Cocer Peptides 
Prieš 1 mėnesį
VISI ŠIOJE SVETAINĖJE PATEIKTI STRAIPSNIAI IR PRODUKTŲ INFORMACIJA SKIRTAS TIK INFORMACIJOS SKLEIDIMO IR ŠVIETIMO TIKSLAMS.
Šioje svetainėje pateikti produktai yra skirti tik in vitro tyrimams. In vitro tyrimai (lot. *in glass*, reiškiantys stikliniuose induose) atliekami už žmogaus kūno ribų. Šie produktai nėra vaistai, jų nepatvirtino JAV maisto ir vaistų administracija (FDA) ir jie neturi būti naudojami siekiant užkirsti kelią, gydyti ar išgydyti bet kokią sveikatos būklę, ligą ar negalavimą. Įstatymai griežtai draudžia bet kokia forma įnešti šiuos produktus į žmogaus ar gyvūno organizmą.
Apžvalga
Peptidai yra svarbi biomolekulių klasė, kuri atlieka svarbų vaidmenį gyvosios gamtos mokslų srityje. Nuo fiziologinio reguliavimo organizmuose iki praktinio pritaikymo įvairiose pramonės šakose – peptidai demonstruoja didelį potencialą ir įvairovę.
1 pav. Antimikrobinių peptidų veikimo mechanizmas.
Pagrindinės peptidų sąvokos
(1) Peptidų apibrėžimas
Peptidai yra junginiai, sudaryti iš aminorūgščių, susietų peptidiniais ryšiais. Peptidinė jungtis susidaro, kai vienos aminorūgšties karboksilo grupė dehidratuojasi ir kondensuojasi su kitos aminorūgšties amino grupe, taip susiejant kelias aminorūgštis, kad susidarytų peptidinė grandinė. Kai aminorūgščių skaičius mažas, tai vadinama oligopeptidu; kai aminorūgščių skaičius didelis, tai vadinama polipeptidu. Gyvuose organizmuose daugelis trumpų peptidų, turinčių specifines funkcijas, pavyzdžiui, tripeptidai ir tetrapeptidai, gali tiksliai atlikti specifines fiziologines užduotis.
(2) Peptidų struktūra
1. Pirminė struktūra: tai reiškia aminorūgščių seką peptidinėje grandinėje, kuri yra pagrindinė peptido struktūra ir lemia jo specifiškumą bei funkciją. Skirtingos aminorūgščių sekos suteikia peptidams skirtingas chemines savybes ir biologinį aktyvumą. Tam tikri antimikrobiniai peptidai turi specifines aminorūgščių sekas, kurios leidžia jiems specifiškai prisijungti prie bakterijų ląstelių membranų ir jas ardyti.
2. Antrinė struktūra: vietinė erdvinė struktūra, susidaranti dėl sąveikų, tokių kaip vandenilio ryšiai peptidinėje grandinėje, įskaitant įprastas struktūras, tokias kaip α spiralės ir β lakštai. Šios struktūros padeda toliau sulankstyti ir stabilizuoti peptidinę grandinę, vaidindamos lemiamą vaidmenį jos funkcinėje veikloje. Kai kuriuose baltymų segmentuose α-spiralių susidarymas padidina baltymo stabilumą ir funkcinį aktyvumą.
3. Tretinė struktūra: trimatė erdvinė struktūra, susidaranti toliau sulankstant ir vyniojant peptidinę grandinę, pagrįstą antrine struktūra. Tretinė struktūra lemia bendrą peptido formą ir funkcinių vietų ekspoziciją, kuri yra labai svarbi sąveikai su kitomis molekulėmis. Tretinė tam tikrų augimo faktoriaus peptidų struktūra lemia jų gebėjimą jungtis prie specifinių ląstelės paviršiaus receptorių, taip inicijuojant ląstelių augimo ir diferenciacijos signalus.
2 pav. Darbinis PSK biosintezės, signalizacijos ir funkcijų modelis. PSK pirmtakai (pPSK) patiria tirozino sulfaciją (pažymėtą raudona S), katalizuojama TPST cis-Golgi, po kurio vyksta proteolitinis skilimas apoplaste.
Peptidų klasifikacija
(1) Klasifikacija pagal šaltinį
1. Gyvūninės kilmės peptidai: gaunami iš gyvūnų audinių ir kūno skysčių, pvz., iš pieno išgauti kazeino peptidai, kurie pasižymi įvairiu fiziologiniu aktyvumu, įskaitant kalcio pasisavinimą ir imuniteto reguliavimą. Gyvūninės kilmės peptidų pranašumas yra geras jų suderinamumas su žmogaus organizmu, todėl žmogaus organizmas juos lengvai pasisavina ir panaudoja.
