Autor: Cocer Peptides 
1 kuu tagasi
KÕIK SELLEL VEEBISAIDIL ESITATUD ARTIKLID JA TOOTETEAVE ON AINULT TEABE LEVITAMISEKS JA HARIDUSEL.
Sellel veebisaidil pakutavad tooted on mõeldud eranditult in vitro uuringuteks. In vitro uuringud (ladina keeles *klaasis*, mis tähendab klaasnõudes) tehakse väljaspool inimkeha. Need tooted ei ole farmaatsiatooted, neid ei ole heaks kiitnud USA Toidu- ja Ravimiamet (FDA) ning neid ei tohi kasutada mis tahes haigusseisundi, haiguse või vaevuse ennetamiseks, raviks ega ravimiseks. Seadusega on rangelt keelatud viia neid tooteid inim- või loomakehasse mis tahes kujul.
Ülevaade
Peptiidid on oluline biomolekulide klass, mis mängib olulist rolli bioteaduste valdkonnas. Alates organismide füsioloogilisest regulatsioonist kuni praktiliste rakendusteni erinevates tööstusharudes on peptiididel suur potentsiaal ja mitmekesisus.
Joonis 1. Antimikroobsete peptiidide toimemehhanism.
Peptiidide põhimõisted
(1) Peptiidide määratlus
Peptiidid on ühendid, mis moodustuvad peptiidsidemetega seotud aminohapetest. Peptiidside tekib siis, kui ühe aminohappe karboksüülrühm dehüdreerub ja kondenseerub teise aminohappe aminorühmaga, sidudes seeläbi mitu aminohapet, moodustades peptiidahela. Kui aminohapete arv on väike, nimetatakse seda oligopeptiidiks; kui aminohapete arv on suur, nimetatakse seda polüpeptiidiks. Elusorganismides suudavad paljud spetsiifiliste funktsioonidega lühikesed peptiidid, nagu tripeptiidid ja tetrapeptiidid, täpselt täita spetsiifilisi füsioloogilisi ülesandeid.
(2) Peptiidide struktuur
1. Primaarne struktuur: see viitab peptiidahela aminohapete järjestusele, mis on peptiidi põhistruktuur ja määrab selle spetsiifilisuse ja funktsiooni. Erinevad aminohappejärjestused annavad peptiididele erinevad keemilised omadused ja bioloogilised aktiivsused. Teatud antimikroobsetel peptiididel on spetsiifilised aminohappejärjestused, mis võimaldavad neil spetsiifiliselt seonduda bakterirakumembraanidega ja neid lõhkuda.
2. Sekundaarne struktuur: lokaalne ruumistruktuur, mis on moodustunud vastastikmõjudest, nagu vesiniksidemed peptiidahelas, sealhulgas tavalised struktuurid, nagu α-heeliksid ja β-lehed. Need struktuurid aitavad peptiidahela edasisel voltimisel ja stabiliseerimisel, mängides selle funktsionaalses aktiivsuses otsustavat rolli. Mõnes valgu segmendis suurendab α-heeliksite moodustumine valgu stabiilsust ja funktsionaalset aktiivsust.
3. Tertsiaarstruktuur: sekundaarstruktuuri alusel peptiidahela edasise voltimise ja kerimise teel moodustunud kolmemõõtmeline ruumistruktuur. Tertsiaarne struktuur määrab peptiidi üldise kuju ja funktsionaalsete kohtade eksponeerimise, mis on teiste molekulidega interaktsioonide jaoks ülioluline. Teatud kasvufaktori peptiidide tertsiaarne struktuur määrab nende võime seostuda spetsiifiliste rakupinna retseptoritega, käivitades seeläbi rakkude kasvu ja diferentseerumise signaale.
Joonis 2 PSK biosünteesi, signaalimise ja funktsioonide töömudel. PSK prekursorid (pPSK-d) läbivad türosiinsulfatsiooni (tähistatud punase S-ga), mida katalüüsib TPST cis-Golgis, millele järgneb proteolüütiline lõhustamine apoplastis.
Peptiidide klassifikatsioon
(1) Liigitus allika järgi
1. Loomsed peptiidid: saadud loomsetest kudedest ja kehavedelikest, näiteks piimast ekstraheeritud kaseiinpeptiidid, millel on mitmesugused füsioloogilised toimed, sealhulgas kaltsiumi imendumise soodustamine ja immuunsuse reguleerimine. Loomsete peptiidide eelis seisneb nende heas ühilduvuses inimkehaga, mistõttu on need inimkehas kergesti omastatavad ja kasutatavad.
