Peptider: hvad de er, hvordan de fungerer, og hvordan de klassificeres

Peptider er molekyler opbygget af aminosyrer forbundet med peptidbindinger. Nogle deltager i kommunikationen mellem celler, andre tager del i forsvaret mod mikroorganismer, og atter andre dannes under bearbejdning eller nedbrydning af større proteiner. Ordet „peptid” beskriver en bred kategori af molekyler — det betegner ikke ét bestemt stof med én bestemt funktion.

Videnskabelig forskning viser denne enorme mangfoldighed på god vis. Forskere har blandt andet analyseret et naturligt forekommende, menneskeligt tarmhormon, et cyklisk peptid isoleret fra en plante og små peptidfragmenter, der findes i blodet efter indtagelse af proteinhydrolysat. For rigtig at forstå sådanne molekyler er det derfor ikke nok at vide, at de er „peptider”. Deres aminosyresekvens, molekylære struktur, oprindelse, kemiske modifikationer, biologiske kontekst og de eksperimentelle metoder, der er brugt til at undersøge dem, har også betydning. [1] [2] [3]

Denne mangfoldighed forklarer også, hvorfor generelle udsagn som „peptider gør X” kan være vildledende. To molekyler kan tilhøre peptiderne og samtidig variere betydeligt i længde, form, stabilitet, biologisk mål, placering i cellen og funktion. Resultater for ét peptid kan ikke automatisk overføres til et andet, blot fordi de begge tilhører den samme molekylekategori.

I denne artikel forklarer vi grundlæggende elementer i peptidkemi, deres roller i biologiske systemer og de forskellige måder at klassificere dem på. Vi skelner også mellem det, der er blevet direkte målt i individuelle studier, og de bredere konklusioner, hvis bekræftelse ville kræve yderligere evidens.

Hvad er peptider?

Peptider er sammenbundne aminosyrer

aminosyrerest aminosyrerest.

Det kan sammenlignes met bogstaver, der danner et ord. De enkelte bogstaver er bestanddele, men det er først i en bestemt rækkefølge, at de danner et bestemt ord. På samme måde bestemmes et peptid af rækkefølgen af dets aminosyrerester samt de bindinger og modifikationer, der danner dets fulde struktur. Blot at vide, hvilke aminosyrer der er til stede, er ikke tilstrækkeligt til at fastslå molekylets identitet.

To peptider kan for eksempel indeholde det samme sæt aminosyrer, men have dem arrangeret i en anden rækkefølge. De vil da udgøre forskellige molekylære sekvenser og kan have forskellige fysiske, kemiske eller biologiske egenskaber.

Dannelse af en peptidbinding er en kemisk proces, der undersøges eksperimentelt. Stachelhaus og medarbejdere analyserede, hvordan elementer af enzymer, der deltager i ikke-ribosomal peptidesyntese, dannede et produkt bestående af to restgrupper. Ændring af det foreslåede katalytiske sæde umuliggjorde kondensationsreaktionen i det undersøgte eksperimentelle system. Undersøgelsen viser, at dannelse af et peptid kræver en specifik kemisk mekanisme – aminosyrer danner ikke et defineret peptid blot ved at befinde sig ved siden af hinanden. [4]

Termin peptid henviser derfor til den samlede kemiske struktur. Den bør ikke bruges som synonym for aminosyrer, proteintilskud eller nogen blanding af stoffer, der indeholder aminosyrer.

Peptid, polypeptid og protein — beslægtede begreber

Udtrykket „peptid” bruges normalt om en forholdsvis kort aminosyrekæde. „Polypeptid” understreger tilstedeværelsen af en kæde, der indeholder mange aminosyrerester, hvorimod „protein” normalt betegner et biologisk molekyle opbygget af en eller flere polypeptidkæder.

Disse begreber overlapper hinanden delvist, og der findes ikke ét alment gældende antal aminosyrerester, der udgør en absolut grænse mellem dem.

Dette fremgår af den videnskabelige litteratur. Saether og kolleger beskrev kalata B1 som et „polypeptid” bestående af 29 aminosyrer, mens Mierke og kolleger undersøgte et humant neuropeptid Y bestående af 36 aminosyrer. Et molekyl ændrer ikke sin kemiske sammensætning fuldstændigt, blot fordi den ene forfatter betegner det som et peptid, og en anden som et polypeptid. [2] [5]

I nogle undervisningsmaterialer anvendes der tilnærmede numeriske værdier til at skelne mellem peptider og proteiner. Sådanne forenklinger kan være nyttige under indlæringen, men de bør ikke betragtes som en absolut kemisk lov. Den anvendte terminologi påvirkes også af molekylets foldningsmåde, dets biologiske bearbejdning, funktion og historiske navngivning.

