивата на холестерола и да помогнат за здравето на сърдечно-съдовата система.
3. Пептиди, получени от микроби: Произведени чрез микробна ферментация, като например антимикробни пептиди, произведени от определени бактерии. Пептидите, получени от микроби, имат уникални антимикробни механизми и показват добри инхибиторни ефекти върху резистентни към лекарства бактерии, притежаващи потенциална стойност във фармацевтичната област.
(2) Класификация по функция
1. Биоактивни пептиди: Тези пептиди притежават множество физиологични регулаторни функции, като регулиране на кръвното налягане, кръвната захар и имунитета. Инхибиторите на ангиотензин-конвертиращия ензим (ACEI пептиди) могат да инхибират активността на ангиотензин-конвертиращия ензим, като по този начин понижават кръвното налягане и имат значителни терапевтични последици за пациенти с хипертония.
2. Антимикробни пептиди: Тези пептиди могат да инхибират или убиват микроорганизми като бактерии, гъбички и вируси. Те съществуват в природата и имат уникални механизми на действие, като например разрушаване на структурата на клетъчната мембрана на микроорганизмите, за да упражнят антимикробни ефекти. В областта на биомедицината антимикробните пептиди се считат за потенциални лекарства за справяне с проблеми с антибиотична резистентност.
Функции на пептидите
(1) Регулиране на физиологичните функции
1. Хормонална регулация: Много пептидни хормони играят важна регулаторна роля в тялото. Инсулинът е пептиден хормон, секретиран от бета-клетките на панкреаса, който регулира нивата на кръвната захар, насърчава клетъчното усвояване и използване на глюкоза и поддържа стабилни нива на кръвната захар. Ако секрецията на инсулин е недостатъчна или неговата функция е ненормална, това може да доведе до повишени нива на кръвната захар и да причини диабет.
2. Невронна регулация: Невропептидите играят роля в предаването на информация и регулирането в нервната система. Ендорфините имат аналгетичен ефект, подобен на морфина, като се свързват с опиоидните рецептори на повърхността на невроните, за да облекчат предаването на сигнали за болка. Невропептидите също участват в регулирането на физиологични процеси като настроение, сън и апетит.
(2) Участие в имунната регулация
1. Подобряване на активността на имунните клетки: Някои пептиди могат да стимулират пролиферацията и диференциацията на имунните клетки, повишавайки тяхната активност. Например, тимозин насърчава съзряването и диференциацията на Т-лимфоцитите, засилвайки клетъчната имунна функция на организма и обикновено се използва при лечението на пациенти с увредена имунна функция.
2. Регулиране на секрецията на имунни фактори: Пептидите могат да регулират секрецията на различни имунни фактори от имунните клетки, поддържайки имунния баланс. Някои антимикробни пептиди могат да регулират секрецията на възпалителни цитокини, като повишават възпалителния отговор на тялото за защита срещу инвазия на патогени и инхибират прекомерни възпалителни реакции в по-късните етапи на възпалението, за да намалят увреждането на тъканите.
(3) Насърчаване на материалния метаболизъм
1. Протеинов метаболизъм: Пептидите участват в синтеза и разграждането на протеините. По време на протеиновия синтез аминокиселините се свързват чрез пептидни връзки, за да образуват пептидни вериги, които след това се сглобяват в протеини със специфични функции. Протеазите в тялото могат да хидролизират протеините в пептидни сегменти, които допълнително се разграждат до аминокиселини, осигурявайки храна и енергия за тялото.
2. Метаболизъм на мазнините: Някои пептиди могат да регулират активността на ензимите, участващи в метаболизма на мазнините, като влияят върху синтеза и разграждането на мазнините. Някои пептиди могат да насърчат окисляването на мастни киселини, намалявайки натрупването на мазнини в тялото и могат да имат потенциални приложения в превенцията и лечението на затлъстяването.
Приложения на пептиди
(1) Фармацевтична област
1. Разработване на лекарства:
Антимикробни лекарства: Предвид нарастващия проблем с антибиотичната резистентност, антимикробните пептиди се превърнаха в гореща точка в разработването на нови антимикробни лекарства. Антимикробните пептиди проявяват отлични инхибиторни ефекти срещу различни резистентни към лекарства бактерии и имат уникални механизми на действие, при които е по-малко вероятно да развият резистентност. Антимикробните пептиди, извлечени от жабешка кожа, са показали обещаващи резултати при лечението на кожни инфекции и други състояния.
Други лекарства: Лекарствата на базата на пептиди се използват и за лечение на различни заболявания като сърдечно-съдови заболявания и диабет. Аналозите на глюкагон-подобен пептид-1 (GLP-1) за лечение на диабет могат да имитират физиологичните ефекти на GLP-1, да стимулират секрецията на инсулин, да понижат нивата на кръвната захар и да имат предимството на нисък риск от хипогликемия.
2. Лекарствени носители: Пептидите могат да служат като лекарствени носители за подобряване на насочването на лекарството и бионаличността. Чрез свързване на лекарства с пептиди с прицелни свойства, лекарствата могат да бъдат прецизно доставени до мястото на заболяването, минимизирайки увреждането на нормалните тъкани. Пептидните носители могат също така да подобрят разтворимостта и стабилността на лекарството, повишавайки терапевтичната ефикасност.
