Avtor Cocer Peptides 
pred 1 mesecem
VSI ČLANKI IN INFORMACIJE O IZDELKIH NA TEJ SPLETNI STRANI SO SAMO ZA RAZŠIRJANJE INFORMACIJ IN IZOBRAŽEVALNE NAMENE.
Izdelki na tem spletnem mestu so namenjeni izključno in vitro raziskavam. Raziskave in vitro (latinsko: *in glass*, kar pomeni v stekleni posodi) se izvajajo zunaj človeškega telesa. Ti izdelki niso farmacevtski izdelki, Uprava ZDA za hrano in zdravila (FDA) jih ni odobrila in se ne smejo uporabljati za preprečevanje, zdravljenje ali zdravljenje katerega koli zdravstvenega stanja, bolezni ali bolezni. Zakonsko je strogo prepovedano vnašanje teh izdelkov v človeško ali živalsko telo v kakršni koli obliki.
Pregled
Peptidi so pomemben razred biomolekul, ki igrajo pomembno vlogo na področju znanosti o življenju. Od fiziološke regulacije v organizmih do praktičnih aplikacij v različnih panogah, peptidi kažejo velik potencial in raznolikost.
Slika 1. Mehanizem delovanja protimikrobnih peptidov.
Osnovni koncepti peptidov
(1) Opredelitev peptidov
Peptidi so spojine, ki jih tvorijo aminokisline, povezane s peptidnimi vezmi. Peptidna vez nastane, ko karboksilna skupina ene aminokisline dehidrira in kondenzira z amino skupino druge aminokisline in tako poveže več aminokislin v peptidno verigo. Ko je število aminokislin majhno, se imenuje oligopeptid; kadar je število aminokislin veliko, se imenuje polipeptid. V živih organizmih lahko številni kratki peptidi s posebnimi funkcijami, kot so tripeptidi in tetrapeptidi, natančno opravljajo specifične fiziološke naloge.
(2) Struktura peptidov
1. Primarna struktura: To se nanaša na zaporedje aminokislin v peptidni verigi, ki je osnovna struktura peptida in določa njegovo specifičnost in delovanje. Različne aminokislinske sekvence dajejo peptidom različne kemijske lastnosti in biološke aktivnosti. Nekateri protimikrobni peptidi imajo specifične aminokislinske sekvence, ki jim omogočajo, da se specifično vežejo na celične membrane bakterij in jih porušijo.
2. Sekundarna struktura: lokalna prostorska struktura, ki jo tvorijo interakcije, kot so vodikove vezi znotraj peptidne verige, vključno s skupnimi strukturami, kot so α-vijačnice in β-listi. Te strukture pomagajo pri nadaljnjem zvijanju in stabilizaciji peptidne verige ter igrajo ključno vlogo pri njeni funkcionalni aktivnosti. V nekaterih proteinskih segmentih tvorba α-vijačnic poveča stabilnost in funkcionalno aktivnost proteina.
3. Terciarna struktura: tridimenzionalna prostorska struktura, ki nastane z nadaljnjim zvijanjem in zvijanjem peptidne verige na podlagi sekundarne strukture. Terciarna struktura določa celotno obliko peptida in izpostavljenost funkcionalnih mest, kar je ključnega pomena za interakcije z drugimi molekulami. Terciarna struktura nekaterih peptidov rastnega faktorja določa njihovo sposobnost, da se vežejo na specifične receptorje celične površine, s čimer sprožijo celično rast in diferenciacijske signale.
Slika 2 Delujoči model biosinteze, signalizacije in funkcij PSK. Prekurzorji PSK (pPSK) so podvrženi sulfataciji tirozina (označeno z rdečim S), ki ga katalizira TPST v cis-Golgiju, čemur sledi proteolitično cepitev v apoplastu.
Razvrstitev peptidov
(1) Razvrstitev po viru
1. Peptidi živalskega izvora: pridobljeni iz živalskih tkiv in telesnih tekočin, kot so peptidi kazeina, ekstrahirani iz mleka, ki imajo različne fiziološke aktivnosti, vključno s spodbujanjem absorpcije kalcija in uravnavanjem imunosti. Prednost peptidov živalskega izvora je v njihovi dobri združljivosti s človeškim telesom, zaradi česar jih človeško telo zlahka absorbira in izkoristi.
