От Cocer Peptides 
1 месяц назад
ВСЕ СТАТЬИ И ИНФОРМАЦИЯ О ПРОДУКЦИИ, ПРЕДОСТАВЛЕННЫЕ НА ЭТОМ ВЕБ-САЙТЕ, ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ДЛЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ И ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ЦЕЛЕЙ.
Продукты, представленные на этом сайте, предназначены исключительно для исследований in vitro. Исследования in vitro (лат. *in glass*, что означает «в стеклянной посуде») проводятся вне человеческого тела. Эти продукты не являются фармацевтическими препаратами, не были одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) и не должны использоваться для профилактики, лечения или лечения каких-либо заболеваний или недомоганий. Законом строго запрещено вводить эти продукты в организм человека или животного в любой форме.
Обзор
Пептиды представляют собой важный класс биомолекул, которые играют важную роль в области наук о жизни. От физиологической регуляции внутри организмов до практического применения в различных отраслях пептиды демонстрируют большой потенциал и разнообразие.
Рисунок 1. Механизм действия антимикробных пептидов.
Основные понятия о пептидах
(1) Определение пептидов
Пептиды – это соединения, образованные аминокислотами, связанными пептидными связями. Пептидная связь образуется, когда карбоксильная группа одной аминокислоты дегидратируется и конденсируется с аминогруппой другой аминокислоты, тем самым связывая несколько аминокислот с образованием пептидной цепи. Когда количество аминокислот мало, его называют олигопептидом; когда количество аминокислот велико, его называют полипептидом. В живых организмах многие короткие пептиды со специфическими функциями, такие как трипептиды и тетрапептиды, могут точно выполнять определенные физиологические задачи.
(2) Структура пептидов
1. Первичная структура: это относится к последовательности аминокислот в пептидной цепи, которая является базовой структурой пептида и определяет его специфичность и функцию. Различные аминокислотные последовательности придают пептидам различные химические свойства и биологическую активность. Некоторые антимикробные пептиды имеют специфические аминокислотные последовательности, которые позволяют им специфически связываться с мембранами бактериальных клеток и разрушать их.
2. Вторичная структура: локальная пространственная структура, образованная такими взаимодействиями, как водородные связи внутри пептидной цепи, включая общие структуры, такие как α-спирали и β-листы. Эти структуры способствуют дальнейшему сворачиванию и стабилизации пептидной цепи, играя решающую роль в ее функциональной активности. В некоторых сегментах белка образование α-спиралей повышает стабильность и функциональную активность белка.
3. Третичная структура: трехмерная пространственная структура, образованная дальнейшим сворачиванием и скручиванием пептидной цепи на основе вторичной структуры. Третичная структура определяет общую форму пептида и обнажение функциональных участков, что имеет решающее значение для взаимодействия с другими молекулами. Третичная структура некоторых пептидов факторов роста определяет их способность связываться со специфическими рецепторами клеточной поверхности, тем самым инициируя сигналы роста и дифференцировки клеток.
Рисунок 2. Рабочая модель биосинтеза, передачи сигналов и функций PSK. Предшественники PSK (pPSK) подвергаются сульфатированию тирозина (обозначено красной буквой S), катализируемому TPST в цис-Гольджи, с последующим протеолитическим расщеплением в апопласте.
Классификация пептидов
(1) Классификация по источникам
1. Пептиды животного происхождения: полученные из тканей и жидкостей организма животных, такие как казеиновые пептиды, экстрагированные из молока, которые обладают различной физиологической активностью, включая содействие абсорбции кальция и регулирование иммунитета. Преимущество пептидов животного происхождения заключается в их хорошей совместимости с организмом человека, благодаря чему они легко усваиваются и утилизируются организмом человека.
2. Пептиды растительного происхождения: извлечены из растений, таких как пептиды сои и пептиды пшеницы. Пептиды растительного происхождения обладают преимуществами широкого распространения сырья и более низкой стоимости, а также обладают различной биологической активностью, такой как антиоксидантное действие и действие, снижающее кровяное давление. Многочисленные исследования показали, что соевые пептиды могут снизить уровень холестерина и улучшить здоровье сердечно-сосудистой системы.
3. Пептиды микробного происхождения: производятся посредством микробной ферментации, например, антимикробные пептиды, вырабатываемые некоторыми бактериями. Пептиды микробного происхождения обладают уникальными антимикробными механизмами и оказывают хорошее ингибирующее действие на устойчивые к лекарствам бактерии, что имеет потенциальную ценность в фармацевтической области.
(2) Классификация по функциям
1. Биоактивные пептиды. Эти пептиды обладают множеством физиологических регуляторных функций, таких как регулирование артериального давления, уровня сахара в крови и иммунитета. Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (пептиды ИАПФ) могут ингибировать активность ангиотензинпревращающего фермента, тем самым снижая артериальное давление, и иметь значительное терапевтическое значение для пациентов с гипертонией.