(2) Хранителна промишленост
1. Хранително обогатяване: Пептидите имат отлични хранителни свойства и лесно се усвояват и усвояват, което ги прави подходящи като хранителни обогатители в храната. Например, добавянето на казеинови пептиди към формулата за кърмачета може да повиши хранителната стойност на формулата и да насърчи растежа и развитието на бебето. За специални популации, като възрастни хора и пациенти след хирургична рехабилитация, богатите на пептиди храни могат да осигурят лесно усвоими висококачествени протеини, за да отговорят на техните хранителни нужди.
2. Подобряване на вкуса: Някои пептиди имат уникални вкусове и могат да се използват за подобряване на текстурата и вкуса на храната. Някои богати на умами пептиди могат да подобрят умами вкуса на храната, като по този начин подобрят нейното качество. Освен това, пептидите могат да служат като подобрители на вкуса, синергизирайки се с други ароматни съединения, за да подобрят общия вкусов профил на храната.
3. Консервиране и антимикробни свойства: Антимикробните пептиди имат способността да инхибират микробния растеж и могат да се използват като естествени консерванти в хранително-вкусовата промишленост. Добавянето на антимикробни пептиди към храната може да удължи срока й на годност, да намали употребата на химически консерванти и да подобри безопасността на храните. Например, включването на антимикробни пептиди в месни продукти, млечни продукти и други храни може ефективно да инхибира растежа на бактерии и плесени, като по този начин поддържа свежестта на храната.
(3) Селскостопанско поле
1. Регулиране на растежа на растенията: Пептидните хормони, получени от растения, като растителни сулфонови пептиди (PSKs), играят важна роля в растежа, развитието и имунитета на растенията. PSK могат да насърчат деленето и растежа на растителните клетки, да регулират репродуктивните процеси на растенията и да индуцират ембриогенеза на соматични клетки. В селскостопанското производство екзогенното приложение на PSK или регулирането на нивата на PSK в растенията може да подобри добива и качеството на културите.
2. Контрол на вредители и болести: Антимикробните пептиди могат да се използват като биологични пестициди за контрол на вредители и болести по културите. В сравнение с химическите пестициди, антимикробните пептиди предлагат предимства като екологичност и минимални остатъци. Например, определени антимикробни пептиди, получени от насекоми, могат да инхибират растежа на растителни патогени, осигурявайки ефективен контрол на болестите по културите. Освен това, някои пептиди могат да нарушат растежа, развитието и възпроизводството на вредители, постигайки целите за контрол на вредителите.
(4) Козметика
1. Овлажняване и възстановяване: Пептидите имат отлични овлажняващи свойства, повишават съдържанието на влага в кожата и поддържат хидратацията на кожата. Някои пептиди могат също така да насърчат възстановяването и регенерацията на кожните клетки, подобрявайки функцията на кожната бариера. Колагеновите пептиди могат да възстановят колагена в кожата, като намаляват образуването на бръчки и правят кожата по-стегната и гладка.
2. Избелване и против стареене: Някои пептиди могат да инхибират синтеза на меланин, постигайки избелващ ефект. Глутатионът може да намали производството на меланин чрез намаляване на прекурсора на меланина допахинон. Пептидите също имат антиоксидантни свойства, помагат за елиминирането на свободните радикали в тялото, забавят стареенето на кожата и поддържат младежки вид.
Текущо състояние на пептидните изследвания
Текущо състояние на изследванията: В момента е постигнат значителен напредък в изследванията на пептидите. Във фундаменталните изследвания разбирането на пептидната структура, функция и механизми на действие продължава да се задълбочава. Чрез напреднали биотехнологии като генно инженерство и протеиново инженерство, пептидите могат да бъдат ефективно синтезирани и модифицирани, отваряйки повече възможности за тяхното приложение. В приложните изследвания използването на пептиди в области като медицина, храна и селско стопанство се разширява, като на пазара навлизат все по-голям брой базирани на пептиди продукти.
Заключение
Като важен клас биомолекули, пептидите притежават уникални структури, разнообразни класификации и широки функции. В много области като медицината пептидите са показали значителна стойност на приложение.
Източници
[1] Li Y, Di Q, Luo L, et al. Фитосулфокинови пептиди, техните рецептори и функции [J]. Граници в растителната наука, 2024,14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Пептиди с различни функции от отровата на скорпион: страхотна възможност за лечение на голямо разнообразие от заболявания [J]. Iran Biomed J, 2023, 27(2 & 3):84-99.DOI:10.61186/ibj.3863.
[3] Singh T, Choudhary P, Singh S. Антимикробни пептиди: Механизъм на действие [M]//Enany S, Masso-Silva J, Savitskaya A. Прозрения за антимикробните пептиди. Риека: IntechOpen, 2022.DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Kwatra B, Zafar J, Choudhary M, et al. АНАЛЕПТИЧНИ ПРИЛОЖЕНИЯ НА ПЕПТИДИ [J]. Международен журнал за медицински и биомедицински изследвания, 2021, 5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Султана А, Луо Х, Рамакришна С. Антимикробни пептиди и техните приложения в биомедицинския сектор [J]. Антибиотици-Базел, 2021,10(9).DOI:10.3390/antibiotics10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q и др. Приложения в храненето: Пептиди като подобрители на вкуса[M]//2021:569-580.DOI: 10.1016/B978-0-12-821389-6.00014-5.
[7] van der Does AM, Hiemstra PS, Mookherjee N. Антимикробни защитни пептиди на гостоприемника: имуномодулаторни функции и транслационни перспективи [J]. Напредък в експерименталната медицина и биология, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
