De Cocer Peptides 
acum 1 lună
TOATE ARTICOLELE ȘI INFORMAȚIILE PRODUSULUI PREVIZATE PE ACEST SITE WEB SUNT EXCLUSIV ÎN SCOPURI DE REZULTARE A INFORMAȚIILOR ȘI ÎN SCOP EDUCAȚIONAL.
Produsele furnizate pe acest site sunt destinate exclusiv cercetării in vitro. Cercetarea in vitro (în latină: *în sticlă*, adică în sticlărie) se desfășoară în afara corpului uman. Aceste produse nu sunt farmaceutice, nu au fost aprobate de Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) și nu trebuie utilizate pentru a preveni, trata sau vindeca orice afecțiune, boală sau afecțiune. Este strict interzisă prin lege introducerea acestor produse în corpul uman sau animal sub orice formă.
Prezentare generală
Peptidele sunt o clasă importantă de biomolecule care joacă un rol semnificativ în domeniul științelor vieții. De la reglarea fiziologică în cadrul organismelor până la aplicații practice în diverse industrii, peptidele demonstrează un potențial și o diversitate mare.
Figura 1. Mecanismul de acțiune al peptidelor antimicrobiene.
Concepte de bază ale peptidelor
(1) Definiția peptidelor
Peptidele sunt compuși formați din aminoacizi legați prin legături peptidice. O legătură peptidică se formează atunci când gruparea carboxil a unui aminoacid se deshidratează și se condensează cu gruparea amino a altui aminoacid, legând astfel mai mulți aminoacizi pentru a forma un lanț peptidic. Când numărul de aminoacizi este mic, se numește oligopeptidă; când numărul de aminoacizi este mare, se numește polipeptidă. În organismele vii, multe peptide scurte cu funcții specifice, cum ar fi tripeptidele și tetrapeptidele, pot îndeplini cu precizie sarcini fiziologice specifice.
(2) Structura peptidelor
1. Structura primară: Aceasta se referă la secvența de aminoacizi dintr-un lanț peptidic, care este structura de bază a unei peptide și determină specificitatea și funcția acesteia. Secvențe diferite de aminoacizi conferă proprietăți chimice și activități biologice distincte peptidelor. Anumite peptide antimicrobiene au secvențe specifice de aminoacizi care le permit să se lege în mod specific și să perturbe membranele celulare bacteriene.
2. Structura secundară: Structura spațială locală formată din interacțiuni, cum ar fi legăturile de hidrogen din cadrul lanțului peptidic, inclusiv structuri comune precum α-helices și β-sheets. Aceste structuri ajută la plierea și stabilizarea în continuare a lanțului peptidic, jucând un rol crucial în activitatea sa funcțională. În unele segmente de proteine, formarea de elice α îmbunătățește stabilitatea și activitatea funcțională a proteinei.
3. Structura terțiară: Structura spațială tridimensională formată prin plierea și înfăşurarea ulterioară a lanțului peptidic pe baza structurii secundare. Structura terțiară determină forma generală a peptidei și expunerea siturilor funcționale, ceea ce este crucial pentru interacțiunile cu alte molecule. Structura terțiară a anumitor peptide ale factorilor de creștere determină capacitatea acestora de a se lega de receptori specifici de suprafață celulară, inițiind astfel semnalele de creștere și diferențiere a celulelor.
Figura 2 Un model de lucru al biosintezei, semnalizării și funcțiilor PSK. Precursorii PSK (pPSKs) suferă sulfatare de tirozină (indicată prin S roșu) catalizată de un TPST în cis-Golgi urmată de clivaj proteolitic în apoplast.
Clasificarea peptidelor
(1) Clasificare după sursă
1. Peptide de origine animală: derivate din țesuturi animale și fluide corporale, cum ar fi peptidele cazeinice extrase din lapte, care posedă diverse activități fiziologice, inclusiv promovarea absorbției calciului și reglarea imunității. Avantajul peptidelor de origine animală constă în buna lor compatibilitate cu corpul uman, făcându-le ușor absorbite și utilizate de corpul uman.
