Door Cocer Peptides 
1 maand geleden
ALLE ARTIKELEN EN PRODUCTINFORMATIE DIE OP DEZE WEBSITE WORDEN VERSTREKT, ZIJN UITSLUITEND VOOR DE VERSPREIDING VAN INFORMATIE EN EDUCATIEVE DOELEINDEN.
De op deze website aangeboden producten zijn uitsluitend bedoeld voor in vitro onderzoek. In vitro onderzoek (Latijn: *in glas*, wat in glaswerk betekent) vindt plaats buiten het menselijk lichaam. Deze producten zijn geen farmaceutische producten, zijn niet goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) en mogen niet worden gebruikt om een medische aandoening, ziekte of kwaal te voorkomen, behandelen of genezen. Het is bij wet ten strengste verboden om deze producten in welke vorm dan ook in het menselijk of dierlijk lichaam te introduceren.
Overzicht
Peptiden zijn een belangrijke klasse biomoleculen die een belangrijke rol spelen op het gebied van de levenswetenschappen. Van fysiologische regulatie binnen organismen tot praktische toepassingen in verschillende industrieën: peptiden vertonen een groot potentieel en diversiteit.
Figuur 1. Werkingsmechanisme van antimicrobiële peptiden.
Basisconcepten van peptiden
(1) Definitie van peptiden
Peptiden zijn verbindingen die worden gevormd door aminozuren die zijn verbonden via peptidebindingen. Een peptidebinding wordt gevormd wanneer de carboxylgroep van één aminozuur uitdroogt en condenseert met de aminogroep van een ander aminozuur, waardoor meerdere aminozuren aan elkaar worden gekoppeld om een peptideketen te vormen. Wanneer het aantal aminozuren klein is, wordt het een oligopeptide genoemd; als het aantal aminozuren groot is, wordt het een polypeptide genoemd. In levende organismen kunnen veel korte peptiden met specifieke functies, zoals tripeptiden en tetrapeptiden, nauwkeurig specifieke fysiologische taken uitvoeren.
(2) Structuur van peptiden
1. Primaire structuur: Dit verwijst naar de volgorde van aminozuren in een peptideketen, die de basisstructuur van een peptide is en de specificiteit en functie ervan bepaalt. Verschillende aminozuursequenties verlenen verschillende chemische eigenschappen en biologische activiteiten aan peptiden. Bepaalde antimicrobiële peptiden hebben specifieke aminozuursequenties waardoor ze specifiek kunnen binden aan bacteriële celmembranen en deze kunnen verstoren.
2. Secundaire structuur: De lokale ruimtelijke structuur die wordt gevormd door interacties zoals waterstofbruggen binnen de peptideketen, inclusief algemene structuren zoals α-helices en β-sheets. Deze structuren helpen bij de verdere vouwing en stabilisatie van de peptideketen en spelen een cruciale rol in de functionele activiteit ervan. In sommige eiwitsegmenten verbetert de vorming van α-helices de stabiliteit en functionele activiteit van het eiwit.
3. Tertiaire structuur: De driedimensionale ruimtelijke structuur die wordt gevormd door het verder vouwen en oprollen van de peptideketen op basis van de secundaire structuur. De tertiaire structuur bepaalt de algehele vorm van het peptide en de blootstelling van functionele plaatsen, wat cruciaal is voor interacties met andere moleculen. De tertiaire structuur van bepaalde groeifactorpeptiden bepaalt hun vermogen om te binden aan specifieke celoppervlakreceptoren, waardoor signalen van celgroei en differentiatie worden geïnitieerd.
Figuur 2 Een werkmodel van PSK-biosynthese, signalering en functies. PSK-voorlopers (pPSK's) ondergaan tyrosinesulfatie (aangegeven door rode S), gekatalyseerd door een TPST in de cis-Golgi, gevolgd door proteolytische splitsing in de apoplast.
Classificatie van peptiden
(1) Classificatie per bron
1. Van dieren afkomstige peptiden: afkomstig van dierlijke weefsels en lichaamsvloeistoffen, zoals caseïnepeptiden gewonnen uit melk, die verschillende fysiologische activiteiten bezitten, waaronder het bevorderen van de calciumabsorptie en het reguleren van de immuniteit. Het voordeel van van dieren afkomstige peptiden ligt in hun goede compatibiliteit met het menselijk lichaam, waardoor ze gemakkelijk door het menselijk lichaam worden opgenomen en gebruikt.