Derfor er den faktiske sekvens og antallet af aminosyresekvenser i en præcis beskrivelse ofte mere oplysende end selve kategoriens betegnelse. Skelnen mellem peptid og protein bør heller ikke opfattes som en hierarki med hensyn til kompleksitet, biologisk betydning, virkningsstyrke eller forskningskvalitet.

Et kort peptid kan udvise en meget specifik biologisk aktivitet, mens et betydeligt større protein kan have en helt anden strukturel eller enzymatisk funktion. Molekylets længde er blot én af dets egenskaber.

Selve betegnelsen „peptid” siger ikke noget om, hvordan molekylet virker

Ikke alle peptider er hormoner, antimikrobielle stoffer, signalmolekyler, terapeutiske stoffer eller udviser biologisk aktivitet på samme måde. Det er yderligere egenskaber, som skal påvises for specifikke molekyler.

Selv inden for det samme forskningsområde kan meget ens sekvenser opføre sig forskelligt.

I forsøg, hvor man sammenlignede det fulde molekyle af systemin – et vegetabilsk signalpeptid – med dets kortere fragmenter, konstaterede man for eksempel, at fragmenterne ikke reproducerede de reaktioner, der blev observeret for det fulde peptid. Et af fragmenterne virkede endda modsat det fulde peptid i de undersøgte systemer. Dette er en direkte påmindelse om, at resultater vedrørende det fulde molekyle ikke automatisk kan overføres til et fragment af det, blot fordi det har et lignende navn. [6]

Det samme princip gælder i bredere forstand. En ændring af en enkelt aminosyre, en forkortelse af sekvensen, en ændring af endegruppen, en cyklisering af molekylet eller en anden kemisk ændring kan ændre peptidets egenskaber.

Derfor lyder det mest nyttige spørgsmål set ud fra et videnskabeligt synspunkt sjældent blot således:

„Hvad gør peptider?”

Meget mere præcist er spørgsmålet:

„Hvad gør netop dette peptid med en bestemt sekvens og struktur under de givne eksperimentelle betingelser?”

Denne skelnen er af afgørende betydning for en korrekt fortolkning af forskningen i peptider.

Hvad er peptider opbygget af?

Aminosyrerester og peptidskelettet

Peptider indeholder et backbone dannet af forbundne aminosyrerester. I en typisk peptidbinding er carbonylgruppens kulstofatom hidrørende fra den ene aminosyres carboxylsyregruppe forbundet med nitrogenatomet hidrørende fra den anden aminosyres aminogruppe.

Hver aminosyrerester bidrager også med en sidekæde, der ofte repræsenteres i kemisk notation som R-gruppen, der hjælper med at bestemme molekylets egenskaber.

Sidekæder er ikke blot udskiftelige tilføjelser. Forskelle i elektrisk ladning, polaritet, størrelse, hydrofobicitet, aromatisk karakter og kemisk reaktivitet påvirker peptidets adfærd i opløsning og dets interaktioner med andre molekyler.

Peptidets struktur omfatter således både et gentagende skelet og kemisk forskellige grupper, der er bundet til dette.

Nogle sidekæder kan danne yderligere vektorer inden for det samme molekyle eller med de molekyler, der omgiver det. Disse vekselvirkninger kan påvirke foldningen, opløseligheden, molekylær genkendelse, vekselvirkningen med membraner samt andre egenskaber, der kan måles eksperimentelt.

Undersøgelser af LL-37, et humant forsvarstilknyttet peptid, analyserede sammenhængen mellem dets sekvens, foldning, selvorganisering og interaktion med membraner. En sammenligning med det beslægtede rhesuspeptid viste forskellig adfærd under de undersøgte betingelser. Resultaterne understreger vigtigheden af detaljer i molekylstrukturen i stedet for at antage, at lignende peptider må fungere identisk. [7]

Peptidets retning: N-enden og C-enden

Et typisk lineært peptid har to kemisk forskellige ender.

N-slut betegner den aminocinale ende af kæden, hvorimod C-slut — dets carboxylgruppe.

Peptidsekvenser skrives konventionelt fra N-enden mod C-enden. Retningen er vigtig, da en omvendt rækkefølge af resterne fører til dannelsen af en anden molekylær sekvens.