2. Peptide derivate din plante: extrase din plante, cum ar fi peptidele din soia și peptidele din grâu. Peptidele derivate din plante au avantajele unor surse de materii prime larg răspândite și costuri mai reduse, având în același timp diverse activități biologice, cum ar fi efecte antioxidante și de scădere a tensiunii arteriale. Numeroase studii au arătat că peptidele din soia pot scădea nivelul colesterolului și pot aduce beneficii sănătății cardiovasculare.
3. Peptide derivate din microbi: Produse prin fermentare microbiană, cum ar fi peptidele antimicrobiene produse de anumite bacterii. Peptidele derivate din microbi au mecanisme antimicrobiene unice și prezintă efecte inhibitoare bune asupra bacteriilor rezistente la medicamente, deținând o valoare potențială în domeniul farmaceutic.
(2) Clasificarea după funcție
1. Peptide bioactive: Aceste peptide posedă multiple funcții de reglare fiziologică, cum ar fi reglarea tensiunii arteriale, a zahărului din sânge și a imunității. Inhibitorii enzimei de conversie a angiotensinei (peptide ACEI) pot inhiba activitatea enzimei de conversie a angiotensinei, scăzând astfel tensiunea arterială și au implicații terapeutice semnificative pentru pacienții cu hipertensiune arterială.
2. Peptide antimicrobiene: Aceste peptide pot inhiba sau ucide microorganisme precum bacteriile, ciupercile și virușii. Ele există în natură și au mecanisme unice de acțiune, cum ar fi perturbarea structurii membranei celulare a microorganismelor pentru a exercita efecte antimicrobiene. În domeniul biomedicinei, peptidele antimicrobiene sunt considerate medicamente potențiale pentru abordarea problemelor de rezistență la antibiotice.
Funcțiile peptidelor
(1) Reglarea funcțiilor fiziologice
1. Reglarea hormonală: Mulți hormoni peptidici joacă roluri importante de reglare în organism. Insulina este un hormon peptidic secretat de celulele beta pancreatice, care reglează nivelul de glucoză din sânge, promovează absorbția celulară și utilizarea glucozei și menține nivelurile stabile de glucoză din sânge. Dacă secreția de insulină este insuficientă sau funcția sa este anormală, aceasta poate duce la niveluri crescute de glucoză din sânge și poate provoca diabet.
2. Reglarea neuronală: Neuropeptidele joacă un rol în transmiterea și reglarea informațiilor în sistemul nervos. Endorfinele au efecte analgezice asemănătoare morfinei, legându-se de receptorii opioizi de pe suprafața neuronilor pentru a atenua transmiterea semnalelor de durere. Neuropeptidele participă, de asemenea, la reglarea proceselor fiziologice, cum ar fi starea de spirit, somnul și apetitul.
(2) Participarea la Reglementarea Imunității
1. Creșterea activității celulelor imune: Unele peptide pot stimula proliferarea și diferențierea celulelor imune, sporind activitatea acestora. De exemplu, timozina promovează maturarea și diferențierea limfocitelor T, sporind funcția imună celulară a organismului și este utilizată în mod obișnuit în tratamentul pacienților cu funcție imunitară afectată.
2. Reglarea secreției de factori imunitari: Peptidele pot regla secreția diferiților factori imunitari de către celulele imune, menținând echilibrul imunitar. Anumite peptide antimicrobiene pot regla secreția de citokine inflamatorii, atât sporind răspunsul inflamator al organismului pentru a se apăra împotriva invaziei patogenilor, cât și inhibând răspunsurile inflamatorii excesive în etapele ulterioare ale inflamației pentru a reduce leziunile tisulare.
(3) Promovarea metabolismului material
1. Metabolismul proteinelor: Peptidele participă la sinteza și degradarea proteinelor. În timpul sintezei proteinelor, aminoacizii sunt legați prin legături peptidice pentru a forma lanțuri peptidice, care sunt apoi asamblate în proteine cu funcții specifice. Proteazele din organism pot hidroliza proteinele în segmente de peptide, care sunt descompuse în continuare în aminoacizi, oferind nutriție și energie pentru organism.
