Od Cocer Peptides 
před 1 měsícem
VEŠKERÉ ČLÁNKY A INFORMACE O PRODUKTECH POSKYTOVANÉ NA TOMTO WEBU JSOU VÝHRADNĚ PRO ŠÍŘENÍ INFORMACÍ A VZDĚLÁVACÍ ÚČELY.
Produkty uvedené na této webové stránce jsou určeny výhradně pro výzkum in vitro. Výzkum in vitro (latinsky: *ve skle*, což znamená ve skle) se provádí mimo lidské tělo. Tyto produkty nejsou léčiva, nebyly schváleny americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a nesmějí být používány k prevenci, léčbě nebo léčbě jakéhokoli zdravotního stavu, nemoci nebo onemocnění. Vnášení těchto produktů do lidského nebo zvířecího těla v jakékoli formě je zákonem přísně zakázáno.
Přehled
Peptidy jsou důležitou třídou biomolekul, které hrají významnou roli v oblasti biologických věd. Od fyziologické regulace v organismech až po praktické aplikace v různých průmyslových odvětvích, peptidy vykazují velký potenciál a rozmanitost.
Obrázek 1. Mechanismus účinku antimikrobiálních peptidů.
Základní pojmy peptidů
(1) Definice peptidů
Peptidy jsou sloučeniny tvořené aminokyselinami spojenými pomocí peptidových vazeb. Peptidová vazba se vytvoří, když se karboxylová skupina jedné aminokyseliny dehydratuje a kondenzuje s aminoskupinou jiné aminokyseliny, čímž se spojí více aminokyselin za vzniku peptidového řetězce. Když je počet aminokyselin malý, nazývá se oligopeptid; když je počet aminokyselin velký, nazývá se polypeptid. V živých organismech může mnoho krátkých peptidů se specifickými funkcemi, jako jsou tripeptidy a tetrapeptidy, přesně vykonávat specifické fyziologické úkoly.
(2) Struktura peptidů
1. Primární struktura: Jedná se o sekvenci aminokyselin v peptidovém řetězci, která je základní strukturou peptidu a určuje jeho specificitu a funkci. Různé aminokyselinové sekvence propůjčují peptidům odlišné chemické vlastnosti a biologické aktivity. Některé antimikrobiální peptidy mají specifické aminokyselinové sekvence, které jim umožňují specificky se vázat na bakteriální buněčné membrány a narušovat je.
2. Sekundární struktura: Místní prostorová struktura tvořená interakcemi, jako jsou vodíkové vazby v rámci peptidového řetězce, včetně běžných struktur, jako jsou α-helixy a β-listy. Tyto struktury napomáhají dalšímu skládání a stabilizaci peptidového řetězce a hrají klíčovou roli v jeho funkční aktivitě. V některých proteinových segmentech zvyšuje tvorba a-helixů stabilitu a funkční aktivitu proteinu.
3. Terciární struktura: Trojrozměrná prostorová struktura vytvořená dalším skládáním a svinutím peptidového řetězce na základě sekundární struktury. Terciární struktura určuje celkový tvar peptidu a expozici funkčních míst, což je klíčové pro interakce s jinými molekulami. Terciární struktura určitých peptidů růstových faktorů určuje jejich schopnost vázat se na specifické receptory buněčného povrchu, a tím iniciovat buněčný růst a diferenciační signály.
Obrázek 2 Pracovní model biosyntézy, signalizace a funkcí PSK. Prekurzory PSK (pPSK) podléhají tyrosinové sulfataci (označené červeným S) katalyzovanou TPST v cis-Golgiho aparátu následovanou proteolytickým štěpením v apoplastu.
Klasifikace peptidů
(1) Klasifikace podle zdroje
1. Peptidy živočišného původu: získané ze zvířecích tkání a tělesných tekutin, jako jsou kaseinové peptidy extrahované z mléka, které mají různé fyziologické aktivity, včetně podpory vstřebávání vápníku a regulace imunity. Výhoda peptidů živočišného původu spočívá v jejich dobré kompatibilitě s lidským tělem, díky čemuž jsou snadno vstřebatelné a využitelné lidským tělem.