2. Taimse päritoluga peptiidid: ekstraheeritakse taimedest, nagu sojapeptiidid ja nisupeptiidid. Taimse päritoluga peptiidide eeliseks on laialt levinud tooraineallikad ja madalamad kulud, kuid neil on ka mitmesugused bioloogilised toimed, nagu antioksüdant ja vererõhku alandav toime. Arvukad uuringud on näidanud, et sojapeptiidid võivad alandada kolesteroolitaset ja soodustada südame-veresoonkonna tervist.
3. Mikroobse päritoluga peptiidid: toodetud mikroobse fermentatsiooni teel, näiteks teatud bakterite poolt toodetud antimikroobsed peptiidid. Mikroobse päritoluga peptiididel on ainulaadsed antimikroobsed mehhanismid ja neil on hea inhibeeriv toime ravimiresistentsetele bakteritele, mis omavad potentsiaalset väärtust farmaatsiavaldkonnas.
(2) Funktsioonide klassifikatsioon
1. Bioaktiivsed peptiidid: neil peptiididel on mitmeid füsioloogilisi reguleerivaid funktsioone, nagu vererõhu, veresuhkru ja immuunsuse reguleerimine. Angiotensiini konverteeriva ensüümi inhibiitorid (ACEI peptiidid) võivad pärssida angiotensiini konverteeriva ensüümi aktiivsust, alandades seeläbi vererõhku ja neil on oluline terapeutiline mõju hüpertensiooniga patsientidele.
2. Antimikroobsed peptiidid: need peptiidid võivad pärssida või tappa mikroorganisme, nagu bakterid, seened ja viirused. Need eksisteerivad looduses ja neil on ainulaadsed toimemehhanismid, näiteks mikroorganismide rakumembraani struktuuri rikkumine, et avaldada antimikroobset toimet. Biomeditsiini valdkonnas peetakse antimikroobseid peptiide potentsiaalseteks ravimiteks antibiootikumiresistentsuse probleemide lahendamisel.
Peptiidide funktsioonid
(1) Füsioloogiliste funktsioonide reguleerimine
1. Hormonaalne regulatsioon: Paljud peptiidhormoonid mängivad organismis olulist reguleerivat rolli. Insuliin on pankrease beetarakkude poolt eritatav peptiidhormoon, mis reguleerib veresuhkru taset, soodustab rakkude omastamist ja glükoosi kasutamist ning hoiab stabiilsena vere glükoosisisaldust. Kui insuliini sekretsioon on ebapiisav või selle funktsioon on ebanormaalne, võib see põhjustada vere glükoosisisalduse tõusu ja põhjustada diabeeti.
2. Neuraalne regulatsioon: neuropeptiidid mängivad rolli teabe edastamisel ja reguleerimisel närvisüsteemis. Endorfiinidel on morfiiniga sarnane valuvaigistav toime, mis seondub neuronite pinnal olevate opioidiretseptoritega, et leevendada valusignaalide ülekannet. Neuropeptiidid osalevad ka füsioloogiliste protsesside, nagu meeleolu, une ja söögiisu, reguleerimises.
(2) Immuunregulatsioonis osalemine
1. Immuunrakkude aktiivsuse suurendamine: Mõned peptiidid võivad stimuleerida immuunrakkude proliferatsiooni ja diferentseerumist, suurendades nende aktiivsust. Näiteks soodustab tümosiin T-lümfotsüütide küpsemist ja diferentseerumist, tugevdades organismi rakulist immuunfunktsiooni ning seda kasutatakse tavaliselt immuunpuudulikkusega patsientide ravis.
2. Immuunfaktorite sekretsiooni reguleerimine: Peptiidid võivad reguleerida erinevate immuunfaktorite sekretsiooni immuunrakkude poolt, säilitades immuunsüsteemi tasakaalu. Teatud antimikroobsed peptiidid võivad reguleerida põletikuliste tsütokiinide sekretsiooni, tugevdades nii organismi põletikulist vastust, et kaitsta patogeenide sissetungi eest, kui ka pärssides liigseid põletikulisi reaktsioone põletiku hilisemates staadiumides, et vähendada koekahjustusi.