2. Peptidi rastlinskega izvora: pridobljeni iz rastlin, kot so sojini peptidi in pšenični peptidi. Peptidi, pridobljeni iz rastlin, imajo prednosti široko razširjenih virov surovin in nižjih stroškov, hkrati pa imajo tudi različne biološke aktivnosti, kot so antioksidativni učinki in učinki zniževanja krvnega tlaka. Številne študije so pokazale, da lahko sojini peptidi znižajo raven holesterola in koristijo zdravju srca in ožilja.
3. Peptidi, pridobljeni iz mikrobov: proizvedeni z mikrobno fermentacijo, kot so protimikrobni peptidi, ki jih proizvajajo nekatere bakterije. Peptidi, pridobljeni iz mikrobov, imajo edinstvene protimikrobne mehanizme in kažejo dobre zaviralne učinke na bakterije, odporne na zdravila, kar ima potencialno vrednost na farmacevtskem področju.
(2) Razvrstitev po funkciji
1. Bioaktivni peptidi: ti peptidi imajo več fizioloških regulatornih funkcij, kot je uravnavanje krvnega tlaka, krvnega sladkorja in imunosti. Zaviralci angiotenzinske konvertaze (peptidi ACEI) lahko zavirajo aktivnost angiotenzinske konvertaze in s tem znižajo krvni tlak ter imajo pomembne terapevtske posledice za bolnike s hipertenzijo.
2. Protimikrobni peptidi: ti peptidi lahko zavirajo ali ubijejo mikroorganizme, kot so bakterije, glive in virusi. Obstajajo v naravi in imajo edinstvene mehanizme delovanja, kot je motnja strukture celične membrane mikroorganizmov za izvajanje protimikrobnih učinkov. Na področju biomedicine veljajo protimikrobni peptidi za potencialna zdravila za reševanje težav z odpornostjo na antibiotike.
Funkcije peptidov
(1) Regulacija fizioloških funkcij
1. Hormonska regulacija: Številni peptidni hormoni igrajo pomembno regulativno vlogo v telesu. Insulin je peptidni hormon, ki ga izločajo beta celice trebušne slinavke in uravnava raven glukoze v krvi, spodbuja celični privzem in uporabo glukoze ter vzdržuje stabilno raven glukoze v krvi. Če je izločanje insulina nezadostno ali njegovo delovanje nenormalno, lahko povzroči zvišano raven glukoze v krvi in povzroči sladkorno bolezen.
2. Nevronska regulacija: nevropeptidi igrajo vlogo pri prenosu informacij in regulaciji v živčnem sistemu. Endorfini imajo analgetične učinke, podobne morfiju, saj se vežejo na opioidne receptorje na površini nevronov, da ublažijo prenos bolečinskih signalov. Nevropeptidi sodelujejo tudi pri uravnavanju fizioloških procesov, kot so razpoloženje, spanje in apetit.
(2) Sodelovanje pri imunski regulaciji
1. Izboljšanje aktivnosti imunskih celic: nekateri peptidi lahko spodbudijo proliferacijo in diferenciacijo imunskih celic ter povečajo njihovo aktivnost. Na primer, timozin pospešuje zorenje in diferenciacijo limfocitov T, krepi celično imunsko funkcijo telesa in se pogosto uporablja pri zdravljenju bolnikov z oslabljenim imunskim delovanjem.
2. Uravnavanje izločanja imunskih faktorjev: Peptidi lahko uravnavajo izločanje različnih imunskih faktorjev s strani imunskih celic in tako ohranjajo imunsko ravnovesje. Nekateri protimikrobni peptidi lahko uravnavajo izločanje vnetnih citokinov, s čimer povečajo vnetni odziv telesa za obrambo pred invazijo patogenov in zavirajo čezmerne vnetne odzive v kasnejših fazah vnetja, da zmanjšajo poškodbe tkiva.
(3) Spodbujanje metabolizma snovi
1. Presnova beljakovin: Peptidi sodelujejo pri sintezi in razgradnji beljakovin. Med sintezo beljakovin se aminokisline povežejo s peptidnimi vezmi v peptidne verige, ki se nato sestavijo v beljakovine s posebnimi funkcijami. Proteaze v telesu lahko hidrolizirajo beljakovine v peptidne segmente, ki se nadalje razgradijo v aminokisline, kar zagotavlja prehrano in energijo za telo.
