Peptidų biologinė svarba

Žmogaus organizme susidaro daug peptidų, pasižyminčių dideliu fiziologiniu aktyvumu. Aminorūgščių kiekis biologiškai aktyviuose peptiduose svyruoja nuo 3 iki 50. Prie mažiausių peptidų galima priskirti tirotropiną atpalaiduojantį hormoną ir glutationą, taip pat enkefalinus, turinčius penkias aminorūgščių liekanas. Tačiau daugelyje biologiškai aktyvių peptidų yra daugiau kaip 10 aminorūgščių liekanų. Pavyzdžiui, į neuropeptido Y (reguliuojančio apetitą) sudėtį įeina 36 aminorūgščių liekanos, o į kortikoliberino – 41 aminorūgštis. Kai kurie peptidiniai hormonai sintetinami iš neaktyvių baltyminių pirmtakų, kuriuose specialios proteazės fermentai skelia tam tikras peptidines jungtis. Pavyzdžiui, angiotenzinas II – oktopeptidas, susidaro iš didelio kraujo plazmos baltymo angiotenzinogeno, veikiant dviem proteazėms. Pirmoji proteazė reninas nuo angiotenzinogeno N-galo atskelia 10 aminorūgščių liekanų peptidą, vadinamą angiotenzinu I. Antra proteazė karboksidipeptidazė nuo angiotenzino I C-galo atskelia dvi aminorūgštis, ir susidaro biologiškai aktyvus angiotenzinas II, dalyvaujantis reguliuojant arterinį kraujospūdį ir vandens-druskų apykaitą organizme.

Kai kurie biologiškai aktyvūs peptidai gali būti sudaryti iš neįprastų aminorūgščių arba turi neįprastą peptidams ryšį tarp aminorūgščių. Pavyzdžiui, tripeptidas glutationas, čia glutamino rūgštis sujungta su kita aminorūgštimi ne a-karboksilgrupe, o ¡-karboksilgrupe.

Glutationas

Glutationas yra labai paplitęs žmogaus organizme peptidas. Jis panaudojamas oksidacijos-redukcijos reakcijų metu kaip vandenilio donoras ir akceptorius. Tai yra svarbu tam tikrų fermentų veiklai. Peptidų funkcijai labai svarbi aminorūgščių sudėtis. Pakeitus aminorūgščių sudėtį, dažnai išnyksta vienos savybės, o atsiranda kitos. To pavyzdys gali būti oksitocinas ir vazopresinas. Pagumburyje oksitocinas ir vazopresinas susidaro proteolizės proceso metu iš stambesnių pirmtakų. Iš pagumburio nerviniais pluoštais įeidami į sekrecines granules, patenka į aksonų nervines galūnes, esančias užpakalinėje posmegeninės liaukos dalyje. Veikiami specialių skatiklių šie hormonai patenka į kraują. Abu hormonai turi po 9 aminorūgščių liekanas. Nors pagal aminorūgščių seką abu hormonai labai panašūs, bet gerokai skiriasi fiziologinėmis funkcijomis (struktūros 3 ir 8 padėties pokyčiai). Šiaip oksitocinas į kraują išskiriamas maitinant kūdikį, jis sutraukia pieno kanalėlius ir skatina pieno išsiskyrimą. Be to, oksitocinas skatina gimdos lygiųjų raumenų susitraukimą gimdymo metu. Skirtingai nuo oksitocino, vazopresinas inkstuose didina vandens reabsorbciją, sumažėjus arterinio kraujo spaudimui arba kraujo tūriui. Todėl kitas šio hormono pavadinimas – antidiurezinis. Be to, vazopresinas skatina lygiųjų raumenų kraujagyslių spazmus (susitraukimą). Pažymėtina, kad 8 vietoje esanti aminorūgštis Arg svarbi antidiureziniam aktyvumui, o aminorūgštis, turinti hidrofobinį radikalą Phe ir esanti 3 padėtyje, svarbi lygiųjų raumenų konstrikcijai (žr. Oksitocinas ir Vazopresinas). Peptidai yra stiprūs biologinių procesų reguliatoriai, todėl juos galima panaudoti vaistinių medžiagų sintezei. Tačiau pagrindinis trūkumas yra jų greitas skilimas organizme. Todėl pagrindinis dėmesys kreipiamas ne į peptidų struktūros nagrinėjimą, bet į sintetinių analogų sintezę, stengiamasi gauti tikslinius peptidus su pakeista jų struktūra ir funkcijomis. Pavyzdžiui, 1-deamino-8-D-argininvazopresinas (DAV). Šio peptido struktūroje nėra N-gale aminogrupės, o vietoje 8 padėties L-arginino yra D-argininas. Toks sintetinis peptidas pasižymi tik antidiureziniu aktyvumu. Jis yra gana stabilus ir organizme ilgą laiką išlieka aktyvus.