2. Augalinės kilmės peptidai: ekstrahuojami iš augalų, pavyzdžiui, sojos peptidai ir kviečių peptidai. Augalinės kilmės peptidai turi plačiai paplitusių žaliavų šaltinių ir mažesnių sąnaudų privalumus, taip pat pasižymi įvairiu biologiniu aktyvumu, pavyzdžiui, antioksidaciniu ir kraujospūdį mažinančiu poveikiu. Daugybė tyrimų parodė, kad sojos peptidai gali sumažinti cholesterolio kiekį ir turėti naudos širdies ir kraujagyslių sveikatai.
3. Mikrobų kilmės peptidai: gaminami mikrobinės fermentacijos būdu, pvz., tam tikrų bakterijų gaminami antimikrobiniai peptidai. Iš mikrobų gauti peptidai pasižymi unikaliais antimikrobiniais mechanizmais ir turi gerą slopinamąjį poveikį vaistams atsparioms bakterijoms, todėl turi potencialią vertę farmacijos srityje.
(2) Klasifikavimas pagal funkcijas
1. Bioaktyvūs peptidai: šie peptidai atlieka daugybę fiziologinių reguliavimo funkcijų, tokių kaip kraujospūdžio, cukraus kiekio kraujyje ir imuniteto reguliavimas. Angiotenziną konvertuojančio fermento inhibitoriai (AKF peptidai) gali slopinti angiotenziną konvertuojančio fermento aktyvumą ir taip sumažinti kraujospūdį bei turėti reikšmingą terapinį poveikį pacientams, sergantiems hipertenzija.
2. Antimikrobiniai peptidai: šie peptidai gali slopinti arba sunaikinti mikroorganizmus, tokius kaip bakterijos, grybeliai ir virusai. Jie egzistuoja gamtoje ir turi unikalius veikimo mechanizmus, pvz., suardo mikroorganizmų ląstelių membranų struktūrą, kad padarytų antimikrobinį poveikį. Biomedicinos srityje antimikrobiniai peptidai laikomi potencialiais vaistais atsparumo antibiotikams problemoms spręsti.
Peptidų funkcijos
(1) Fiziologinių funkcijų reguliavimas
1. Hormonų reguliavimas: Daugelis peptidinių hormonų atlieka svarbius reguliavimo vaidmenis organizme. Insulinas yra kasos beta ląstelių išskiriamas peptidinis hormonas, reguliuojantis gliukozės kiekį kraujyje, skatinantis gliukozės įsisavinimą ir panaudojimą ląstelėse bei palaikontis stabilų gliukozės kiekį kraujyje. Jei insulino sekrecija yra nepakankama arba jo funkcija nenormali, tai gali sukelti padidėjusį gliukozės kiekį kraujyje ir sukelti diabetą.
2. Neuroninis reguliavimas: Neuropeptidai vaidina informacijos perdavimo ir reguliavimo vaidmenį nervų sistemoje. Endorfinai turi analgetinį poveikį, panašų į morfino, jungiasi prie opioidinių receptorių neuronų paviršiuje, kad sumažintų skausmo signalų perdavimą. Neuropeptidai taip pat dalyvauja reguliuojant fiziologinius procesus, tokius kaip nuotaika, miegas ir apetitas.
(2) Dalyvavimas imuninės sistemos reguliavime
1. Imuninių ląstelių aktyvumo didinimas: kai kurie peptidai gali stimuliuoti imuninių ląstelių dauginimąsi ir diferenciaciją, sustiprindami jų aktyvumą. Pavyzdžiui, timozinas skatina T limfocitų brendimą ir diferenciaciją, stiprina organizmo ląstelinę imuninę funkciją, dažniausiai naudojamas gydant pacientus, kurių imuninė funkcija sutrikusi.
2. Imuninių faktorių sekrecijos reguliavimas: Peptidai gali reguliuoti įvairių imuninių faktorių išskyrimą imuninėmis ląstelėmis, palaikydami imuninę pusiausvyrą. Tam tikri antimikrobiniai peptidai gali reguliuoti uždegiminių citokinų sekreciją, stiprindami organizmo uždegiminį atsaką, kad apsisaugotų nuo patogenų invazijos, ir slopindami pernelyg stiprų uždegiminį atsaką vėlesnėse uždegimo stadijose, kad sumažintų audinių pažeidimus.