For eksempel er det hypotetiske peptid Ala-Gly-Ser ikke kemisk identisk med Ser-Gly-Ala, selvom begge indeholder alanin, glycin og serin.

Denne konvention gør det muligt for forskere at registrere sekvenser konsekvent og er særligt vigtig ved sammenligning af peptider, deres fragmenter, prekursorsekvenser og syntetiske varianter.

Endegrupperne af molekylet kan også undergå kemiske modifikationer. Hvis sådanne modifikationer forekommer, bør de inkluderes i beskrivelsen af peptidet, da dets enders kemi kan påvirke molekylets egenskaber.

Sekvens og tredimensionel struktur

Sekvens angiver rækkefølgen af aminosyrerester i et peptid. Den tredimensionelle struktur beskriver derimod, hvordan dette samlede molekyle er arrangeret i rummet. Disse er relaterede oplysninger, men de betyder ikke det samme.

Sekvensen informerer om, hvilke resterne der er forbundet med hinanden, og i hvilken rækkefølge. Strukturel analyse kan derudover afsløre foldning, vindinger, helixer, loops, ringe, disulfidbroer og andre rumlige træk.

Mierke og medarbejdere udførte en kemisk syntese af det menneskelige neuropeptid Y og analyserede derefter dets konformation ved hjælp af flere metoder, herunder nuklear magnetisk resonansspektroskopi. De strukturelle undersøgelser blev udført i en specifik opløsningsmiddelblanding. Resultaterne beskriver derfor peptidet under disse specifikke betingelser og bør ikke præsenteres som bevis for, at molekylet antager nøjagtig den samme struktur i ethvert biologisk miljø. [5]

Peptidets konformation kan blandt andet afhænge af opløsningsmidlets sammensætning, temperatur, pH, det ioniske miljø, koncentration, tilstedeværelsen af andre molekyler samt membranmiljøet.

En fuldstændig videnskabelig beskrivelse kan derfor kræve angivelse af sekvensen, kemiske modifikationer, det eksperimentelle miljø og den anvendte målemetode.

Selve skrivmåden for aminosyresekvensen indeholder ikke alle de oplysninger, der opnås ved strukturanalyser.

Lineære kæder, ringe og yderligere forbindelser

Ikke alle peptider har et åbent skelet. Nogle danner en lukket ring, og andre indeholder yderligere bindinger mellem aminosyrernes sidekæder.

Udtrykket „lineært” refererer til en åben forbindelsesarkitektur og ikke til, at molekylet behøver at forblive fysisk lige i rummet. Et lineært peptid kan bøje sig, folde sig og indtage ordnede konformationer.

Cykliske peptider indeholder en kovalent lukket struktur. Måden, hvorpå ringen dannes, kan variere i de enkelte molekyler.

Peptider kan også indeholde svovlbruger, hvilket vil sige kovalente bindinger, der normalt dannes mellem cysteinrester. Sådanne bindinger kan begrænse de mulige spatielle arrangementer og deltage i organiseringen af strukturen.

Kalata B1 er et godt eksempel på denne arkitektur. Forskere har isoleret den fra planten Oldenlandia affinis, bestemte de dens 29 aminosyrerester, og ved hjælp af undersøgelser, der udnyttede enzymatisk spaltning, bekræftede de skelettets cykliske karakter. De analyserede også dens tredimensionelle organisation og disulfidbindinger. [2]

Disse resultater beskriver arkitekturen af dette specifikke peptid. De beviser ikke, at cykliske peptider generelt er mere aktive, stabile, biologisk vigtigere eller mere nyttige end liniære peptider.

Peptider kan dannes ud fra større prækursorer

Biologisk aktivt peptid dannes ikke altid med det samme i sin endelige form. Cellen kan først danne en større forløbermolekyle, som derefter undergår yderligere bearbejdning, herunder klipning og fjernelse af specifikke fragmenter.

Dette betyder, at der under dannelsen af det endelige peptid kan forekomme flere indbyrdes relaterede molekylære formler.