2. Антимикробные пептиды. Эти пептиды могут ингибировать или убивать микроорганизмы, такие как бактерии, грибы и вирусы. Они существуют в природе и обладают уникальными механизмами действия, такими как нарушение структуры клеточных мембран микроорганизмов для оказания противомикробного действия. В области биомедицины антимикробные пептиды считаются потенциальными лекарствами для решения проблем устойчивости к антибиотикам.
Функции пептидов
(1) Регуляция физиологических функций
1. Гормональная регуляция. Многие пептидные гормоны играют важную регуляторную роль в организме. Инсулин — это пептидный гормон, секретируемый бета-клетками поджелудочной железы, который регулирует уровень глюкозы в крови, способствует поглощению и использованию глюкозы клетками и поддерживает стабильный уровень глюкозы в крови. Если секреция инсулина недостаточна или его функция нарушена, это может привести к повышению уровня глюкозы в крови и вызвать диабет.
2. Нейронная регуляция. Нейропептиды играют роль в передаче информации и регуляции в нервной системе. Эндорфины оказывают обезболивающее действие, подобное морфину, связываясь с опиоидными рецепторами на поверхности нейронов и облегчая передачу болевых сигналов. Нейропептиды также участвуют в регуляции физиологических процессов, таких как настроение, сон и аппетит.
(2) Участие в иммунной регуляции
1. Повышение активности иммунных клеток. Некоторые пептиды могут стимулировать пролиферацию и дифференцировку иммунных клеток, повышая их активность. Например, тимозин способствует созреванию и дифференцировке Т-лимфоцитов, усиливая клеточную иммунную функцию организма, и обычно используется при лечении пациентов с нарушенной иммунной функцией.
2. Регулирование секреции иммунных факторов: пептиды могут регулировать секрецию различных иммунных факторов иммунными клетками, поддерживая иммунный баланс. Определенные антимикробные пептиды могут регулировать секрецию воспалительных цитокинов, одновременно усиливая воспалительную реакцию организма для защиты от инвазии патогенов и подавляя чрезмерные воспалительные реакции на более поздних стадиях воспаления, чтобы уменьшить повреждение тканей.
(3) Содействие материальному обмену
1. Белковый обмен: пептиды участвуют в синтезе и распаде белков. Во время синтеза белка аминокислоты соединяются пептидными связями с образованием пептидных цепей, которые затем собираются в белки со специфическими функциями. Протеазы в организме могут гидролизовать белки на пептидные сегменты, которые далее расщепляются на аминокислоты, обеспечивая организм питанием и энергией.
2. Жировой обмен. Некоторые пептиды могут регулировать активность ферментов, участвующих в жировом обмене, влияя на синтез и расщепление жиров. Некоторые пептиды могут способствовать окислению жирных кислот, уменьшая накопление жира в организме, и могут иметь потенциальное применение в профилактике и лечении ожирения.
Применение пептидов
(1) Фармацевтическая область
1. Разработка лекарств:
Противомикробные препараты. Учитывая растущую проблему устойчивости к антибиотикам, антимикробные пептиды стали горячей точкой в разработке новых противомикробных препаратов. Антимикробные пептиды проявляют превосходное ингибирующее действие в отношении различных устойчивых к лекарствам бактерий и обладают уникальными механизмами действия, которые снижают вероятность развития резистентности. Антимикробные пептиды, полученные из кожи лягушки, показали многообещающие результаты при лечении кожных инфекций и других состояний.
Другие лекарства: препараты на основе пептидов также используются для лечения различных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания и диабет. Аналоги глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) для лечения диабета могут имитировать физиологические эффекты GLP-1, стимулировать секрецию инсулина, снижать уровень глюкозы в крови и иметь преимущество в виде низкого риска гипогликемии.
2. Носители лекарств. Пептиды могут служить носителями лекарств для повышения их направленности и биодоступности. Связывая лекарства с пептидами с таргетными свойствами, лекарства можно точно доставлять к месту заболевания, сводя к минимуму повреждение нормальных тканей. Пептидные носители также могут улучшить растворимость и стабильность лекарств, повышая терапевтическую эффективность.
(2) Пищевая промышленность
1. Обогащение питательных веществ. Пептиды обладают превосходными питательными свойствами, легко перевариваются и усваиваются, что делает их пригодными в качестве обогатителей пищевых продуктов. Например, добавление казеиновых пептидов в детскую смесь может повысить ее пищевую ценность и способствовать росту и развитию ребенка. Для особых групп населения, таких как пожилые люди и пациенты послеоперационной реабилитации, продукты, богатые пептидами, могут обеспечить легкоусвояемый высококачественный белок для удовлетворения их пищевых потребностей.
2. Улучшение вкуса. Некоторые пептиды обладают уникальным вкусом и могут использоваться для улучшения текстуры и вкуса пищи. Определенные пептиды, богатые умами, могут улучшить вкус умами пищи, тем самым улучшая ее качество. Кроме того, пептиды могут служить усилителями вкуса, взаимодействуя с другими вкусовыми соединениями, улучшая общий вкусовой профиль пищи.