(3) medžiagų apykaitos skatinimas
1. Baltymų apykaita: peptidai dalyvauja baltymų sintezėje ir skaidyme. Baltymų sintezės metu aminorūgštys sujungiamos peptidiniais ryšiais, sudarydamos peptidines grandines, kurios vėliau surenkamos į specifines funkcijas atliekančius baltymus. Proteazės organizme gali hidrolizuoti baltymus į peptidinius segmentus, kurie toliau skaidomi į aminorūgštis, aprūpindamos organizmą mityba ir energija.
2. Riebalų metabolizmas: tam tikri peptidai gali reguliuoti fermentų, dalyvaujančių riebalų apykaitoje, aktyvumą, įtakojančius riebalų sintezę ir skaidymą. Kai kurie peptidai gali skatinti riebalų rūgščių oksidaciją, sumažinti riebalų kaupimąsi organizme ir gali būti naudojami nutukimo prevencijai ir gydymui.
Peptidų taikymas
(1) Farmacijos sritis
1. Vaistų kūrimas:
Antimikrobiniai vaistai: atsižvelgiant į didėjančią atsparumo antibiotikams problemą, antimikrobiniai peptidai tapo pagrindiniu tašku kuriant naujus antimikrobinius vaistus. Antimikrobiniai peptidai pasižymi puikiu slopinamuoju poveikiu įvairioms vaistams atsparioms bakterijoms ir turi unikalius veikimo mechanizmus, dėl kurių mažiau tikėtina, kad išsivystys atsparumas. Antimikrobiniai peptidai, gauti iš varlės odos, parodė daug žadančių rezultatų gydant odos infekcijas ir kitas sąlygas.
Kiti vaistai: Peptidų pagrindu pagaminti vaistai taip pat naudojami įvairioms ligoms, tokioms kaip širdies ir kraujagyslių ligos ir diabetas, gydyti. Gliukagono tipo peptido-1 (GLP-1) analogai, skirti diabetui gydyti, gali imituoti fiziologinį GLP-1 poveikį, skatinti insulino sekreciją, sumažinti gliukozės kiekį kraujyje ir turėti mažos hipoglikemijos rizikos pranašumą.
2. Vaistų nešikliai: peptidai gali tarnauti kaip vaistų nešikliai, siekiant pagerinti vaistų taikymą ir biologinį prieinamumą. Susiejant vaistus su peptidais, turinčiais tikslinių savybių, vaistai gali būti tiksliai tiekiami į ligos vietą, sumažinant normalių audinių pažeidimą. Peptidų nešikliai taip pat gali pagerinti vaisto tirpumą ir stabilumą, padidindami terapinį veiksmingumą.
(2) Maisto pramonė
1. Mitybos stiprinimas: Peptidai pasižymi puikiomis maistinėmis savybėmis, lengvai virškinami ir pasisavinami, todėl tinkami kaip maistinės medžiagos maisto produktuose. Pavyzdžiui, kazeino peptidų pridėjimas prie mišinio kūdikiams gali padidinti mišinio maistinę vertę ir paskatinti kūdikio augimą bei vystymąsi. Ypatingoms populiacijoms, tokioms kaip pagyvenę žmonės ir pacientai po chirurginės reabilitacijos, maistas, kuriame gausu peptidų, gali suteikti lengvai įsisavinamų aukštos kokybės baltymų, kad patenkintų jų mitybos poreikius.
2. Skonio stiprinimas: kai kurie peptidai turi unikalų skonį ir gali būti naudojami maisto tekstūrai ir skoniui pagerinti. Tam tikri umami turtingi peptidai gali sustiprinti maisto umami skonį ir taip pagerinti jo kokybę. Be to, peptidai gali būti skonio stiprikliai, sinergizuojantys su kitais skonio junginiais, kad pagerintų bendrą maisto skonio profilį.
3. Konservavimas ir antimikrobinės savybės: Antimikrobiniai peptidai turi savybę slopinti mikrobų augimą ir gali būti naudojami kaip natūralūs konservantai maisto pramonėje. Antimikrobinių peptidų pridėjimas prie maisto gali pailginti jo galiojimo laiką, sumažinti cheminių konservantų naudojimą ir padidinti maisto saugą. Pavyzdžiui, antimikrobinių peptidų įtraukimas į mėsos produktus, pieno produktus ir kitus maisto produktus gali veiksmingai slopinti bakterijų ir pelėsių augimą ir taip išlaikyti maisto šviežumą.
(3) Žemės ūkio laukas
1. Augalų augimo reguliavimas: Augalinės kilmės peptidiniai hormonai, tokie kaip augalų sulfoniniai peptidai (PSK), vaidina svarbų vaidmenį augalų augimui, vystymuisi ir imunitetui. PSK gali skatinti augalų ląstelių dalijimąsi ir augimą, reguliuoti augalų dauginimosi procesus ir sukelti somatinių ląstelių embriogenezę. Žemės ūkio gamyboje išorinis PSK naudojimas arba PSK lygio reguliavimas augaluose gali pagerinti pasėlių derlių ir kokybę.