2. Peptidy rostlinného původu: Extrahované z rostlin, jako jsou sójové peptidy a pšeničné peptidy. Peptidy rostlinného původu mají výhody rozšířených zdrojů surovin a nižších nákladů, přičemž mají také různé biologické aktivity, jako jsou antioxidační účinky a účinky snižující krevní tlak. Četné studie prokázaly, že sójové peptidy mohou snižovat hladinu cholesterolu a prospívat kardiovaskulárnímu zdraví.
3. Peptidy odvozené od mikrobů: Produkované mikrobiální fermentací, jako jsou antimikrobiální peptidy produkované určitými bakteriemi. Peptidy odvozené od mikrobů mají jedinečné antimikrobiální mechanismy a vykazují dobré inhibiční účinky na bakterie rezistentní vůči lékům, které mají potenciální hodnotu ve farmaceutické oblasti.
(2) Klasifikace podle funkce
1. Bioaktivní peptidy: Tyto peptidy mají řadu fyziologických regulačních funkcí, jako je regulace krevního tlaku, krevního cukru a imunity. Inhibitory angiotenzin-konvertujícího enzymu (ACEI peptidy) mohou inhibovat aktivitu angiotensin-konvertujícího enzymu, a tím snižovat krevní tlak, a mají významné terapeutické důsledky pro pacienty s hypertenzí.
2. Antimikrobiální peptidy: Tyto peptidy mohou inhibovat nebo zabíjet mikroorganismy, jako jsou bakterie, houby a viry. Existují v přírodě a mají jedinečné mechanismy účinku, jako je narušení struktury buněčné membrány mikroorganismů za účelem uplatnění antimikrobiálních účinků. V oblasti biomedicíny jsou antimikrobiální peptidy považovány za potenciální léky pro řešení problémů s rezistencí vůči antibiotikům.
Funkce peptidů
(1) Regulace fyziologických funkcí
1. Hormonální regulace: Mnoho peptidových hormonů hraje v těle důležité regulační role. Inzulín je peptidový hormon vylučovaný pankreatickými beta buňkami, který reguluje hladinu glukózy v krvi, podporuje buněčné vychytávání a využití glukózy a udržuje stabilní hladinu glukózy v krvi. Pokud je sekrece inzulínu nedostatečná nebo je jeho funkce abnormální, může to vést ke zvýšení hladiny glukózy v krvi a způsobit cukrovku.
2. Nervová regulace: Neuropeptidy hrají roli v přenosu informací a regulaci v nervovém systému. Endorfiny mají analgetické účinky podobné morfinu, váží se na opioidní receptory na povrchu neuronů, aby zmírnily přenos signálů bolesti. Neuropeptidy se také podílejí na regulaci fyziologických procesů, jako je nálada, spánek a chuť k jídlu.
(2) Účast na imunitní regulaci
1. Zvýšení aktivity imunitních buněk: Některé peptidy mohou stimulovat proliferaci a diferenciaci imunitních buněk, čímž zvyšují jejich aktivitu. Například thymosin podporuje zrání a diferenciaci T lymfocytů, posiluje buněčnou imunitní funkci těla a běžně se používá při léčbě pacientů s narušenou imunitní funkcí.
2. Regulace sekrece imunitních faktorů: Peptidy mohou regulovat sekreci různých imunitních faktorů imunitními buňkami a udržovat imunitní rovnováhu. Některé antimikrobiální peptidy mohou regulovat sekreci zánětlivých cytokinů, a to jak zvýšením zánětlivé reakce těla na obranu proti invazi patogenů, tak inhibicí nadměrných zánětlivých reakcí v pozdějších stádiích zánětu, aby se snížilo poškození tkáně.
(3) Podpora látkové výměny
1. Metabolismus bílkovin: Peptidy se podílejí na syntéze a degradaci bílkovin. Během syntézy proteinů jsou aminokyseliny spojeny peptidovými vazbami za vzniku peptidových řetězců, které jsou následně sestaveny do proteinů se specifickými funkcemi. Proteázy v těle dokážou hydrolyzovat proteiny na peptidové segmenty, které se dále štěpí na aminokyseliny a poskytují tělu výživu a energii.
