Від Cocer Peptides 
1 місяць тому
УСІ СТАТТІ ТА ІНФОРМАЦІЯ ПРО ПРОДУКТИ, НАДАНІ НА ЦЬОМУ ВЕБ-САЙТІ, ПРИЗНАЧЕНІ ВИКЛЮЧНО ДЛЯ ПОШИРЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ ТА НАВЧАЛЬНИХ ЦІЛЕЙ.
Продукти, представлені на цьому веб-сайті, призначені виключно для досліджень in vitro. Дослідження in vitro (лат. *in glass*, що означає в скляному посуді) проводяться поза людським тілом. Ці продукти не є фармацевтичними препаратами, не були схвалені Управлінням з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США (FDA) і не повинні використовуватися для профілактики, лікування або лікування будь-яких захворювань, хвороб чи недуг. Законом суворо заборонено введення цих продуктів в організм людини або тварини в будь-якому вигляді.
Огляд
Пептиди є важливим класом біомолекул, які відіграють значну роль у галузі наук про життя. Від фізіологічної регуляції всередині організмів до практичного застосування в різних галузях промисловості, пептиди демонструють великий потенціал і різноманітність.
Рисунок 1. Механізм дії антимікробних пептидів.
Основні поняття про пептиди
(1) Визначення пептидів
Пептиди - це сполуки, утворені амінокислотами, з'єднаними пептидними зв'язками. Пептидний зв’язок утворюється, коли карбоксильна група однієї амінокислоти дегідратується та конденсується з аміногрупою іншої амінокислоти, таким чином з’єднуючи кілька амінокислот з утворенням пептидного ланцюга. Коли кількість амінокислот невелика, це називається олігопептидом; коли кількість амінокислот велика, його називають поліпептидом. У живих організмах багато коротких пептидів зі специфічними функціями, таких як трипептиди та тетрапептиди, можуть точно виконувати певні фізіологічні завдання.
(2) Структура пептидів
1. Первинна структура: це стосується послідовності амінокислот у пептидному ланцюзі, яка є основною структурою пептиду та визначає його специфічність і функцію. Різні амінокислотні послідовності надають пептидам різні хімічні властивості та біологічну активність. Певні антимікробні пептиди мають специфічні амінокислотні послідовності, які дозволяють їм специфічно зв’язуватися з мембранами бактеріальних клітин і руйнувати їх.
2. Вторинна структура: локальна просторова структура, утворена взаємодіями, такими як водневі зв’язки всередині пептидного ланцюга, включаючи загальні структури, такі як α-спіралі та β-листи. Ці структури допомагають у подальшому згортанні та стабілізації пептидного ланцюга, відіграючи вирішальну роль у його функціональній активності. У деяких білкових сегментах утворення α-спіралей підвищує стабільність і функціональну активність білка.
3. Третинна структура: тривимірна просторова структура, утворена шляхом подальшого згортання та згортання пептидного ланцюга на основі вторинної структури. Третинна структура визначає загальну форму пептиду та експозицію функціональних ділянок, що є вирішальним для взаємодії з іншими молекулами. Третинна структура певних пептидів факторів росту визначає їхню здатність зв’язуватися зі специфічними рецепторами клітинної поверхні, тим самим ініціюючи ріст клітин і сигнали диференціації.
Малюнок 2 Робоча модель біосинтезу PSK, сигналізації та функцій. Попередники PSK (pPSK) зазнають сульфатації тирозину (позначено червоним S), що каталізується TPST у цис-Гольджі з наступним протеолітичним розщепленням в апопласті.
Класифікація пептидів
(1) Класифікація за джерелом
1. Пептиди тваринного походження: отримані з тваринних тканин і рідин організму, такі як казеїнові пептиди, витягнуті з молока, які мають різні фізіологічні дії, зокрема сприяють засвоєнню кальцію та регулюють імунітет. Перевага пептидів тваринного походження полягає в їх добрій сумісності з організмом людини, завдяки чому вони легко засвоюються і використовуються організмом людини.