2. Kenkėjų ir ligų kontrolė: Antimikrobiniai peptidai gali būti naudojami kaip biologiniai pesticidai kenkėjų ir ligų kontrolei pasėliuose. Palyginti su cheminiais pesticidais, antimikrobiniai peptidai turi pranašumų, tokių kaip ekologiškumas ir minimalus likučių kiekis. Pavyzdžiui, tam tikri iš vabzdžių gauti antimikrobiniai peptidai gali slopinti augalų patogenų augimą ir užtikrinti veiksmingą pasėlių ligų kontrolę. Be to, kai kurie peptidai gali sutrikdyti kenkėjų augimą, vystymąsi ir dauginimąsi, kad būtų pasiekti kenkėjų kontrolės tikslai.
(4) Kosmetika
1. Drėkinimas ir taisymas: Peptidai pasižymi puikiomis drėkinimo savybėmis, padidina odos drėgmės kiekį ir palaiko odos hidrataciją. Kai kurie peptidai taip pat gali skatinti odos ląstelių atstatymą ir regeneraciją, sustiprindami odos barjerinę funkciją. Kolageno peptidai gali papildyti odoje esantį kolageną, sumažindami raukšlių susidarymą ir padarydami odą stangresnę ir lygesnę.
2. Balinimas ir senėjimas: tam tikri peptidai gali slopinti melanino sintezę ir pasiekti balinimo efektą. Glutationas gali sumažinti melanino gamybą, sumažindamas melanino pirmtaką dopachinoną. Peptidai taip pat turi antioksidacinių savybių, padeda pašalinti iš organizmo laisvuosius radikalus, lėtina odos senėjimą ir palaiko jaunatvišką išvaizdą.
Dabartinė peptidų tyrimų būklė
Dabartinė tyrimų būklė: Šiuo metu peptidų tyrimuose padaryta didelė pažanga. Atliekant pagrindinius tyrimus, peptidų struktūros, funkcijos ir veikimo mechanizmų supratimas ir toliau gilėja. Taikant pažangias biotechnologijas, tokias kaip genų inžinerija ir baltymų inžinerija, peptidai gali būti efektyviai sintetinami ir modifikuojami, atveriant daugiau galimybių juos pritaikyti. Taikomuosiuose tyrimuose peptidų naudojimas tokiose srityse kaip medicina, maistas ir žemės ūkis plečiasi, į rinką patenka vis daugiau produktų, kurių pagrindą sudaro peptidai.
Išvada
Peptidai, kaip svarbi biomolekulių klasė, turi unikalias struktūras, įvairias klasifikacijas ir plačias funkcijas. Daugelyje sričių, tokių kaip medicina, peptidai įrodė didelę taikymo vertę.
Šaltiniai
[1] Li Y, Di Q, Luo L ir kt. Fitosulfokino peptidai, jų receptoriai ir funkcijos [J]. Augalų mokslo ribos, 2024,14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Skorpiono nuodų peptidai, turintys įvairias funkcijas: puiki galimybė gydyti įvairias ligas [J]. Iran Biomed J, 2023, 27 (2 ir 3): 84-99.DOI: 10.61186/ibj.3863.
[3] Singh T, Choudhary P, Singh S. Antimikrobiniai peptidai: veikimo mechanizmas [M]//Enany S, Masso-Silva J, Savitskaya A. Įžvalgos apie antimikrobinius peptidus. Rijeka: IntechOpen, 2022.DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Kwatra B, Zafar J, Choudhary M ir kt. ANALEPTINIS PEPTIDŲ TAIKYMAS[J]. Tarptautinis medicinos ir biomedicinos studijų žurnalas, 2021,5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Sultana A, Luo H, Ramakrishna S. Antimikrobiniai peptidai ir jų taikymas biomedicinos sektoriuje[J]. Antibiotics-Basel, 2021, 10(9).DOI: 10.3390/antibiotics10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q ir kt. Taikymas mityboje: peptidai kaip skonio stiprikliai[M]//2021:569-580.DOI: 10.1016/B978-0-12-821389-6.00014-5.
[7] van der Does AM, Hiemstra PS, Mookherjee N. Antimikrobiniai šeimininkų gynybos peptidai: imunomoduliacinės funkcijos ir transliacijos perspektyvos [J]. Eksperimentinės medicinos ir biologijos pažanga, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