2. Metabolismul grăsimilor: Anumite peptide pot regla activitatea enzimelor implicate în metabolismul grăsimilor, influențând sinteza și descompunerea grăsimilor. Unele peptide pot promova oxidarea acizilor grași, reducând acumularea de grăsime în organism și pot avea potențiale aplicații în prevenirea și tratamentul obezității.
Aplicații ale peptidelor
(1) Domeniul farmaceutic
1. Dezvoltarea medicamentelor:
Medicamente antimicrobiene: Având în vedere problema în creștere a rezistenței la antibiotice, peptidele antimicrobiene au devenit un punct fierbinte în dezvoltarea de noi medicamente antimicrobiene. Peptidele antimicrobiene prezintă efecte inhibitoare excelente împotriva diferitelor bacterii rezistente la medicamente și au mecanisme unice de acțiune care sunt mai puțin susceptibile de a dezvolta rezistență. Peptidele antimicrobiene derivate din pielea de broaște au arătat rezultate promițătoare în tratamentul infecțiilor pielii și a altor afecțiuni.
Alte medicamente: Medicamentele pe bază de peptide sunt, de asemenea, utilizate pentru a trata diferite boli, cum ar fi bolile cardiovasculare și diabetul. Analogii peptidei asemănătoare glucagonului-1 (GLP-1) pentru tratarea diabetului zaharat pot imita efectele fiziologice ale GLP-1, promovează secreția de insulină, scad nivelurile de glucoză din sânge și au avantajul unui risc scăzut de hipoglicemie.
2. Purtători de medicamente: peptidele pot servi ca purtători de medicamente pentru a îmbunătăți țintirea și biodisponibilitatea medicamentelor. Prin legarea medicamentelor de peptide cu proprietăți de țintire, medicamentele pot fi livrate cu precizie la locul bolii, minimizând deteriorarea țesuturilor normale. Purtătorii de peptide pot îmbunătăți, de asemenea, solubilitatea și stabilitatea medicamentului, sporind eficacitatea terapeutică.
(2) Industria alimentară
1. Fortificare nutrițională: Peptidele au proprietăți nutriționale excelente și sunt ușor digerate și absorbite, făcându-le potrivite ca fortificatori nutriționali în alimente. De exemplu, adăugarea de peptide de cazeină la formula pentru sugari poate spori valoarea nutritivă a formulei și poate promova creșterea și dezvoltarea sugarilor. Pentru populațiile speciale, cum ar fi vârstnicii și pacienții cu reabilitare post-chirurgicală, alimentele bogate în peptide pot oferi proteine de înaltă calitate ușor de absorbit pentru a satisface nevoile lor nutriționale.
2. Îmbunătățirea aromei: Unele peptide au arome unice și pot fi folosite pentru a îmbunătăți textura și aroma alimentelor. Anumite peptide bogate în umami pot spori aroma umami a alimentelor, îmbunătățind astfel calitatea acesteia. În plus, peptidele pot servi ca potențiatori de aromă, făcând sinergie cu alți compuși de aromă pentru a crește profilul general de aromă al alimentelor.
3. Conservare și proprietăți antimicrobiene: Peptidele antimicrobiene au capacitatea de a inhiba creșterea microbiană și pot fi utilizate ca conservanți naturali în industria alimentară. Adăugarea de peptide antimicrobiene la alimente poate prelungi durata de valabilitate a acestora, poate reduce utilizarea conservanților chimici și poate spori siguranța alimentelor. De exemplu, încorporarea peptidelor antimicrobiene în produsele din carne, produsele lactate și alte alimente poate inhiba eficient creșterea bacteriilor și a mucegaiului, menținând astfel prospețimea alimentelor.
(3) Domeniul agricol
1. Reglarea creșterii plantelor: Hormonii peptidici derivați din plante, cum ar fi peptidele sulfonice ale plantelor (PSK) joacă un rol important în creșterea, dezvoltarea și imunitatea plantelor. PSK-urile pot promova diviziunea și creșterea celulelor plantelor, pot regla procesele de reproducere a plantelor și pot induce embriogeneza celulelor somatice. În producția agricolă, aplicarea exogenă a PSK-urilor sau reglarea nivelurilor de PSK în plante pot îmbunătăți randamentul și calitatea culturilor.