2. Пептиди рослинного походження: витягнуті з рослин, такі як соєві пептиди та пептиди пшениці. Пептиди рослинного походження мають переваги широко поширених джерел сировини та нижчої вартості, а також володіють різноманітною біологічною активністю, такою як антиоксидантна дія та ефект зниження артеріального тиску. Численні дослідження показали, що соєві пептиди можуть знижувати рівень холестерину та сприяти здоров’ю серцево-судинної системи.
3. Пептиди мікробного походження: виробляються шляхом мікробної ферментації, наприклад, антимікробні пептиди, що виробляються певними бактеріями. Пептиди, отримані з мікроорганізмів, мають унікальні протимікробні механізми та виявляють хороші інгібіторні ефекти проти стійких до ліків бактерій, що має потенційну цінність у фармацевтичній галузі.
(2) Класифікація за функціями
1. Біоактивні пептиди: ці пептиди мають численні фізіологічні регуляторні функції, такі як регулювання артеріального тиску, рівня цукру в крові та імунітету. Інгібітори ангіотензинперетворюючого ферменту (пептиди ІАПФ) можуть пригнічувати активність ангіотензинперетворюючого ферменту, тим самим знижуючи артеріальний тиск, і мають значні терапевтичні наслідки для пацієнтів з гіпертензією.
2. Антимікробні пептиди: ці пептиди можуть пригнічувати або вбивати мікроорганізми, такі як бактерії, гриби та віруси. Вони існують у природі та мають унікальні механізми дії, наприклад, руйнують структуру клітинної мембрани мікроорганізмів для здійснення антимікробної дії. У галузі біомедицини антимікробні пептиди вважаються потенційними ліками для вирішення проблем стійкості до антибіотиків.
Функції пептидів
(1) Регуляція фізіологічних функцій
1. Гормональна регуляція: багато пептидних гормонів відіграють важливу регуляторну роль в організмі. Інсулін — це пептидний гормон, що виділяється бета-клітинами підшлункової залози, який регулює рівень глюкози в крові, сприяє поглинанню та використанню глюкози клітинами та підтримує стабільний рівень глюкози в крові. Якщо секреція інсуліну недостатня або його функція ненормальна, це може призвести до підвищення рівня глюкози в крові та викликати діабет.
2. Нейронна регуляція: нейропептиди відіграють певну роль у передачі інформації та регуляції в нервовій системі. Ендорфіни мають анальгетичну дію, подібну до морфіну, зв’язуючись з опіоїдними рецепторами на поверхні нейронів, щоб полегшити передачу сигналів болю. Нейропептиди також беруть участь у регуляції фізіологічних процесів, таких як настрій, сон і апетит.
(2) Участь в імунній регуляції
1. Посилення активності імунних клітин: деякі пептиди можуть стимулювати проліферацію та диференціювання імунних клітин, підвищуючи їхню активність. Наприклад, тимозин сприяє дозріванню та диференціюванню Т-лімфоцитів, посилюючи клітинну імунну функцію організму, і зазвичай використовується в лікуванні пацієнтів з ослабленою імунною функцією.
2. Регулювання секреції імунних факторів: Пептиди можуть регулювати секрецію різних імунних факторів імунними клітинами, підтримуючи імунний баланс. Певні антимікробні пептиди можуть регулювати секрецію запальних цитокінів, посилюючи запальну реакцію організму для захисту від вторгнення патогенів і пригнічуючи надмірні запальні реакції на пізніх стадіях запалення, щоб зменшити пошкодження тканин.
(3) Стимулювання метаболізму речовин
1. Білковий метаболізм: Пептиди беруть участь у синтезі та розпаді білків. Під час синтезу білка амінокислоти з’єднуються пептидними зв’язками, утворюючи пептидні ланцюги, які потім збираються в білки зі специфічними функціями. Протеази в організмі можуть гідролізувати білки на пептидні сегменти, які далі розщеплюються на амінокислоти, забезпечуючи харчування та енергію для організму.