2. Plantaardige peptiden: Geëxtraheerd uit planten, zoals sojapeptiden en tarwepeptiden. Van planten afkomstige peptiden hebben de voordelen van wijdverspreide grondstoffenbronnen en lagere kosten, terwijl ze ook verschillende biologische activiteiten bezitten, zoals antioxiderende en bloeddrukverlagende effecten. Talrijke onderzoeken hebben aangetoond dat sojapeptiden het cholesterolgehalte kunnen verlagen en de cardiovasculaire gezondheid ten goede kunnen komen.
3. Van microbiële oorsprong afkomstige peptiden: Geproduceerd door microbiële fermentatie, zoals antimicrobiële peptiden die door bepaalde bacteriën worden geproduceerd. Van microbiële oorsprong afkomstige peptiden hebben unieke antimicrobiële mechanismen en vertonen goede remmende effecten op geneesmiddelresistente bacteriën, wat potentiële waarde heeft op farmaceutisch gebied.
(2) Classificatie per functie
1. Bioactieve peptiden: deze peptiden bezitten meerdere fysiologische regulerende functies, zoals het reguleren van de bloeddruk, de bloedsuikerspiegel en de immuniteit. Angiotensine-converting-enzymremmers (ACEI-peptiden) kunnen de activiteit van het angiotensine-converting-enzym remmen, waardoor de bloeddruk wordt verlaagd, en hebben aanzienlijke therapeutische implicaties voor patiënten met hypertensie.
2. Antimicrobiële peptiden: deze peptiden kunnen micro-organismen zoals bacteriën, schimmels en virussen remmen of doden. Ze bestaan in de natuur en hebben unieke werkingsmechanismen, zoals het verstoren van de celmembraanstructuur van micro-organismen om antimicrobiële effecten uit te oefenen. Op het gebied van de biogeneeskunde worden antimicrobiële peptiden beschouwd als potentiële geneesmiddelen voor het aanpakken van problemen met antibioticaresistentie.
Functies van peptiden
(1) Regulatie van fysiologische functies
1. Hormonale regulatie: Veel peptidehormonen spelen een belangrijke regulerende rol in het lichaam. Insuline is een peptidehormoon dat wordt uitgescheiden door bètacellen van de pancreas en dat de bloedsuikerspiegel reguleert, de cellulaire opname en het gebruik van glucose bevordert en stabiele bloedsuikerspiegels handhaaft. Als de insulinesecretie onvoldoende is of de werking ervan abnormaal is, kan dit leiden tot verhoogde bloedsuikerspiegels en diabetes veroorzaken.
2. Neurale regulatie: Neuropeptiden spelen een rol bij de informatieoverdracht en regulering binnen het zenuwstelsel. Endorfines hebben een analgetisch effect dat vergelijkbaar is met dat van morfine. Ze binden zich aan opioïdereceptoren op het oppervlak van neuronen om de overdracht van pijnsignalen te verlichten. Neuropeptiden nemen ook deel aan het reguleren van fysiologische processen zoals stemming, slaap en eetlust.
(2) Deelname aan de immuunregulatie
1. Verbetering van de activiteit van immuuncellen: Sommige peptiden kunnen de proliferatie en differentiatie van immuuncellen stimuleren, waardoor hun activiteit wordt verbeterd. Thymosine bevordert bijvoorbeeld de rijping en differentiatie van T-lymfocyten, waardoor de cellulaire immuunfunctie van het lichaam wordt versterkt, en wordt vaak gebruikt bij de behandeling van patiënten met een verminderde immuunfunctie.
2. Regulering van de uitscheiding van immuunfactoren: Peptiden kunnen de uitscheiding van verschillende immuunfactoren door immuuncellen reguleren, waardoor het immuunevenwicht behouden blijft. Bepaalde antimicrobiële peptiden kunnen de uitscheiding van inflammatoire cytokines reguleren, waardoor zowel de ontstekingsreactie van het lichaam ter verdediging tegen de invasie van pathogenen wordt versterkt als overmatige ontstekingsreacties in de latere stadia van de ontsteking worden geremd om weefselschade te verminderen.
(3) Bevordering van het materiaalmetabolisme
1. Eiwitmetabolisme: Peptiden nemen deel aan de synthese en afbraak van eiwitten. Tijdens de eiwitsynthese worden aminozuren verbonden door peptidebindingen om peptideketens te vormen, die vervolgens worden samengevoegd tot eiwitten met specifieke functies. Proteasen in het lichaam kunnen eiwitten hydrolyseren tot peptidesegmenten, die verder worden afgebroken tot aminozuren, waardoor het lichaam van voeding en energie wordt voorzien.
