Af Cocer Peptides 
1 måned siden
ALLE ARTIKLER OG PRODUKTINFORMATION LEVERET PÅ DENNE WEBSTED ER KUN TIL INFORMATIONSPREDNING OG UDDANNELSESFORMÅL.
Produkterne på denne hjemmeside er udelukkende beregnet til in vitro-forskning. In vitro-forskning (latin: *i glas*, hvilket betyder i glasvarer) udføres uden for den menneskelige krop. Disse produkter er ikke lægemidler, er ikke blevet godkendt af US Food and Drug Administration (FDA) og må ikke bruges til at forebygge, behandle eller helbrede nogen medicinsk tilstand, sygdom eller lidelse. Det er strengt forbudt ved lov at indføre disse produkter i menneskers eller dyrs krop i nogen form.
Oversigt
Peptider er en vigtig klasse af biomolekyler, der spiller en væsentlig rolle inden for biovidenskab. Fra fysiologisk regulering i organismer til praktiske anvendelser på tværs af forskellige industrier, viser peptider stort potentiale og mangfoldighed.
Figur 1. Virkningsmekanisme af antimikrobielle peptider.
Grundlæggende begreber om peptider
(1) Definition af peptider
Peptider er forbindelser dannet af aminosyrer forbundet via peptidbindinger. En peptidbinding dannes, når carboxylgruppen i en aminosyre dehydrerer og kondenserer med aminogruppen i en anden aminosyre, hvorved flere aminosyrer bindes til en peptidkæde. Når antallet af aminosyrer er lille, kaldes det et oligopeptid; når antallet af aminosyrer er stort, kaldes det et polypeptid. I levende organismer kan mange korte peptider med specifikke funktioner, såsom tripeptider og tetrapeptider, netop udføre specifikke fysiologiske opgaver.
(2) Peptiders struktur
1. Primær struktur: Dette refererer til sekvensen af aminosyrer i en peptidkæde, som er den grundlæggende struktur af et peptid og bestemmer dets specificitet og funktion. Forskellige aminosyresekvenser giver peptider forskellige kemiske egenskaber og biologiske aktiviteter. Visse antimikrobielle peptider har specifikke aminosyresekvenser, der gør dem i stand til specifikt at binde til og forstyrre bakterielle cellemembraner.
2. Sekundær struktur: Den lokale rumlige struktur dannet af interaktioner såsom hydrogenbindinger i peptidkæden, herunder almindelige strukturer som α-helixer og β-sheets. Disse strukturer hjælper med yderligere foldning og stabilisering af peptidkæden og spiller en afgørende rolle i dens funktionelle aktivitet. I nogle proteinsegmenter øger dannelsen af a-helixer proteinets stabilitet og funktionelle aktivitet.
3. Tertiær struktur: Den tredimensionelle rumlige struktur dannet ved yderligere foldning og vikling af peptidkæden baseret på den sekundære struktur. Den tertiære struktur bestemmer den overordnede form af peptidet og eksponeringen af funktionelle steder, hvilket er afgørende for interaktioner med andre molekyler. Den tertiære struktur af visse vækstfaktorpeptider bestemmer deres evne til at binde til specifikke celleoverfladereceptorer og derved initiere cellevækst og differentieringssignaler.
Figur 2 En arbejdsmodel for PSK biosyntese, signalering og funktioner. PSK-precursorer (pPSK'er) gennemgår tyrosinsulfatering (angivet med rødt S) katalyseret af en TPST i cis-Golgi efterfulgt af proteolytisk spaltning i apoplasten.
Klassificering af peptider
(1) Klassificering efter kilde
1. Dyreafledte peptider: afledt af animalsk væv og kropsvæsker, såsom kaseinpeptider ekstraheret fra mælk, som har forskellige fysiologiske aktiviteter, herunder fremme af calciumabsorption og regulering af immunitet. Fordelen ved dyre-afledte peptider ligger i deres gode kompatibilitet med den menneskelige krop, hvilket gør dem let optagede og udnyttede af den menneskelige krop.
2. Planteafledte peptider: Ekstraheret fra planter, såsom sojapeptider og hvedepeptider. Plante-afledte peptider har fordelene ved udbredte råmaterialekilder og lavere omkostninger, samtidig med at de har forskellige biologiske aktiviteter, såsom antioxidanter og blodtrykssænkende effekter. Adskillige undersøgelser har vist, at sojapeptider kan sænke kolesterolniveauet og gavne kardiovaskulær sundhed.
3. Mikrobielt afledte peptider: Fremstillet gennem mikrobiel fermentering, såsom antimikrobielle peptider produceret af visse bakterier. Mikrobielt afledte peptider har unikke antimikrobielle mekanismer og udviser gode hæmmende virkninger på lægemiddelresistente bakterier, hvilket har potentiel værdi på det farmaceutiske område.