2. Метаболізм жиру: певні пептиди можуть регулювати активність ферментів, які беруть участь у метаболізмі жиру, впливаючи на синтез і розщеплення жиру. Деякі пептиди можуть сприяти окисленню жирних кислот, зменшуючи накопичення жиру в організмі, і можуть мати потенційне застосування в профілактиці та лікуванні ожиріння.
Застосування пептидів
(1) Фармацевтична галузь
1. Розробка ліків:
Антимікробні препарати: враховуючи зростаючу проблему стійкості до антибіотиків, антимікробні пептиди стали гарячою точкою в розробці нових протимікробних препаратів. Антимікробні пептиди виявляють чудові інгібіторні ефекти проти різних бактерій, стійких до ліків, і мають унікальні механізми дії, які менш схильні до розвитку резистентності. Антимікробні пептиди, отримані зі шкіри жаб, показали багатообіцяючі результати в лікуванні шкірних інфекцій та інших станів.
Інші ліки: препарати на основі пептидів також використовуються для лікування різних захворювань, таких як серцево-судинні захворювання та діабет. Аналоги глюкагоноподібного пептиду-1 (GLP-1) для лікування діабету можуть імітувати фізіологічні ефекти GLP-1, сприяти секреції інсуліну, знижувати рівень глюкози в крові та мати низький ризик гіпоглікемії.
2. Носії ліків: Пептиди можуть служити носіями ліків для посилення націлювання ліків і біодоступності. Зв’язуючи ліки з пептидами, які мають націлені властивості, ліки можна точно доставити до місця захворювання, зводячи до мінімуму пошкодження нормальних тканин. Пептидні носії також можуть покращувати розчинність і стабільність ліків, підвищуючи терапевтичну ефективність.
(2) Харчова промисловість
1. Поживне збагачення: Пептиди мають чудові поживні властивості, легко перетравлюються та засвоюються, що робить їх придатними як поживні збагачувачі в їжі. Наприклад, додавання пептидів казеїну до суміші для немовлят може підвищити поживну цінність суміші та сприяти росту та розвитку немовляти. Для особливих груп населення, таких як люди похилого віку та пацієнти після хірургічної реабілітації, продукти, багаті на пептиди, можуть забезпечити високоякісний білок, який легко засвоюється, щоб задовольнити їхні харчові потреби.
2. Покращення смаку: деякі пептиди мають унікальний смак і можуть бути використані для покращення текстури та смаку їжі. Певні пептиди, багаті умамі, можуть посилити смак умамі їжі, тим самим покращуючи її якість. Крім того, пептиди можуть служити підсилювачами смаку, поєднуючись з іншими ароматичними сполуками для покращення загального смакового профілю їжі.
3. Консервація та антимікробні властивості: антимікробні пептиди мають здатність пригнічувати ріст мікробів і можуть використовуватися як природні консерванти в харчовій промисловості. Додавання антимікробних пептидів до їжі може подовжити термін її зберігання, зменшити використання хімічних консервантів і підвищити безпеку харчових продуктів. Наприклад, додавання антимікробних пептидів до м’ясних, молочних продуктів та інших харчових продуктів може ефективно пригнічувати ріст бактерій і цвілі, тим самим зберігаючи свіжість їжі.
(3) Сільськогосподарське поле
1. Регуляція росту рослин: Пептидні гормони рослинного походження, такі як рослинні сульфонові пептиди (PSK), відіграють важливу роль у рості, розвитку та імунітеті рослин. PSK можуть сприяти поділу та росту клітин рослин, регулювати репродуктивні процеси рослин та індукувати ембріогенез соматичних клітин. У сільськогосподарському виробництві екзогенне застосування PSK або регулювання рівня PSK у рослинах може підвищити врожайність і якість сільськогосподарських культур.