Proinsulin er et godt eksempel på denne praksis. En gennemgang af analytiske metoder beskriver omdannelsen af proinsulin til insulin og C-peptid via mellemformer. Den forklarer også, hvorfor laboratoriemetoder skal skelne mellem nært beslægtede precursorer og omdannede molekyler i stedet for at behandle dem som én parameter. [8]

Original eksperimentel forskning giver et mere detaljeret eksempel. Davidson og Hutton isolerede et enzym fra rotteinsulinomvæv, der var i stand til at fjerne basiske aminosyrerester fra proinsulin-afledte substrater, hvilket førte til dannelse af insulin. I den anvendte test forårsagede enzymet ikke yderligere nedbrydning af modent insulin. Resultatet støtter konceptet om selektiv bearbejdning, selvom vævskilden og eksperimentets laboratoriekarakter begrænser muligheden for en bredere fortolkning af det enkelte studie. [9]

Prækursorbearbejdning viser en anden vigtig princip: beslægtede molekyler, der deltager i en enkelt biologisk vej, bør ikke automatisk betragtes som udskiftelige. En prækursorkilde, en mellemform, et fragment dannet ved spaltning og et modent produkt kan have forskellige strukturer og biologiske egenskaber.

Hvordan dannes peptider?

Peptider kan dannes som et resultat af flere forskellige biologiske og laboratoriemæssige processer.

I mange biologiske systemer dannes prækursormolekyler, der indeholder peptidsekvenser, via ribosomal translation, hvor den genetiske information endeligt bestemmer rækkefølgen af aminosyrer i den dannede kæde. Den dannede prækursor kan derefter undergå enzymatisk spaltning og andre posttranslationelle modifikationer.

Inaktive peptider dannes i processen ikke-ribosomal peptidesyntese, hvor specialiserede enzymsystemer kobler bestanddele af aminosyresyreoprindelse sammen uden brug af ribosomet på den traditionelle måde. Stachelhaus og medarbejderes forskning udgør et eksperimentelt eksempel på analyse af mekanismen for bindingsdannelse i et sådant system. [4]

Peptider kan også fremstilles i laboratoriet ved at kemisk syntese. Dette gør det muligt for forskere at forberede specifikke sekvenser til strukturelle, biokemiske, analytiske og andre eksperimenter.

Fremstillingsmåden beskriver vejen til dannelse af molekylet. Den afgør dog ikke i sig selv, om peptidet er biologisk aktivt, klinisk nyttigt, forekommer naturligt eller er egnet til et bestemt formål.

Hvilken rolle spiller peptider i kroppen?

Der findes ikke én enkelt funktion, der er fælles for alle peptider.

Den biologiske rolle af et bestemt peptid afhænger af dets sekvens, struktur, koncentration, placering, molekylære mål, forarbejdningsmåde og det omgivende biologiske miljø.

Nogle peptider overfører signaler mellem celler

Nogle peptider fungerer som biologiske budbringere. Deres virkning afhænger af de modtagende celler og tilstedeværelsen af passende molekylære systemer, der er i stand til at reagere på det.

Signalet er således ikke udelukkende en egenskab ved selve peptidet – den omgivende biologiske kontekst har også betydning.

I et forsøg med mennesker analyserede Kreymann og medarbejdere GLP-1 7-36 amid, et peptid hidrørende fra mavetarmkanalen. Forskerne påviste det i tarmvæv, observerede ændringer i dets koncentration i blodet efter indtagelse af næringsstoffer og analyserede insulinrelaterede svar under kontrollerede infusionsforsøg. Disse observationer var med til at fastslå den fysiologiske signalrolle for dette specifikke peptid. De betyder dog ikke, at peptider som en hel gruppe regulerer blodsukkerniveauet. [1]

Denne sondring er vigtig. Beviser, der bekræfter det hormonale funktion af ét peptid, kan ikke generaliseres til alle molekyler, der indeholder peptidbindinger.

Visse peptider deltager i organismens forsvar

Peptider kan også interagere med mikroorganismer eller biologiske membraner.

LL-37 er et eksempel på et peptid, der undersøges i forbindelse med menneskelige forsvarsmekanismer. I eksperimenter er blandt andet dets selvorganisering og interaktioner med forskellige membranmiljøer blevet analyseret.

Undersøgelser af Xhindoli og medarbejdere har sat peptidets strukturforbindelse i relation til forskelle i interaktionen med membraner og i bakteriemembranernes gennemtrængelighed. Dette er et mekanistisk bevis — det hjælper med at forstå molekylets opførsel i eksperimentelle systemer. Det er dog ikke i sig selv et klinisk studie, der påviser effekten af et produkt indeholdende LL-37 hos mennesker. [7]

Forsvarsrelaterede peptider viser godt, hvorfor molekylær kontekst betyder noget. Aktivitet observeret over for en mikroorganisme eller en modelmembran under laboratorieforhold er ikke automatisk ensbetydende med effektivitet, sikkerhed eller klinisk egnethed hos mennesker.