3. Сохранение и антимикробные свойства. Антимикробные пептиды обладают способностью ингибировать рост микробов и могут использоваться в качестве натуральных консервантов в пищевой промышленности. Добавление антимикробных пептидов в пищу может продлить срок ее хранения, сократить использование химических консервантов и повысить безопасность пищевых продуктов. Например, включение антимикробных пептидов в мясные, молочные продукты и другие продукты питания может эффективно подавлять рост бактерий и плесени, тем самым сохраняя свежесть продуктов.
(3) Сельскохозяйственная сфера
1. Регуляция роста растений. Пептидные гормоны растительного происхождения, такие как растительные сульфоновые пептиды (PSK), играют важную роль в росте, развитии и иммунитете растений. PSK могут способствовать делению и росту растительных клеток, регулировать репродуктивные процессы растений и индуцировать эмбриогенез соматических клеток. В сельскохозяйственном производстве экзогенное применение ФСК или регулирование уровня ФСК в растениях может повысить урожайность и качество сельскохозяйственных культур.
2. Борьба с вредителями и болезнями. Антимикробные пептиды можно использовать в качестве биологических пестицидов для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. По сравнению с химическими пестицидами антимикробные пептиды обладают такими преимуществами, как экологичность и минимальный остаток. Например, некоторые антимикробные пептиды, полученные из насекомых, могут ингибировать рост патогенов растений, обеспечивая эффективный контроль болезней сельскохозяйственных культур. Кроме того, некоторые пептиды могут нарушать рост, развитие и размножение вредителей, достигая целей борьбы с вредителями.
(4) Косметика
1. Увлажнение и восстановление: пептиды обладают превосходными увлажняющими свойствами, повышают влажность кожи и поддерживают ее увлажненность. Некоторые пептиды также могут способствовать восстановлению и регенерации клеток кожи, улучшая барьерную функцию кожи. Коллагеновые пептиды могут пополнять запасы коллагена в коже, уменьшая образование морщин и делая кожу более упругой и гладкой.
2. Отбеливание и борьба со старением. Некоторые пептиды могут ингибировать синтез меланина, обеспечивая отбеливающий эффект. Глутатион может снизить выработку меланина за счет уменьшения содержания предшественника меланина дофахинона. Пептиды также обладают антиоксидантными свойствами, помогая устранять свободные радикалы в организме, замедляя старение кожи и сохраняя молодой вид.
Текущий статус исследований пептидов
Текущий статус исследований: В настоящее время достигнут значительный прогресс в исследованиях пептидов. В фундаментальных исследованиях понимание структуры, функций и механизмов действия пептидов продолжает углубляться. Благодаря передовым биотехнологиям, таким как генная инженерия и белковая инженерия, пептиды можно эффективно синтезировать и модифицировать, открывая больше возможностей для их применения. В прикладных исследованиях использование пептидов в таких областях, как медицина, продукты питания и сельское хозяйство, расширяется, при этом на рынок выходит все больше продуктов на основе пептидов.
Заключение
Как важный класс биомолекул, пептиды обладают уникальной структурой, разнообразными классификациями и широкими функциями. Во многих областях, таких как медицина, пептиды продемонстрировали значительную прикладную ценность.
Источники
[1] Ли Ю, Ди Кью, Луо Л и др. Фитосульфокиновые пептиды, их рецепторы и функции[J]. Границы в науке о растениях, 2024,14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Пашмфоруш Н., Барадаран М. Пептиды с разнообразными функциями из яда скорпиона: прекрасная возможность для лечения широкого спектра заболеваний [J]. Иран Биомед Дж, 2023, 27(2 и 3):84-99.DOI:10.61186/ibj.3863.
[3] Сингх Т., Чоудхари П., Сингх С. Антимикробные пептиды: механизм действия[M] // Энани С., Массо-Сильва Дж., Савицкая А. Взгляд на антимикробные пептиды. Риека: IntechOpen, 2022. DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Кватра Б., Зафар Дж., Чоудхари М. и др. АНАЛЕПТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПЕПТИДОВ[J]. Международный журнал медицинских и биомедицинских исследований, 2021, 5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Султана А., Луо Х., Рамакришна С. Антимикробные пептиды и их применение в биомедицинском секторе [J]. Антибиотики-Базель, 2021, 10(9).DOI:10.3390/antibiotics10091094.
[6] Фу Ю, Амин М, Ли Кью и др. Применение в питании: Пептиды как усилители вкуса[M]//2021:569-580.DOI: 10.1016/B978-0-12-821389-6.00014-5.
[7] ван дер Лис А.М., Химстра П.С., Мукерджи Н. Антимикробные пептиды защиты хозяина: иммуномодулирующие функции и перспективы трансляции [J]. Достижения экспериментальной медицины и биологии, 2019, 1117: 149-171. DOI: 10.1007/978-981-13-3588-4_10.