Iš galvos smegenų išskirtas d-peptidas (miego) ir daug kitų neuropeptidų, kurie dalyvauja atminties, mokymosi ir kituose biocheminiuose procesuose. Norint padidinti peptidų stabilumą organizme, naudojami jų cheminės sintezės metodai. Čia viena ar kelios L-aminorūgštys pakeičiamos D-aminorūgštimis, nesumažinant peptido cheminio poveikio ir apsaugant nuo proteazės poveikio ir taip ilginant jų veikimą. Dirbtinis genoinžinerinis dipeptidas, sudarytas iš asparagino rūgšties L izomero ir fenilalanino metilo esterio, vadinamas aspartamu.

 Aspartamas

Jis šimtą kartų saldesnis už cukrų ir vartojamas kaip saldiklis. Organizme jis skyla į dvi laisvas aminorūgštis ir visiškai nekenksmingas organizmui. Rekomenduojamas kaip saldiklis diabetikams. Iš žmogaus ir kitų gyvūnų prieširdžių, bet ne skilvelių, išskirti biologiškai aktyvūs peptidai vadinami atriopeptidais. Atriopeptidai sudaryti iš įvairaus skaičiaus (23–100) aminorūgščių liekanų. Būtina sąlyga jų biologiniam aktyvumui yra 17 aminorūgščių žiedinė struktūra, kuri būna susidarant disulfidiniams tilteliams tarp dviejų cisteino molekulių. Jų fiziologinis poveikis yra priešingas renino-angiotenzino-aldosterono sistemos poveikiui. Atriopeptidai skatina natrio chlorido išsiskyrimą pro inkstus, nes greitina filtraciją kanalėliuose ir slopina natrio ir chloro jonų reabsorbciją kanalėliuose. Jie pasižymi vazodilataciniu poveikiu, nes atpalaiduoja kraujagyslių lygiuosius raumenis. Viduląsteliniu atriopeptidų poveikio tarpininku yra ciklinis guanozinmonofosfatas (GMP), kurio sintezė padidėja dėl membranų guanilatciklazių aktyvumo padidėjimo. Adenilatciklazės aktyvumas dėl atriopeptidų įtakos yra sumažėjęs.

Atsižvelgiant į fiziologinį poveikį, ištirtus ir išnagrinėtus peptidus galima suskirstyti į grupes:

–      Peptidai, pasižymintys hormoniniu aktyvumu (oksitocinas, vazopresinas, pagumburio atpalaiduojantys hormonai, melanoidus skatinantis hormonas, gliukagonas ir kt.).

–      Peptidai, reguliuojantys virškinimo procesus (gastrinas, cholecistokininas, kraujagyslių ir žarnyno peptidas, skrandžio slopinamasis peptidas ir kt.).

–      Peptidai, reguliuojantys kraujagyslių tonusą ir arterinį slėgį (bradikininas, kalidinas, leptinas, melanocitus skatinantis hormonas, b-endorfinai).

–      Peptidai, pasižymintys skausmą malšinančiu poveikiu (enkefalinai ir endorfinai ir kiti opioidiniai peptidai). Toks jų poveikis šimtus kartų didesnis negu morfino.

–      Peptidai, įsitraukiantys į CNS veiklą ir biocheminius procesus, reguliuojančius miego mechanizmus, mokymąsi, atmintį, baimės jausmą.

Tačiau toks peptidų padalijimas yra sąlyginis. Nustatyta, kad daugelis peptidų pasižymi plačiu veiklos spektru.

Šaltinis | Dažniausiai vartojamų biomedicinos terminų ir sąvokų aiškinamasis žinynas | Lietuvos sveikatos mokslų universitetas | Akademikas Profesorius Antanas Praškevičius, Profesorė Laima Ivanovienė