2. Metabolismus tuků: Některé peptidy mohou regulovat aktivitu enzymů zapojených do metabolismu tuků, ovlivňujících syntézu a odbourávání tuků. Některé peptidy mohou podporovat oxidaci mastných kyselin, snižovat hromadění tuku v těle a mohou mít potenciální využití při prevenci a léčbě obezity.
Aplikace peptidů
(1) Farmaceutická oblast
1. Vývoj léčiv:
Antimikrobiální léky: Vzhledem k rostoucímu problému rezistence na antibiotika se antimikrobiální peptidy staly aktivním bodem ve vývoji nových antimikrobiálních léků. Antimikrobiální peptidy vykazují vynikající inhibiční účinky proti různým bakteriím odolným vůči lékům a mají jedinečné mechanismy účinku, u kterých je méně pravděpodobné, že se vyvinou rezistence. Antimikrobiální peptidy získané z kůže žáby prokázaly slibné výsledky při léčbě kožních infekcí a dalších stavů.
Další léky: Léky na bázi peptidů se také používají k léčbě různých onemocnění, jako jsou kardiovaskulární onemocnění a cukrovka. Analogy glukagonu podobného peptidu-1 (GLP-1) pro léčbu diabetu mohou napodobovat fyziologické účinky GLP-1, podporovat sekreci inzulínu, snižovat hladinu glukózy v krvi a mají výhodu nízkého rizika hypoglykémie.
2. Nosiče léčiv: Peptidy mohou sloužit jako nosiče léčiv pro zvýšení cílení léčiv a biologické dostupnosti. Napojením léků na peptidy se zaměřovacími vlastnostmi mohou být léky přesně dodány do místa onemocnění, čímž se minimalizuje poškození normálních tkání. Peptidové nosiče mohou také zlepšit rozpustnost a stabilitu léčiva, čímž se zvýší terapeutická účinnost.
(2) Potravinářský průmysl
1. Nutriční obohacení: Peptidy mají vynikající nutriční vlastnosti a jsou snadno stravitelné a vstřebatelné, díky čemuž jsou vhodné jako nutriční fortifikátory v potravinách. Například přidání kaseinových peptidů do kojenecké výživy může zvýšit nutriční hodnotu kojenecké výživy a podpořit růst a vývoj kojenců. Speciálním populacím, jako jsou starší pacienti a pacienti po chirurgické rehabilitaci, mohou potraviny bohaté na peptidy poskytnout snadno vstřebatelné vysoce kvalitní bílkoviny, které splňují jejich nutriční potřeby.
2. Zvýraznění chuti: Některé peptidy mají jedinečné aroma a lze je použít ke zlepšení textury a chuti jídla. Některé peptidy bohaté na umami mohou zlepšit chuť umami potravin, a tím zlepšit jejich kvalitu. Kromě toho mohou peptidy sloužit jako zvýrazňovače chuti, synergické s jinými aromatickými sloučeninami pro zvýšení celkového chuťového profilu potravin.
3. Konzervace a antimikrobiální vlastnosti: Antimikrobiální peptidy mají schopnost inhibovat mikrobiální růst a lze je použít jako přírodní konzervační látky v potravinářském průmyslu. Přidání antimikrobiálních peptidů do potravin může prodloužit jejich trvanlivost, snížit používání chemických konzervačních látek a zvýšit bezpečnost potravin. Například začlenění antimikrobiálních peptidů do masných výrobků, mléčných výrobků a dalších potravin může účinně inhibovat růst bakterií a plísní, a tím zachovat čerstvost potravin.
(3) Zemědělská oblast
1. Regulace růstu rostlin: Peptidové hormony rostlinného původu, jako jsou rostlinné sulfonové peptidy (PSK), hrají důležitou roli v růstu, vývoji a imunitě rostlin. PSK mohou podporovat dělení a růst rostlinných buněk, regulovat reprodukční procesy rostlin a indukovat embryogenezi somatických buněk. V zemědělské produkci může exogenní aplikace PSK nebo regulace hladin PSK v rostlinách zvýšit výnos a kvalitu plodin.