2. Vetmetabolisme: Bepaalde peptiden kunnen de activiteit reguleren van enzymen die betrokken zijn bij het vetmetabolisme, waardoor de vetsynthese en -afbraak worden beïnvloed. Sommige peptiden kunnen de vetzuuroxidatie bevorderen, waardoor de vetophoping in het lichaam wordt verminderd, en kunnen mogelijk worden toegepast bij de preventie en behandeling van obesitas.
Toepassingen van peptiden
(1) Farmaceutisch gebied
1. Geneesmiddelenontwikkeling:
Antimicrobiële geneesmiddelen: Gezien het groeiende probleem van antibioticaresistentie zijn antimicrobiële peptiden een hotspot geworden in de ontwikkeling van nieuwe antimicrobiële geneesmiddelen. Antimicrobiële peptiden vertonen uitstekende remmende effecten tegen verschillende medicijnresistente bacteriën en hebben unieke werkingsmechanismen waardoor het minder waarschijnlijk is dat ze resistentie ontwikkelen. Antimicrobiële peptiden afgeleid van kikkerhuid hebben veelbelovende resultaten laten zien bij de behandeling van huidinfecties en andere aandoeningen.
Andere medicijnen: Op peptiden gebaseerde medicijnen worden ook gebruikt om verschillende ziekten te behandelen, zoals hart- en vaatziekten en diabetes. Glucagon-achtige peptide-1 (GLP-1) analogen voor de behandeling van diabetes kunnen de fysiologische effecten van GLP-1 nabootsen, de insulinesecretie bevorderen, de bloedsuikerspiegel verlagen en het voordeel hebben van een laag risico op hypoglykemie.
2. Geneesmiddeldragers: Peptiden kunnen dienen als medicijndragers om de doelgerichtheid van geneesmiddelen en de biologische beschikbaarheid te verbeteren. Door medicijnen te koppelen aan peptiden met doelgerichte eigenschappen kunnen medicijnen precies op de plaats van de ziekte worden afgeleverd, waardoor schade aan normale weefsels wordt geminimaliseerd. Peptidedragers kunnen ook de oplosbaarheid en stabiliteit van geneesmiddelen verbeteren, waardoor de therapeutische werkzaamheid wordt vergroot.
(2) Voedingsindustrie
1. Voedingsversterking: Peptiden hebben uitstekende voedingseigenschappen en worden gemakkelijk verteerd en geabsorbeerd, waardoor ze geschikt zijn als voedingsversterkers in voedsel. Het toevoegen van caseïnepeptiden aan zuigelingenvoeding kan bijvoorbeeld de voedingswaarde van de zuigelingenvoeding verhogen en de groei en ontwikkeling van zuigelingen bevorderen. Voor speciale populaties zoals ouderen en postoperatieve revalidatiepatiënten kunnen peptiderijke voedingsmiddelen gemakkelijk opneembare eiwitten van hoge kwaliteit leveren om aan hun voedingsbehoeften te voldoen.
2. Smaakverbetering: Sommige peptiden hebben unieke smaken en kunnen worden gebruikt om de textuur en smaak van voedsel te verbeteren. Bepaalde umami-rijke peptiden kunnen de umami-smaak van voedsel versterken en daardoor de kwaliteit ervan verbeteren. Bovendien kunnen peptiden dienen als smaakversterkers, waarbij ze synergetisch werken met andere smaakstoffen om het algehele smaakprofiel van voedsel te verbeteren.
3. Behoud en antimicrobiële eigenschappen: Antimicrobiële peptiden hebben het vermogen om de microbiële groei te remmen en kunnen worden gebruikt als natuurlijke conserveermiddelen in de voedingsindustrie. Het toevoegen van antimicrobiële peptiden aan voedsel kan de houdbaarheid ervan verlengen, het gebruik van chemische conserveermiddelen verminderen en de voedselveiligheid vergroten. Het opnemen van antimicrobiële peptiden in vleesproducten, zuivelproducten en andere voedingsmiddelen kan bijvoorbeeld de groei van bacteriën en schimmels effectief remmen, waardoor de versheid van voedsel behouden blijft.