Nogle peptider udfører intracellulære biokemiske funktioner

Ikke ethvert peptid virker som et signal, der sendes fra én celle til en anden.

Glutation er et intracellulært tripeptid, der deltager i redoxreaktioner, dvs. biokemiske processer forbundet med overførsel af elektroner.

Cabral og medarbejdere undersøgte syntesen af glutathion hos kaniner ved hjælp af mærket vand og massespektrometri. Deres arbejde var koncentreret om målingen af, hvordan dette molekyle dannes og fornyes. Det viser et peptid, der deltager i den intracellulære stofskifte, og ikke et hormon, der overfører signaler mellem organer. Dette var et metodologisk studie på dyr og ikke et bevis på effekterne af at indtage et produkt, der indeholder glutathion. [10]

Glutation viser også, at et peptids længde ikke bestemmer dets biologiske betydning. Det består kun af tre aminosyrerester og deltager alligevel i fundamentale kemiske processer, der foregår i cellerne.

Nogle peptider er produkter af forarbejdning eller nedbrydning

Blot det at påvise et peptid i en biologisk prøve forklarer ikke automatisk, hvorfor det er der.

Den kan fungere som et signalmolekyle, være et mellemprodukt i en omdannelsesproces eller dannes som et resultat af nedbrydningen af et større molekyle.

Proinsulinmålinger skelner mellem prækursormolekyler, mellemprodukter og slutprodukter. Fødevarestudier har derimod vist tilstedeværelsen af peptidfragmenter i blodet efter indtagelse af gelatinehydrolysater. Disse er meget forskellige biologiske kontekster, selvom begge omhandler peptider. [8] [3]

Det påvist fragment skal derfor fortolkes i forhold til dets kilde, struktur, koncentration, forekomsttidspunkt og forskningsspørgsmål.

Påvisning af et molekul er bevis på dets tilstedeværelse. Det er ikke automatisk bevis for dets biologiske funktion.

Denne sondring er særlig vigtig ved fortolkningen af analytiske undersøgelser, der identificerer peptider i blod, væv, fødevareprøver og andre komplekse biologiske materialer.

Hvad viser disse studier — og hvad beviser de ikke?

Forskellige typer undersøgelser besvarer forskellige videnskabelige spørgsmål.

Strukturelle metoder kan karakterisere et molekyles struktur. Biokemiske eksperimenter gør det muligt at analysere molekylære reaktioner og interaktioner. Dyreforsøg gør det muligt at observere biologiske processer i hele organismen. Fysiologiske undersøgelser med mennesker kan måle specifikke reaktioner hos deltagerne.

Typerne af disse beviser kan supplere hinanden, men de er ikke udskiftelige.

Den vigtigste regel er, at styrken og betydningen af beviser afhænger af det spørgsmål, vi forsøger at besvare.

Resultatet af massespektrometrii, der identificerer peptidet, besvarer et andet spørgsmål end celleeksperimentet, der viser receptoraktivitet. Disse to besvarer igen andre spørgsmål end et kontrolleret forsøg med mennesker, der måler den fysiologiske eller kliniske effekt.

Hvordan klassificeres peptider?

Peptider kan klassificeres på flere måder samtidigt. Der findes ikke ét enkelt klassificeringssystem, der omfatter alle deres væsentlige egenskaber.

Klassificering efter antal aminosyrerester

Navne baseret på længde angiver antallet af aminosyrerester i peptidet.

Dipeptid indeholder to rester, tripeptid tre, tetrapeptid fire, og pentapeptid fem.

Terminologier som oligopeptid i polypeptid beskriver større grupper med hensyn til størrelse, men deres grænser kan variere mellem kilder.

Disse navne tillader ikke forudsigelse af molekylets funktion.

Et tripeptid kan deltage i den intracellulære stofskifte, mens et længere peptid kan fungere som et signalmolekyle eller indtage en kompakt cyklisk struktur. Glutation, neuropeptid Y og kalata B1 viser forskellige kombinationer af længde og biologisk kontekst. [10] [5] [2]

Længden svarer derfor på spørgsmålet:

„Hvor mange aminosyrerester indeholder molekylet?”

Den besvarer dog ikke selv spørgsmålet:

„Hvordan virker dette molekyle?”

Klassificering efter struktur

Strukturelle beskrivelser omfatter blandt andet open-chain peptider, cykliske peptider og strukturer, der indeholder disulfidbindinger.

