Ce sunt peptidele?

O peptidă este un compus chimic biologic care conține doi sau mai mulți aminoacizi conectați unul la celălalt prin legături peptidice. O legătură peptidică este o legătură covalentă care se formează între doi aminoacizi atunci când o grupare carboxil sau capătul C-terminal al unui aminoacid reacționează cu gruparea amino sau capătul N-terminal al unui alt aminoacid într-o reacție de condensare (o moleculă de apă este eliberată în timpul reacției). Legătura rezultată este o legătură CO-NH și formează o moleculă peptidică sau amidă. În mod similar, legăturile peptidice sunt legături amidice.

Cuvântul „peptidă” în sine provine din grecescul πέσσειν, care înseamnă „a digera”. Peptidele sunt o parte esențială a naturii și a biochimiei, iar mii de peptide se găsesc în mod natural în corpul uman și la animale. În plus, noi peptide sunt descoperite și sintetizate în mod regulat și în laborator. Într-adevăr, această descoperire și inovație în studiul peptidelor este promițătoare pentru viitor în domeniile sănătății și dezvoltării farmaceutice.

Peptidele se formează atât în ​​mod natural în organism, cât și sintetic în laborator. Organismul produce unele peptide pe cale organică, cum ar fi peptidele ribozomale și non-ribozomale. În laborator, procesele moderne de sinteză a peptidelor pot crea un număr practic nelimitat de peptide folosind tehnici de sinteză a peptidelor, cum ar fi sinteza peptidelor în fază lichidă sau sinteza peptidelor în fază solidă. Deși sinteza peptidelor în fază lichidă are unele avantaje, sinteza peptidelor în fază solidă este procesul standard de sinteză a peptidelor utilizat astăzi. Citiți mai multe despre sinteza peptidelor.

Prima peptidă sintetică a fost descoperită în 1901 de Emil Fischer în colaborare cu Ernest Fourneau. Oxitocina, prima polipeptidă, a fost sintetizată în 1953 de Vincent du Vigneaud.

Peptidele sunt în general clasificate în funcție de cantitatea de aminoacizi pe care o conțin. Cea mai scurtă peptidă, una compusă din doar doi aminoacizi, se numește „dipeptidă”. În mod similar, o peptidă cu 3 aminoacizi se numește „tripeptidă”. Oligopeptidele se referă la peptide mai scurte formate dintr-un număr relativ mic de aminoacizi, în general mai puțin de zece. Polipeptidele, în schimb, sunt de obicei compuse din mai mult de cel puțin zece aminoacizi. Peptidele mult mai mari (cele compuse din mai mult de 40-50 de aminoacizi) sunt în general denumite proteine.

Deși numărul de aminoacizi conținuți este un factor determinant atunci când vine vorba de diferențierea dintre peptide și proteine, uneori se fac excepții. De exemplu, anumite peptide mai lungi au fost considerate proteine ​​(cum ar fi beta-amiloidul), iar anumite proteine ​​mai mici sunt denumite peptide în unele cazuri (cum ar fi insulina). Pentru mai multe informații despre asemănările și diferențele dintre peptide și proteine, citiți pagina noastră Peptide vs. Proteine.

Peptidele sunt în general împărțite în mai multe clase. Aceste clase variază în funcție de modul în care sunt produse peptidele în sine. De exemplu, peptidele ribozomale sunt produse din traducerea ARNm. Peptidele ribozomale funcționează adesea ca hormoni și molecule de semnalizare în organisme. Acestea pot include peptide tahikinice, peptide intestinale vasoactive, peptide opioide, peptide pancreatice și peptide calcitonice. Antibioticele precum microcinele sunt peptide ribozomale produse de anumite organisme. Peptidele ribozomale trec adesea prin procesul de proteoliză (descompunerea proteinelor în peptide sau aminoacizi mai mici) pentru a ajunge la forma matură.