2. Presnova maščob: nekateri peptidi lahko uravnavajo aktivnost encimov, ki sodelujejo pri presnovi maščob, vplivajo na sintezo in razgradnjo maščob. Nekateri peptidi lahko pospešijo oksidacijo maščobnih kislin, zmanjšajo kopičenje maščob v telesu in imajo lahko potencialno uporabo pri preprečevanju in zdravljenju debelosti.
Uporaba peptidov
(1) Farmacevtsko področje
1. Razvoj zdravil:
Protimikrobna zdravila: Glede na naraščajoče vprašanje odpornosti na antibiotike so protimikrobni peptidi postali žarišče pri razvoju novih protimikrobnih zdravil. Protimikrobni peptidi kažejo odlične zaviralne učinke proti različnim bakterijam, odpornim na zdravila, in imajo edinstvene mehanizme delovanja, pri katerih je manj verjetno, da bodo razvili odpornost. Protimikrobni peptidi, pridobljeni iz žabje kože, so pokazali obetavne rezultate pri zdravljenju kožnih okužb in drugih stanj.
Druga zdravila: zdravila na osnovi peptidov se uporabljajo tudi za zdravljenje različnih bolezni, kot so bolezni srca in ožilja ter sladkorna bolezen. Analogi glukagonu podobnega peptida-1 (GLP-1) za zdravljenje sladkorne bolezni lahko posnemajo fiziološke učinke GLP-1, spodbujajo izločanje insulina, znižajo raven glukoze v krvi in imajo prednost nizkega tveganja za hipoglikemijo.
2. Nosilci zdravil: Peptidi lahko služijo kot nosilci zdravil za izboljšanje ciljanja zdravil in biološke uporabnosti. S povezovanjem zdravil s peptidi s ciljnimi lastnostmi je mogoče zdravila natančno dostaviti na mesto bolezni, kar zmanjša poškodbe normalnih tkiv. Peptidni nosilci lahko tudi izboljšajo topnost in stabilnost zdravila, kar poveča terapevtsko učinkovitost.
(2) Živilska industrija
1. Prehransko obogatitev: Peptidi imajo odlične prehranske lastnosti in so zlahka prebavljivi in absorbirani, zaradi česar so primerni kot prehranski obogateni hrani. Na primer, dodajanje kazeinskih peptidov formuli za dojenčke lahko poveča hranilno vrednost formule in spodbuja rast in razvoj dojenčka. Posebnim skupinam prebivalstva, kot so starejši in bolniki po kirurški rehabilitaciji, lahko živila, bogata s peptidi, zagotovijo visokokakovostne beljakovine, ki jih je enostavno absorbirati, da zadovoljijo njihove prehranske potrebe.
2. Izboljšanje okusa: nekateri peptidi imajo edinstvene okuse in jih je mogoče uporabiti za izboljšanje teksture in okusa hrane. Nekateri peptidi, bogati z umamijem, lahko okrepijo umami okus hrane in s tem izboljšajo njegovo kakovost. Poleg tega lahko peptidi služijo kot ojačevalci okusa in sinergirajo z drugimi spojinami okusa, da izboljšajo splošni profil okusa hrane.
3. Konzerviranje in protimikrobne lastnosti: protimikrobni peptidi lahko zavirajo rast mikrobov in se lahko uporabljajo kot naravni konzervansi v prehrambeni industriji. Dodajanje protimikrobnih peptidov hrani lahko podaljša rok uporabnosti, zmanjša uporabo kemičnih konzervansov in poveča varnost hrane. Na primer, vključitev protimikrobnih peptidov v mesne izdelke, mlečne izdelke in druga živila lahko učinkovito zavira rast bakterij in plesni ter tako ohranja svežino hrane.