2. Controlul dăunătorilor și al bolilor: Peptidele antimicrobiene pot fi utilizate ca pesticide biologice pentru combaterea dăunătorilor și bolilor în culturi. În comparație cu pesticidele chimice, peptidele antimicrobiene oferă avantaje precum respectarea mediului și reziduuri minime. De exemplu, anumite peptide antimicrobiene derivate din insecte pot inhiba creșterea agenților patogeni ai plantelor, oferind un control eficient al bolilor culturilor. În plus, unele peptide pot perturba creșterea, dezvoltarea și reproducerea dăunătorilor, atingând obiectivele de combatere a dăunătorilor.
(4) Cosmetice
1. Hidratarea și repararea: Peptidele au proprietăți excelente de hidratare, crescând conținutul de umiditate al pielii și menținând hidratarea pielii. Unele peptide pot promova, de asemenea, repararea și regenerarea celulelor pielii, îmbunătățind funcția de barieră a pielii. Peptidele de colagen pot reface colagenul în piele, reducând formarea ridurilor și făcând pielea mai fermă și mai netedă.
2. Albire și anti-îmbătrânire: Anumite peptide pot inhiba sinteza melaninei, obținând un efect de albire. Glutationul poate reduce producția de melanină prin reducerea precursorului melaninei, dopachinona. Peptidele au, de asemenea, proprietăți antioxidante, ajutând la eliminarea radicalilor liberi din organism, întârzie îmbătrânirea pielii și menține aspectul tineresc.
Starea actuală a cercetării pe peptide
Starea curentă a cercetării: în prezent, s-au făcut progrese semnificative în cercetarea peptidelor. În cercetarea de bază, înțelegerea structurii, funcției și mecanismelor de acțiune a peptidelor continuă să se aprofundeze. Prin biotehnologii avansate, cum ar fi ingineria genetică și ingineria proteinelor, peptidele pot fi sintetizate și modificate eficient, deschizând mai multe posibilități pentru aplicarea lor. În cercetarea aplicată, utilizarea peptidelor în domenii precum medicina, alimentația și agricultura se extinde, cu un număr tot mai mare de produse pe bază de peptide care intră pe piață.
Concluzie
Ca o clasă importantă de biomolecule, peptidele posedă structuri unice, clasificări diverse și funcții largi. În numeroase domenii, cum ar fi medicina, peptidele au demonstrat o valoare semnificativă de aplicare.
Surse
[1] Li Y, Di Q, Luo L și colab. Peptide fitosulfokine, receptorii și funcțiile acestora [J]. Frontiers in Plant Science, 2024,14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Peptide cu funcții diverse din veninul de scorpion: O mare oportunitate pentru tratamentul unei varietăți largi de boli[J]. Iran Biomed J, 2023,27(2 & 3):84-99.DOI:10.61186/ibj.3863.
[3] Singh T, Choudhary P, Singh S. Peptide antimicrobiene: Mecanism de acțiune[M]//Enany S, Masso-Silva J, Savitskaya A. Perspective asupra peptidelor antimicrobiene. Rijeka: IntechOpen, 2022.DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Kwatra B, Zafar J, Choudhary M, et al. APLICAȚII ANALEPTICE ALE PEPTIDELOR[J]. Jurnalul Internațional de Studii Medicale și Biomedicale, 2021,5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Sultana A, Luo H, Ramakrishna S. Peptide antimicrobiene și aplicațiile lor în sectorul biomedical[J]. Antibiotics-Basel, 2021,10(9).DOI:10.3390/antibiotics10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q și colab. Aplicații în nutriție: Peptide ca potențiatori de gust[M]//2021:569-580.DOI: 10.1016/B978-0-12-821389-6.00014-5.
[7] van der Does AM, Hiemstra PS, Mookherjee N. Peptide de apărare a gazdei antimicrobiene: Funcții imunomodulatoare și perspective translaționale[J]. Advances in Experimental Medicine and Biology, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