Forskere kan også beskrive specifikke foldningsmønstre, tværbindinger eller kemiske modifikationer, hvis disse er blevet bekræftet ved hjælp af analytiske metoder.

Strukturen og længden svarer på forskellige spørgsmål. Kalata B1 kan beskrives både som et molekyle indeholdende 29 restgrupper og som et peptid med et cyklisk skelet. Ingen af disse beskrivelser erstatter den anden. På samme måde videregiver selve peptidsekvensen ikke alle relevante oplysninger om dens tredimensionelle organisation. [2]

Klassificering efter biologisk rolle

De funktionelle kategorier omfatter blandt andet peptidhormoner, neuropeptider, peptider, der er involveret i organismens forsvar, samt peptider, der deltager i intracellulære biokemiske processer.

Disse kategorier kan overlappe delvist, og tilhørsforholdet til dem bør bero på evidens vedrørende det konkrete molekyle.

De anførte studier giver flere eksempler: GLP-1 udfører en bekræftet hormonel funktion i human fysiologi, LL-37 undersøges i forbindelse med organismens forsvar, hvorimod glutathion deltager i intracellulære redox-processer. „Peptid” er en bred kemisk betegnelse, hvorimod det funktionelle navn beskriver en specifik biologisk rolle. [1] [7] [10]

Den funktionelle klassificering bør derfor udledes af evidens og ikke udelukkende udledes på baggrund af sekvenslængden eller selve betegnelsen „peptid”.

Klassificering efter oprindelse og produktionsmåde

Peptider kan også beskrives efter deres oprindelse eller fremstillingsmetode.

Udtryk som „af menneskelig oprindelse” eller „af vegetabilsk oprindelse” refererer til den biologiske kilde. „Kemisk syntetiseret” beskriver derimod fremstillingsmetoden.

Det er ikke gensidigt udelukkende egenskaber. I laboratoriet kan man syntetisere et peptid med en sekvens, der forekommer naturligt i organismen.

Syntesen af det menneskelige neuropeptid Y udført af Mierke og medarbejdere illustrerer denne forskel godt. Sekvensen stammede fra menneskelig biologi, hvorimod det eksperimentelle materiale blev fremstillet kemisk. Dette betyder ikke, at ethvert syntetisk præparat er identisk i alle væsentlige henseender – derfor anvendte forskerne analytiske metoder til at karakterisere det opnåede materiale. [5]

En anden sondring vedrører den biologiske dannelsesmåde. Mange peptidkæder dannes i en ribosomal synteseproces og kan derefter bearbejdes yderligere. Andre peptider samles af specialiserede enzymsystemer uden for ribosomet. Stachelhaus og medarbejdere undersøgte direkte dannelsen af peptidbindinger ved hjælp af elementer fra et sådant ikke-ribosomalt system. Denne sondring beskriver biosyntesen og ikke hierarkiet af biologisk værdi. [8] [4]

Derfor kan et enkelt peptid have flere korrekte betegnelser på samme tid.

For eksempel kan det samme molekyle beskrives efter antallet af restgrupper, cyklisk arkitektur, biologisk oprindelse og eksperimentelt bekræftet funktion.

Klassificering er mest nyttig, når forfatteren tydeligt angiver, hvilken egenskab ved molekylet der beskrives.

Hvad betyder betegnelserne „bio peptide” og „bioactive peptide”?

Betegnelsen „bio peptide” er ikke en tilstrækkelig præcis videnskabelig term til på det grundlag at identificere et specifikt molekyle, en sekvens eller en bekræftet aktivitet.

Hvis en sådan betegnelse forekommer på etiketter, i produktbeskrivelser eller i en internetforespørgsel, skal man først og fremmest fastslå, hvilken substans den rent faktisk refererer til.

Termin „bioaktivt peptid”, eller Bioaktive peptider, betyder normalt, at der under bestemte betingelser er observeret en eller anden biologisk aktivitet.

Det vigtigste er at fastslå:

• hvilken molekyle blev undersøgt;
• hvilken sekvens og struktur den havde;
• hvilken eksperimentel metode blev anvendt;
• hvilket koncentration eller eksponering der blev undersøgt;
• hvilken effekt blev målt;
• om observationen stammer fra en biokemisk, cellebaseret undersøgelse, et dyreforsøg eller en undersøgelse med deltagelse af mennesker.

At reducere signalresponsen hos en plante, interaktionen med bakterieoverfladen og indvirkningen på menneskets hormonrespons er forskellige former for biologisk aktivitet. De kan ikke sammenlignes med én generel egenskab, der betegnes som „virkning”. [6] [7] [1]

Hvorfor angiver klassificeringen ikke klinisk status?