(3) Kmetijsko polje
1. Regulacija rasti rastlin: Peptidni hormoni rastlinskega izvora, kot so rastlinski sulfonski peptidi (PSK), igrajo pomembno vlogo pri rasti, razvoju in imunosti rastlin. PSK lahko spodbujajo delitev in rast rastlinskih celic, uravnavajo reproduktivne procese rastlin in inducirajo embriogenezo somatskih celic. V kmetijski proizvodnji lahko eksogena uporaba PSK ali regulacija ravni PSK v rastlinah poveča donos in kakovost pridelka.
2. Zatiranje škodljivcev in bolezni: protimikrobne peptide je mogoče uporabiti kot biološke pesticide za zatiranje škodljivcev in bolezni v pridelkih. V primerjavi s kemičnimi pesticidi imajo protimikrobni peptidi prednosti, kot sta prijaznost do okolja in minimalni ostanki. Na primer, nekateri protimikrobni peptidi, pridobljeni iz žuželk, lahko zavirajo rast rastlinskih patogenov, kar zagotavlja učinkovit nadzor nad boleznimi pridelkov. Poleg tega lahko nekateri peptidi motijo rast, razvoj in razmnoževanje škodljivcev, s čimer dosežejo cilje zatiranja škodljivcev.
(4) Kozmetika
1. Vlaženje in obnavljanje: Peptidi imajo odlične vlažilne lastnosti, povečujejo vlažnost kože in ohranjajo navlaženost kože. Nekateri peptidi lahko tudi spodbujajo popravilo in regeneracijo kožnih celic ter izboljšajo funkcijo kožne pregrade. Kolagenski peptidi lahko obnovijo kolagen v koži, zmanjšajo nastajanje gub in naredijo kožo bolj čvrsto in gladko.
2. Beljenje in preprečevanje staranja: nekateri peptidi lahko zavirajo sintezo melanina in tako dosežejo učinek beljenja. Glutation lahko zmanjša proizvodnjo melanina z zmanjšanjem predhodnika melanina dopakinona. Peptidi imajo tudi antioksidativne lastnosti, pomagajo pri izločanju prostih radikalov v telesu, upočasnjujejo staranje kože in ohranjajo mladosten videz.
Trenutno stanje raziskav peptidov
Trenutni status raziskav: Trenutno je bil v raziskavah peptidov dosežen pomemben napredek. V osnovnih raziskavah se razumevanje strukture, delovanja in mehanizmov delovanja peptidov še naprej poglablja. Z naprednimi biotehnologijami, kot sta genski inženiring in proteinski inženiring, je mogoče peptide učinkovito sintetizirati in spreminjati, kar odpira več možnosti za njihovo uporabo. V aplikativnih raziskavah se uporaba peptidov na področjih, kot so medicina, prehrana in kmetijstvo, širi, na trg pa prihaja vse več izdelkov na osnovi peptidov.
Zaključek
Kot pomemben razred biomolekul imajo peptidi edinstvene strukture, različne klasifikacije in široke funkcije. Na številnih področjih, kot je medicina, so peptidi pokazali pomembno uporabno vrednost.
Viri
[1] Li Y, Di Q, Luo L, et al. Fitosulfokinski peptidi, njihovi receptorji in funkcije [J]. Meje v znanosti o rastlinah, 2024, 14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Peptidi z različnimi funkcijami iz škorpijonovega strupa: odlična priložnost za zdravljenje najrazličnejših bolezni [J]. Iran Biomed J, 2023,27(2 & 3):84-99.DOI:10.61186/ibj.3863.
[3] Singh T, Choudhary P, Singh S. Protimikrobni peptidi: mehanizem delovanja [M]//Enany S, Masso-Silva J, Savitskaya A. Vpogled v protimikrobne peptide. Rijeka: IntechOpen, 2022.DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Kwatra B, Zafar J, Choudhary M, et al. ANALEPTIČNE UPORABE PEPTIDOV[J]. Mednarodni časopis za medicinske in biomedicinske študije, 2021, 5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Sultana A, Luo H, Ramakrishna S. Protimikrobni peptidi in njihova uporaba v biomedicinskem sektorju [J]. Antibiotiki-Basel, 2021,10(9).DOI:10.3390/antibiotics10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q, et al. Uporaba v prehrani: Peptidi kot ojačevalci okusa[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 Defense Peptides: Immunomodulator Functions and Translational Prospects [J]. Napredek v eksperimentalni medicini in biologiji, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