(3) Landbouwgebied
1. Regulatie van plantengroei: Plantaardige peptidehormonen zoals plantensulfonpeptiden (PSK's) spelen een belangrijke rol bij de groei, ontwikkeling en immuniteit van planten. PSK's kunnen de deling en groei van plantencellen bevorderen, reproductieve processen bij planten reguleren en somatische celembryogenese induceren. In de landbouwproductie kan exogene toepassing van PSK's of regulering van PSK-niveaus in planten de opbrengst en kwaliteit van gewassen verbeteren.
2. Bestrijding van plagen en ziekten: Antimicrobiële peptiden kunnen worden gebruikt als biologische pesticiden voor de bestrijding van plagen en ziekten in gewassen. Vergeleken met chemische pesticiden bieden antimicrobiële peptiden voordelen zoals milieuvriendelijkheid en minimale residu. Bepaalde van insecten afkomstige antimicrobiële peptiden kunnen bijvoorbeeld de groei van plantpathogenen remmen, waardoor gewasziekten effectief onder controle kunnen worden gehouden. Bovendien kunnen sommige peptiden de groei, ontwikkeling en voortplanting van ongedierte verstoren, waardoor de doelstellingen van ongediertebestrijding worden bereikt.
(4) Cosmetica
1. Hydraterend en herstellend: Peptiden hebben uitstekende hydraterende eigenschappen, verhogen het vochtgehalte van de huid en houden de hydratatie van de huid in stand. Sommige peptiden kunnen ook het herstel en de regeneratie van huidcellen bevorderen, waardoor de huidbarrièrefunctie wordt verbeterd. Collageenpeptiden kunnen het collageen in de huid aanvullen, waardoor de vorming van rimpels wordt verminderd en de huid steviger en gladder wordt.
2. Whitening en anti-aging: Bepaalde peptiden kunnen de melaninesynthese remmen, waardoor een whitening-effect wordt bereikt. Glutathion kan de melanineproductie verminderen door de melaninevoorloper dopaquinon te verminderen. Peptiden hebben ook antioxiderende eigenschappen, waardoor ze vrije radicalen in het lichaam helpen elimineren, huidveroudering vertragen en een jeugdige uitstraling behouden.
Huidige status van peptideonderzoek
Huidige onderzoeksstatus: Momenteel is er aanzienlijke vooruitgang geboekt in het peptideonderzoek. In fundamenteel onderzoek blijft het begrip van de structuur, functie en werkingsmechanismen van peptiden zich verdiepen. Door middel van geavanceerde biotechnologieën zoals genetische manipulatie en eiwitmanipulatie kunnen peptiden efficiënt worden gesynthetiseerd en gemodificeerd, waardoor er meer mogelijkheden voor hun toepassing ontstaan. In toegepast onderzoek breidt het gebruik van peptiden op gebieden als geneeskunde, voeding en landbouw zich uit, waarbij een toenemend aantal op peptiden gebaseerde producten op de markt komt.
Conclusie
Als belangrijke klasse van biomoleculen bezitten peptiden unieke structuren, diverse classificaties en brede functies. Op tal van terreinen, zoals de geneeskunde, hebben peptiden een aanzienlijke toepassingswaarde aangetoond.
Bronnen
[1] Li Y, Di Q, Luo L, et al. Fytosulfokinepeptiden, hun receptoren en functies [J]. Grenzen in de plantenwetenschappen, 2024,14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Peptiden met diverse functies van schorpioengif: een grote kans voor de behandeling van een grote verscheidenheid aan ziekten [J]. Iran Biomed J, 2023,27(2 & 3):84-99.DOI:10.61186/ibj.3863.
[3] Singh T, Choudhary P, Singh S. Antimicrobiële peptiden: werkingsmechanisme [M] // Enany S, Masso-Silva J, Savitskaya A. Inzichten over antimicrobiële peptiden. Rijeka: IntechOpen, 2022.DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Kwatra B, Zafar J, Choudhary M, et al. ANALEPTISCHE TOEPASSINGEN VAN PEPTIDEN[J]. International Journal of Medical and Biomedical Studies, 2021,5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Sultana A, Luo H, Ramakrishna S. Antimicrobiële peptiden en hun toepassingen in de biomedische sector [J]. Antibiotica-Bazel, 2021,10(9).DOI:10.3390/antibiotica10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q, et al. Toepassingen in voeding: Peptiden als smaakversterkers[M]//2021:569-580.DOI: 10.1016/B978-0-12-821389-6.00014-5.
[7] van der Does AM, Hiemstra PS, Mookherjee N. Antimicrobiële gastheerverdedigingspeptiden: immuunmodulerende functies en translationele vooruitzichten [J]. Vooruitgang in de experimentele geneeskunde en biologie, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