Den strukturelle eller funktionelle kategori er ikke en kategori for medicinsk godkendelse.

At betegne en molekyle som naturlig, syntetisk, cyklisk, hormonel eller bioaktiv betyder ikke, at den har de beviser, der kræves for medicinsk anvendelse.

Lau og Duns oversigtsartikel om udviklingen af terapeutiske peptider viser, hvordan individuelle molekyler gennemgår forskellige faser af forskning og udvikling. Denne publikation er en historisk gennemgang og ikke en opdateret liste over godkendte produkter. I denne sammenhæng viser den dog en vigtig regel: peptidets kemi og dens status i klinisk udvikling er to separate emner. [11]

En molekyle kan således være interessant videnskabeligt, biologisk aktiv eller vidt undersøgt, uden samtidig at være en godkendt medicin.

Hvor forekommer peptider?

I menneskekroppen

Peptider findes i forskellige væv og biologiske væsker hos mennesker.

Deres placering afhænger af den specifikke molekyle og den analyserede proces. Undersøgelser af GLP-1 har vist, at den er forbundet med fordøjelseskanalen og ændringer i blodkoncentrationen, mens undersøgelser af proinsulin vedrører dens dannelse og behandling i bugspytkirtlen. Disse er konkrete eksempler, ikke beviset for, at ethvert peptid forekommer i alle dele af kroppen. [1] [8]

Det er også værd at skelne mellem tre spørgsmål:

• Hvor dannes peptidet?
• Hvor kan det opdages?
• Hvor virker det biologisk?

Disse steder behøver ikke at være ens.

Et peptid, der dannes i et bestemt væv, kan komme ind i blodet og påvirke et andet væv. Andre peptider deltager i stedet primært i lokale eller intracellulære processer.

Alene detektionen af peptidet i blodet definerer ikke dets koncentrationer eller biologiske aktivitet i andre væv.

I planter og mikrobiologiske systemer

Peptidbiologi rækker langt ud over menneskekroppen.

Forskningen om planter omfattede blandt andet signalering forbundet med systemin og strukturen af B1-kalat. Forskningen om nonribosomal enzymatiske systemer vedrørte i stedet en anden måde at samle peptidsatomer på. [6] [2] [4]

Disse eksempler viser, hvor vigtigt ordet „peptid” er.

En plantepeptid bliver ikke automatisk til et menneskeligt hormon, og et eksperiment vedrørende enzymatisk syntese af en molekyle er ikke en klinisk undersøgelse. Biologisk oprindelse og et eksperimentelt modelsystem forbliver væsentlige elementer i beskrivelsen.

Interkulturelle sammenligninger kan give værdifulde videnskabelige oplysninger, men resultaterne bør altid sammenholdes med det organismer og det eksperimentelle system, hvor de er opnået.

I fragmenter af proteiner fra fødevarer

Proteinene i kosten kan under fordøjelsen danne mindre peptidsubstanser.

Det er imidlertid vigtigt at skelne mellem uforandret protein, proteinhydrolysat og et enkelt rensningspeptid – disse er forskellige materialer.

Proteinhydrolat Indeholder produkter dannet ved nedbrydning af større proteiner til mindre bestanddele. Afhængigt af tilberedningsmetoden kan der være peptider af forskellig længde og frie aminosyrer deri.

Iwai og hans samarbejdspartnere undersøgte gelatinhydrolyser og identificerede flere peptider fra kollagen i blod fra mennesker efter indtagelse. Resultaterne viser, at under bestemte betingelser var det muligt at opdage specifikke fragmenter. De bekræfter dog ikke, at alle peptider fra fødevarer går igennem fordøjelsessystemet uændret, eller at blot at opdage dem betyder, at der er en fysiologisk fordel. [3]

En præcis beskrivelse bør derfor angive udgangsmaterialet samt – hvis det er kendt – de specifikke identificerede fragmenter.

Uttalelserne „indeholder protein”, „indeholder peptider” og „indeholder den specifikke, identificerede peptid” giver forskellige niveauer af information.

I materialerne, der anvendes i laboratorieundersøgelser

Peptider kan syntetiseres, så forskere kan undersøge den kendte sekvens, sammenligne dens varianter, analysere molekylets struktur, analytiske egenskaber eller bestemte biokemiske hypoteser.