2. Боротьба зі шкідниками та хворобами: антимікробні пептиди можна використовувати як біологічні пестициди для боротьби зі шкідниками та хворобами сільськогосподарських культур. Порівняно з хімічними пестицидами антимікробні пептиди пропонують такі переваги, як екологічність і мінімальний залишок. Наприклад, певні антимікробні пептиди, отримані від комах, можуть пригнічувати ріст патогенів рослин, забезпечуючи ефективний контроль хвороб сільськогосподарських культур. Крім того, деякі пептиди можуть порушувати ріст, розвиток і розмноження шкідників, досягаючи цілей боротьби зі шкідниками.
(4) Косметика
1. Зволоження та відновлення: Пептиди мають чудові зволожуючі властивості, збільшуючи вміст вологи в шкірі та підтримуючи гідратацію шкіри. Деякі пептиди також можуть сприяти відновленню та регенерації клітин шкіри, покращуючи функцію шкірного бар’єру. Пептиди колагену можуть відновлювати колаген у шкірі, зменшуючи утворення зморшок і роблячи шкіру більш пружною та гладкою.
2. Відбілювання та запобігання старінню: певні пептиди можуть пригнічувати синтез меланіну, досягаючи ефекту відбілювання. Глутатіон може зменшити вироблення меланіну шляхом зменшення попередника меланіну допахінону. Пептиди також мають антиоксидантні властивості, допомагаючи усунути вільні радикали в організмі, уповільнити старіння шкіри та зберегти молодий вигляд.
Поточний стан досліджень пептидів
Поточний статус дослідження: на даний момент досягнуто значного прогресу в дослідженні пептидів. У фундаментальних дослідженнях розуміння структури, функції та механізмів дії пептидів продовжує поглиблюватися. За допомогою передових біотехнологій, таких як генна і білкова інженерія, можна ефективно синтезувати та модифікувати пептиди, що відкриває більше можливостей для їх застосування. У прикладних дослідженнях використання пептидів у таких галузях, як медицина, харчові продукти та сільське господарство, розширюється, і на ринок надходить все більше продуктів на основі пептидів.
Висновок
Як важливий клас біомолекул пептиди мають унікальні структури, різноманітні класифікації та широкі функції. У багатьох галузях, таких як медицина, пептиди продемонстрували значну цінність застосування.
Джерела
[1] Li Y, Di Q, Luo L та ін. Фітосульфокінові пептиди, їх рецептори та функції [J]. Frontiers in Plant Science, 2024, 14. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266794980.
[2] Pashmforoosh N, Baradaran M. Пептиди з різноманітними функціями з отрути скорпіона: чудова можливість для лікування широкого спектру захворювань [J]. Iran Biomed J, 2023, 27(2 & 3):84-99.DOI:10.61186/ibj.3863.
[3] Сінгх Т., Чоудхарі П., Сінгх С. Антимікробні пептиди: механізм дії [M]//Енані С., Массо-Сільва Дж., Савицька А. Відомості про антимікробні пептиди. Рієка: IntechOpen, 2022.DOI: 10.5772/intechopen.99190.
[4] Kwatra B, Zafar J, Choudhary M та ін. АНАЛЕПТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ПЕПТИДІВ[J]. Міжнародний журнал медичних і біомедичних досліджень, 2021, 5.DOI:10.32553/ijmbs.v5i1.1671.
[5] Султана А, Луо Х, Рамакрішна С. Антимікробні пептиди та їх застосування в біомедичному секторі [J]. Antibiotics-Basel, 2021,10(9).DOI:10.3390/antibiotics10091094.
[6] Fu Y, Amin M, Li Q та ін. Застосування в харчуванні: Пептиди як підсилювачі смаку[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: Immunomodulatory Functions and Translational Prospects [J]. Досягнення в експериментальній медицині та біології, 2019,1117:149-171.DOI:10.1007/978-981-13-3588-4_10.