(2) Klassificering efter funktion
1. Bioaktive peptider: Disse peptider har flere fysiologiske regulatoriske funktioner, såsom regulering af blodtryk, blodsukker og immunitet. Angiotensin-konverterende enzymhæmmere (ACEI-peptider) kan hæmme aktiviteten af angiotensin-konverterende enzym og derved sænke blodtrykket og have betydelige terapeutiske implikationer for patienter med hypertension.
2. Antimikrobielle peptider: Disse peptider kan hæmme eller dræbe mikroorganismer såsom bakterier, svampe og vira. De findes i naturen og har unikke virkningsmekanismer, såsom at forstyrre mikroorganismers cellemembranstruktur for at udøve antimikrobielle virkninger. Inden for biomedicin betragtes antimikrobielle peptider som potentielle lægemidler til behandling af antibiotikaresistensproblemer.
Peptiders funktioner
(1) Regulering af fysiologiske funktioner
1. Hormonel regulering: Mange peptidhormoner spiller vigtige regulerende roller i kroppen. Insulin er et peptidhormon, der udskilles af beta-celler i bugspytkirtlen, som regulerer blodsukkerniveauet, fremmer cellulær optagelse og udnyttelse af glucose og opretholder stabile blodsukkerniveauer. Hvis insulinsekretionen er utilstrækkelig, eller dens funktion er unormal, kan det føre til forhøjede blodsukkerniveauer og forårsage diabetes.
2. Neural regulering: Neuropeptider spiller en rolle i informationstransmission og regulering i nervesystemet. Endorfiner har smertestillende virkninger, der ligner morfin, og binder til opioidreceptorer på overfladen af neuroner for at lindre overførslen af smertesignaler. Neuropeptider deltager også i at regulere fysiologiske processer såsom humør, søvn og appetit.
(2) Deltagelse i immunregulering
1. Forbedring af immuncelleaktivitet: Nogle peptider kan stimulere proliferation og differentiering af immunceller, hvilket øger deres aktivitet. For eksempel fremmer thymosin modningen og differentieringen af T-lymfocytter, hvilket forbedrer kroppens cellulære immunfunktion og er almindeligt anvendt i behandlingen af patienter med nedsat immunfunktion.
2. Regulering af udskillelsen af immunfaktorer: Peptider kan regulere udskillelsen af forskellige immunfaktorer af immunceller, og opretholde immunbalancen. Visse antimikrobielle peptider kan regulere udskillelsen af inflammatoriske cytokiner, både forstærke kroppens inflammatoriske respons for at forsvare mod patogeninvasion og hæmme overdreven inflammatorisk respons i de senere stadier af inflammation for at reducere vævsskade.
(3) Fremme af materialestofskifte
1. Proteinmetabolisme: Peptider deltager i syntesen og nedbrydningen af proteiner. Under proteinsyntese er aminosyrer forbundet med peptidbindinger for at danne peptidkæder, som derefter samles til proteiner med specifikke funktioner. Proteaser i kroppen kan hydrolysere proteiner til peptidsegmenter, som yderligere nedbrydes til aminosyrer, hvilket giver næring og energi til kroppen.
2. Fedtmetabolisme: Visse peptider kan regulere aktiviteten af enzymer involveret i fedtstofskiftet, hvilket påvirker fedtsyntese og nedbrydning. Nogle peptider kan fremme fedtsyreoxidation, reducere fedtophobning i kroppen og kan have potentielle anvendelser til forebyggelse og behandling af fedme.
Anvendelser af peptider
(1) Farmaceutisk område
1. Lægemiddeludvikling:
Antimikrobielle lægemidler: I betragtning af det voksende problem med antibiotikaresistens er antimikrobielle peptider blevet et hotspot i udviklingen af nye antimikrobielle lægemidler. Antimikrobielle peptider udviser fremragende hæmmende virkninger mod forskellige lægemiddelresistente bakterier og har unikke virkningsmekanismer, der er mindre tilbøjelige til at udvikle resistens. Antimikrobielle peptider afledt af frøhud har vist lovende resultater i behandlingen af hudinfektioner og andre tilstande.
Andre lægemidler: Peptidbaserede lægemidler bruges også til at behandle forskellige sygdomme såsom hjerte-kar-sygdomme og diabetes. Glukagon-lignende peptid-1 (GLP-1)-analoger til behandling af diabetes kan efterligne de fysiologiske virkninger af GLP-1, fremme insulinsekretion, sænke blodsukkerniveauet og have fordelen ved lav risiko for hypoglykæmi.
2. Lægemiddelbærere: Peptider kan tjene som lægemiddelbærere for at øge lægemiddelmålretning og biotilgængelighed. Ved at forbinde lægemidler til peptider med målrettede egenskaber kan lægemidler præcist leveres til sygdomsstedet, hvilket minimerer skade på normalt væv. Peptidbærere kan også forbedre lægemiddelopløselighed og stabilitet, hvilket øger den terapeutiske effektivitet.