2. Kontrola škůdců a chorob: Antimikrobiální peptidy lze použít jako biologické pesticidy pro kontrolu škůdců a chorob v plodinách. Ve srovnání s chemickými pesticidy nabízejí antimikrobiální peptidy výhody, jako je šetrnost k životnímu prostředí a minimální rezidua. Například některé antimikrobiální peptidy pocházející z hmyzu mohou inhibovat růst rostlinných patogenů, čímž poskytují účinnou kontrolu chorob plodin. Kromě toho mohou některé peptidy narušit růst, vývoj a reprodukci škůdců, čímž se dosáhne cílů kontroly škůdců.
(4) Kosmetika
1. Hydratační a opravné: Peptidy mají vynikající zvlhčující vlastnosti, zvyšují obsah vlhkosti v pokožce a udržují hydrataci pokožky. Některé peptidy mohou také podporovat opravu a regeneraci kožních buněk, čímž zlepšují funkci kožní bariéry. Kolagenní peptidy dokážou doplnit kolagen v pokožce, snížit tvorbu vrásek a učinit pleť pevnější a hladší.
2. Bělení a proti stárnutí: Některé peptidy mohou inhibovat syntézu melaninu a dosáhnout tak bělícího účinku. Glutathion může snížit produkci melaninu snížením prekurzoru melaninu dopachinonu. Peptidy mají také antioxidační vlastnosti, pomáhají eliminovat volné radikály v těle, zpomalují stárnutí pokožky a udržují mladistvý vzhled.
Současný stav výzkumu peptidů
Současný stav výzkumu: V současné době bylo dosaženo významného pokroku ve výzkumu peptidů. V základním výzkumu se porozumění peptidové struktuře, funkci a mechanismu účinku stále prohlubuje. Prostřednictvím pokročilých biotechnologií, jako je genetické inženýrství a proteinové inženýrství, lze peptidy efektivně syntetizovat a modifikovat, čímž se otevírají další možnosti jejich aplikace. V aplikovaném výzkumu se rozšiřuje použití peptidů v oblastech, jako je medicína, potravinářství a zemědělství, přičemž na trh vstupuje stále více produktů na bázi peptidů.
Závěr
Jako důležitá třída biomolekul mají peptidy jedinečné struktury, různé klasifikace a široké funkce. V mnoha oblastech, jako je medicína, prokázaly peptidy významnou aplikační hodnotu.
Zdroje
[1] Li Y, Di Q, Luo L, a kol. Fytosulfokinové peptidy, jejich receptory a funkce[J]. Frontiers in Plant Science, 2024, 14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Peptidy s rozmanitými funkcemi ze Scorpion Venom: Skvělá příležitost pro léčbu široké škály nemocí[J]. Iran Biomed J, 2023, 27(2 & 3):84-99.DOI:10.61186/ibj.3863.
[3] Singh T, Choudhary P, Singh S. Antimicrobial Peptides: Mechanism of Action[M]//Enany S, Masso-Silva J, Savitskaya A. Insights on Antimicrobial Peptides. Rijeka: IntechOpen, 2022.DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Kwatra B, Zafar J, Choudhary M, et al. ANALEPTICKÉ APLIKACE PEPTIDŮ[J]. International Journal of Medical and Biomedical Studies, 2021, 5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Sultana A, Luo H, Ramakrishna S. Antimikrobiální peptidy a jejich aplikace v biomedicínském sektoru[J]. Antibiotika-Basilej, 2021,10(9).DOI:10.3390/antibiotika10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q, a kol. Aplikace ve výživě: Peptidy jako zvýrazňovače chuti[M]//2021:569-580.DOI: 10.1016/B978-0-12-821389-6.00014-5.
[7] van der Does AM, Hiemstra PS, Mookherjee N. Antimicrobial Host Defense Peptides: Immunomodulatory Functions and Translational Prospects[J]. Pokroky v experimentální medicíně a biologii, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