(3) Materjali ainevahetuse soodustamine
1. Valkude metabolism: Peptiidid osalevad valkude sünteesis ja lagunemises. Valgusünteesi käigus ühendatakse aminohapped peptiidsidemetega, moodustades peptiidahelaid, mis seejärel koondatakse spetsiifiliste funktsioonidega valkudeks. Proteaasid kehas suudavad hüdrolüüsida valke peptiidseteks segmentideks, mis lagundatakse edasi aminohapeteks, pakkudes organismile toitumist ja energiat.
2. Rasvade ainevahetus: teatud peptiidid võivad reguleerida rasvade ainevahetuses osalevate ensüümide aktiivsust, mõjutades rasvade sünteesi ja lagunemist. Mõned peptiidid võivad soodustada rasvhapete oksüdatsiooni, vähendades rasvade kogunemist kehas ja neil võib olla potentsiaalseid rakendusi rasvumise ennetamisel ja ravimisel.
Peptiidide rakendused
(1) Farmaatsiavaldkond
1. Ravimiarendus:
Antimikroobsed ravimid: Arvestades kasvavat antibiootikumiresistentsuse probleemi, on antimikroobsetest peptiididest saanud uute antimikroobsete ravimite väljatöötamise leviala. Antimikroobsetel peptiididel on suurepärane inhibeeriv toime erinevate ravimresistentsete bakterite vastu ja neil on ainulaadsed toimemehhanismid, mille puhul on resistentsuse tekke tõenäosus väiksem. Konna nahast saadud antimikroobsed peptiidid on näidanud paljutõotavaid tulemusi nahainfektsioonide ja muude seisundite ravis.
Muud ravimid: Peptiidipõhiseid ravimeid kasutatakse ka mitmesuguste haiguste, näiteks südame-veresoonkonna haiguste ja diabeedi raviks. Glükagoonitaolised peptiid-1 (GLP-1) analoogid diabeedi raviks võivad jäljendada GLP-1 füsioloogilisi toimeid, soodustada insuliini sekretsiooni, alandada vere glükoosisisaldust ja nende eeliseks on madal hüpoglükeemia risk.
2. Ravimikandjad: peptiidid võivad toimida ravimikandjatena, et parandada ravimi sihtimist ja biosaadavust. Sidudes ravimid sihtimisomadustega peptiididega, saab ravimeid täpselt haiguskohta toimetada, minimeerides normaalsete kudede kahjustusi. Peptiidikandjad võivad samuti parandada ravimi lahustuvust ja stabiilsust, suurendades terapeutilist efektiivsust.
(2) Toiduainetööstus
1. Toitumisalane rikastamine: Peptiididel on suurepärased toiteomadused ning need on kergesti seeditavad ja imenduvad, mistõttu sobivad need toidus toitainete tugevdajatena. Näiteks kaseiini peptiidide lisamine imiku piimasegule võib suurendada piimasegu toiteväärtust ning soodustada imiku kasvu ja arengut. Spetsiaalsetele elanikkonnarühmadele, nagu eakad ja operatsioonijärgsed taastusravi patsiendid, võivad peptiidirikkad toidud pakkuda nende toitumisvajaduste rahuldamiseks kergesti imenduvat kvaliteetset valku.
2. Maitse tugevdamine: mõnedel peptiididel on unikaalsed maitsed ja neid saab kasutada toidu tekstuuri ja maitse parandamiseks. Teatud umamirikkad peptiidid võivad parandada toidu umami maitset, parandades seeläbi selle kvaliteeti. Lisaks võivad peptiidid toimida maitsetugevdajatena, sünergiseerides teiste maitseühenditega, et tõsta toidu üldist maitseprofiili.
3. Säilitamine ja antimikroobsed omadused: Antimikroobsetel peptiididel on võime pärssida mikroobide kasvu ja neid saab kasutada looduslike säilitusainetena toiduainetööstuses. Antimikroobsete peptiidide lisamine toidule võib pikendada selle säilivusaega, vähendada keemiliste säilitusainete kasutamist ja suurendada toiduohutust. Näiteks antimikroobsete peptiidide lisamine lihatoodetesse, piimatoodetesse ja muudesse toitudesse võib tõhusalt pärssida bakterite ja hallituse kasvu, säilitades seeläbi toidu värskuse.