În schimb, peptidele non-ribozomale sunt produse de enzime specifice peptidelor, nu de ribozomi (ca în cazul peptidelor ribozomale). Peptidele non-ribozomale sunt frecvent ciclice mai degrabă decât liniare, deși pot apărea adesea peptide non-ribozomale liniare. Peptidele non-ribozomale pot dezvolta structuri ciclice extrem de complexe. Peptidele non-ribozomale apar frecvent în plante, ciuperci și organisme unicelulare. Glutationul, o parte cheie a apărării antioxidante în organismele aerobe, este cea mai comună peptidă non-ribozomală.

Peptidele din lapte din organisme sunt formate din proteinele din lapte. Acestea pot fi produse prin descompunerea enzimatică de către enzimele digestive sau de către proteinazele formate de lactobacili în timpul fermentării laptelui. În plus, peptonele sunt peptide derivate din laptele sau carnea de animale care au fost digerate prin digestie proteolitică. Peptonele sunt adesea utilizate în laborator ca nutrienți pentru creșterea ciupercilor și bacteriilor.

Mai mult, fragmentele de peptide se găsesc cel mai frecvent ca produse ale degradării enzimatice efectuate în laborator pe o probă controlată. Cu toate acestea, fragmentele de peptide pot apărea și în mod natural ca urmare a degradării prin efecte naturale.

Există câțiva termeni de bază legați de peptide, cheie pentru o înțelegere generală a peptidelor, a sintezei peptidelor și a utilizării peptidelor în cercetare și experimentare:

Aminoacizi – Peptidele sunt compuse din aminoacizi. Un aminoacid este orice moleculă care conține atât grupări funcționale amină, cât și carboxil. Alfa-aminoacizii sunt elementele constitutive din care sunt construite peptidele.

Peptide ciclice – O peptidă ciclică este o peptidă în care secvența de aminoacizi formează o structură inelară în loc de un lanț liniar. Exemple de peptide ciclice includ melanotan-2 și PT-141 (Bremelanotidă).

Secvența peptidică – Secvența peptidică este pur și simplu ordinea în care reziduurile de aminoacizi sunt conectate prin legături peptidice în peptidă.

Legătură peptidică – O legătură peptidică este o legătură covalentă care se formează între doi aminoacizi atunci când o grupare carboxil a unui aminoacid reacționează cu gruparea amino a unui alt aminoacid. Această reacție este o reacție de condensare (o moleculă de apă este eliberată în timpul reacției).

Maparea peptidelor – Maparea peptidelor este un proces care poate fi utilizat pentru a valida sau descoperi secvența de aminoacizi a unor peptide sau proteine ​​specifice. Metodele de mapare a peptidelor pot realiza acest lucru prin descompunerea peptidei sau proteinei cu enzime și examinarea modelului rezultat al secvențelor de aminoacizi sau baze nucleotidice.

Mimetice peptidice – Un mimetic peptidic este o moleculă care imită biologic liganzii activi ai hormonilor, citokinelor, substraturilor enzimatice, virusurilor sau altor biomolecule. Mimeticele peptidice pot fi peptide naturale, o peptidă modificată sintetic sau orice altă moleculă care îndeplinește funcția menționată anterior.

Amprenta peptidică – O amprentă peptidică este un model cromatografic al peptidei. O amprentă peptidică este produsă prin hidrolizarea parțială a peptidei, care o descompune în fragmente, și apoi prin cartografierea 2D a fragmentelor rezultate.

Bibliotecă de peptide – O bibliotecă de peptide este compusă dintr-un număr mare de peptide care conțin o combinație sistematică de aminoacizi. Bibliotecile de peptide sunt adesea utilizate în studiul proteinelor în scopuri biochimice și farmaceutice. Sinteza peptidelor în fază solidă este cea mai frecventă tehnică de sinteză a peptidelor utilizată pentru prepararea bibliotecilor de peptide.