(2) Fødevareindustrien
1. Ernæringsmæssig berigelse: Peptider har fremragende ernæringsmæssige egenskaber og er let fordøjelige og absorberes, hvilket gør dem velegnede som ernæringsmæssige berigere i fødevarer. For eksempel kan tilsætning af kaseinpeptider til modermælkserstatning øge næringsværdien af modermælkserstatningen og fremme spædbørns vækst og udvikling. Til særlige populationer såsom ældre og post-kirurgiske rehabiliteringspatienter kan peptidrige fødevarer give let optageligt højkvalitetsprotein for at opfylde deres ernæringsbehov.
2. Smagsforbedring: Nogle peptider har unikke smag og kan bruges til at forbedre tekstur og smag af mad. Visse umami-rige peptider kan forbedre umami-smagen af mad og derved forbedre dens kvalitet. Derudover kan peptider tjene som smagsforstærkere og synergi med andre smagsstoffer for at hæve den overordnede smagsprofil af fødevarer.
3. Konservering og antimikrobielle egenskaber: Antimikrobielle peptider har evnen til at hæmme mikrobiel vækst og kan bruges som naturlige konserveringsmidler i fødevareindustrien. Tilføjelse af antimikrobielle peptider til fødevarer kan forlænge dets holdbarhed, reducere brugen af kemiske konserveringsmidler og øge fødevaresikkerheden. For eksempel kan inkorporering af antimikrobielle peptider i kødprodukter, mejeriprodukter og andre fødevarer effektivt hæmme væksten af bakterier og skimmelsvamp og derved opretholde madens friskhed.
(3) Landbrugsareal
1. Plantevækstregulering: Plante-afledte peptidhormoner såsom plantesulfoniske peptider (PSK'er) spiller en vigtig rolle i plantevækst, udvikling og immunitet. PSK'er kan fremme plantecelledeling og vækst, regulere planters reproduktionsprocesser og inducere somatisk celleembryogenese. I landbrugsproduktion kan eksogen anvendelse af PSK'er eller regulering af PSK-niveauer i planter øge afgrødeudbytte og kvalitet.
2. Skadedyrs- og sygdomsbekæmpelse: Antimikrobielle peptider kan bruges som biologiske pesticider til bekæmpelse af skadedyr og sygdom i afgrøder. Sammenlignet med kemiske pesticider giver antimikrobielle peptider fordele såsom miljøvenlighed og minimale rester. For eksempel kan visse insekt-afledte antimikrobielle peptider hæmme væksten af plantepatogener, hvilket giver effektiv kontrol af afgrødesygdomme. Derudover kan nogle peptider forstyrre væksten, udviklingen og reproduktionen af skadedyr og opnå skadedyrsbekæmpelsesmål.
(4) Kosmetik
1. Fugtgivende og reparerende: Peptider har fremragende fugtgivende egenskaber, øger hudens fugtindhold og bevarer hudens fugtighed. Nogle peptider kan også fremme reparation og regenerering af hudceller, hvilket forbedrer hudbarrierefunktionen. Kollagenpeptider kan genopbygge kollagen i huden, reducere dannelsen af rynker og gøre huden fastere og glattere.
2. Blegning og anti-aldring: Visse peptider kan hæmme melaninsyntesen og opnå en blegende effekt. Glutathion kan reducere melaninproduktionen ved at reducere melaninprecursoren dopaquinon. Peptider har også antioxidantegenskaber, der hjælper med at fjerne frie radikaler i kroppen, forsinke hudens aldring og opretholde et ungdommeligt udseende.
Nuværende status for peptidforskning
Aktuel forskningsstatus: I øjeblikket er der gjort betydelige fremskridt inden for peptidforskning. I grundforskningen bliver forståelsen af peptidstruktur, funktion og virkningsmekanismer fortsat uddybet. Gennem avancerede bioteknologier såsom genteknologi og proteinteknologi kan peptider syntetiseres og modificeres effektivt, hvilket åbner op for flere muligheder for deres anvendelse. Inden for anvendt forskning vokser brugen af peptider inden for områder som medicin, fødevarer og landbrug, med et stigende antal peptidbaserede produkter på markedet.
Konklusion
Som en vigtig klasse af biomolekyler har peptider unikke strukturer, forskellige klassifikationer og brede funktioner. På adskillige områder, såsom medicin, har peptider vist betydelig anvendelsesværdi.
Kilder
[1] Li Y, Di Q, Luo L, et al. Phytosulfokine peptider, deres receptorer og funktioner [J]. Frontiers in Plant Science, 2024,14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Peptider med forskellige funktioner fra skorpiongift: En stor mulighed for behandling af en bred vifte af sygdomme[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. ANALEPTISK ANVENDELSE AF PEPTIDER[J]. International Journal of Medical and Biomedical Studies, 2021,5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Sultana A, Luo H, Ramakrishna S. Antimikrobielle peptider og deres anvendelser i den biomedicinske sektor[J]. Antibiotics-Basel, 2021,10(9).DOI:10.3390/antibiotics10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q, et al. Anvendelser i ernæring: Peptider som smagsforstærkere[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]. Fremskridt inden for eksperimentel medicin og biologi, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