(3) Põllumajandusvaldkond
1. Taimede kasvu reguleerimine: Taimsed peptiidhormoonid, nagu taimsed sulfoonpeptiidid (PSK) mängivad olulist rolli taimede kasvus, arengus ja immuunsuses. PSK-d võivad soodustada taimerakkude jagunemist ja kasvu, reguleerida taimede paljunemisprotsesse ja indutseerida somaatiliste rakkude embrüogeneesi. Põllumajandustootmises võib PSK-de eksogeenne kasutamine või PSK taseme reguleerimine taimedes suurendada saagikust ja kvaliteeti.
2. Kahjurite ja haiguste tõrje: Antimikroobseid peptiide saab kasutada bioloogiliste pestitsiididena põllukultuuride kahjurite ja haiguste tõrjeks. Võrreldes keemiliste pestitsiididega pakuvad antimikroobsed peptiidid eeliseid, nagu keskkonnasõbralikkus ja minimaalne jääkainete hulk. Näiteks võivad teatud putukatest pärinevad antimikroobsed peptiidid pärssida taimepatogeenide kasvu, pakkudes tõhusat kontrolli põllukultuuride haiguste vastu. Lisaks võivad mõned peptiidid häirida kahjurite kasvu, arengut ja paljunemist, saavutades kahjuritõrje eesmärgid.
(4) Kosmeetika
1. Niisutamine ja parandamine: Peptiididel on suurepärased niisutavad omadused, suurendades naha niiskusesisaldust ja säilitades naha niiskust. Mõned peptiidid võivad samuti soodustada naharakkude paranemist ja taastumist, suurendades naha barjääri funktsiooni. Kollageeni peptiidid võivad täita naha kollageeni, vähendades kortsude teket ning muutes naha pringimaks ja siledamaks.
2. Valgendamine ja vananemisvastane toime: teatud peptiidid võivad pärssida melaniini sünteesi, saavutades valgendava efekti. Glutatioon võib vähendada melaniini tootmist, vähendades melaniini prekursori dopakinooni. Peptiididel on ka antioksüdantsed omadused, mis aitavad eemaldada kehast vabu radikaale, aeglustada naha vananemist ja säilitada nooruslikku välimust.
Peptiidiuuringute praegune seis
Praegune uurimisstaatus: praegu on peptiidiuuringutes tehtud olulisi edusamme. Alusuuringutes süveneb arusaamine peptiidi struktuurist, funktsioonist ja toimemehhanismidest. Täiustatud biotehnoloogiate, nagu geenitehnoloogia ja valgutehnoloogia abil saab peptiide tõhusalt sünteesida ja modifitseerida, mis avab rohkem võimalusi nende kasutamiseks. Rakendusuuringutes laieneb peptiidide kasutamine sellistes valdkondades nagu meditsiin, toit ja põllumajandus ning turule tuleb üha rohkem peptiidipõhiseid tooteid.
Järeldus
Olulise biomolekulide klassina on peptiididel ainulaadsed struktuurid, mitmekesised klassifikatsioonid ja laiad funktsioonid. Paljudes valdkondades, nagu meditsiin, on peptiididel olnud märkimisväärne kasutusväärtus.
Allikad
[1] Li Y, Di Q, Luo L jt. Fütosulfokiini peptiidid, nende retseptorid ja funktsioonid [J]. Taimeteaduse piirid, 2024,14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Erinevate funktsioonidega peptiidid skorpioni mürgist: suurepärane võimalus mitmesuguste haiguste raviks[J]. Iran Biomed J, 2023, 27 (2 ja 3): 84-99.DOI: 10.61186/ibj.3863.
[3] Singh T, Choudhary P, Singh S. Antimikroobsed peptiidid: toimemehhanism [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 jt. PEPTIIDIDE ANALEPTILISED RAKENDUSED[J]. International Journal of Medical and Biomedical Studies, 2021,5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Sultana A, Luo H, Ramakrishna S. Antimikroobsed peptiidid ja nende rakendused biomeditsiinisektoris[J]. Antibiotics-Basel, 2021, 10(9).DOI:10.3390/antibiotics10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q jt. Kasutusalad toitumises: peptiidid maitsetugevdajatena[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 Defence Peptides: Immunomodulatory Functions and Translational Prospects [J]. Eksperimentaalmeditsiini ja bioloogia edusammud, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