I undersøgelsen af neuropeptid Y blev kemisk syntese kombineret med kromatografi, massespektrometri, sekvensanalyse og strukturelle metoder. Dette viser, at At fremstille peptidet og at verificere dets egenskaber er forbundne, men separate opgaver.. [5]

Kemisk syntese fremstiller materiale, der skal repræsentere en bestemt molekylær struktur. Analytisk karakterisering hjælper med at fastslå, om det modtagne materiale faktisk har de forventede egenskaber.

Den samme regel gælder ved fortolkningen af en videnskabelig publikation: betydningen af det undersøgte materiale er afgørende.

Selv navnet på peptidet er ikke nok til at konkludere, at ethvert præparat har den samme sekvens, renhed, kemiske form eller analytiske egenskaber, eller at det er blevet undersøgt under sammenlignelige betingelser.

Hvorfor er sekvensen, strukturen og det eksperimentelle kontekst vigtige?

Studier af peptider bliver langt lettere at tolke, når vi adskiller de tre grundlæggende spørgsmål:

Hvilken molekyle blev undersøgt?

Dette omfatter dens sekvens, restmængden, kemiske modifikationer og strukturelle egenskaber.

Hvor og hvordan blev den undersøgt?

Det skal fastslås, om eksperimentet omfattede renset partikler, celler, isolerede væv, dyr eller mennesker.

Hvilket resultat blev der faktisk målt?

Detektion af en molekyle, binding til en receptor, interaktion med membranen, genekspression, fysiologisk respons og klinisk resultat er forskellige slutpunkter.

Interpretační problemer opstår ofte, når beviser fra et niveau bruges til at underbygge påstande om et andet niveau.

For eksempel:

Peptidet blev fundet i blodet → derfor har det kliniske potentiale

Det er ikke automatisk det rigtige resultat.

Ligeledes:

Peptidet påvirker cellerne i dyrkningen → derfor fremkalder det samme resultat hos mennesker

kræver yderligere dokumentation.

At skille adfærdsmønstrene i en molekyle, den eksperimentelle model og det faktisk målt resultat udgør en praktisk måde at læse peptiddanmarksprojekter på uden at drage konklusioner, der går ud over de tilgængelige data.

Ofte stillede spørgsmål

1. Forekommer peptider naturligt i kroppen?

Ja, mange peptider findes naturligt i menneskekroppen. I undersøgelser med deltagelse af mennesker blev GLP-1 fundet i tarmvævet og ændringer i koncentrationen af det blev observeret i blodet efter indtagelse af næringsstoffer. Studier af proinsulin vedrører bearbejdningen af naturligt fremstillede prekursormolekyler. Disse resultater bekræfter eksistensen af endogene peptider, men de betyder ikke, at enhver substans, der betegnes som et naturligt forekommende peptid, findes naturligt hos mennesker. Nogle sekvenser findes i andre organismer, en del dannes af større molekyler, og andre kan dannes eller modifiseres eksperimentelt. Den naturlige forekomst skal derfor bestemmes for en bestemt molekyle og ikke kun konkluderes ud fra ordet „peptid”. [1] [8]

2. Hvor mange aminosyrer danner et peptid?

Et peptid indeholder mindst to forbundne aminosyrerester, men der findes ikke en almindeligt anvendt maksimalt antal, der klart adskiller peptider fra proteiner. I videnskabelige undersøgelser angives ofte den nøjagtige længde: kalat B1 har 29 restkerner, og neuropeptyd Y — 36; selvom begreberne peptid og polypeptid anvendes delvist sammenflettet. Omtrentlige numeriske grænser kan være nyttige i undervisningen, men de bør ikke betragtes som absolutte kemiske love. Længden hjælper med at identificere en molekyle, men skaber ikke en universel biologisk grænse eller forudsiger funktioner. Derfor er angivelsen af den faktiske restlængde mere præcis end anvendelsen af en fast grænse. [2] [5]

3. Er peptider det samme som aminosyrer?

Nej. Peptider er sammenhængende molekyler dannet af aminosyrerester, mens frie aminosyrer udgør separate molekylære enheder. Forskning i nyribosomalt peptidsyntese har undersøgt de specifikke reaktionsmekanismer, der er nødvendige for at danne et produkt, der indeholder peptidsammenkobling. Denne sondring er vigtig, da blot at blande aminosyrer ikke automatisk fører til dannelsen af en bestemt sekvens. Når aminosyrer indgår i peptidet, bliver deres rækkefølge og kemiske bindinger en del af molekylets identitet. Peptidet skal derfor identificeres på grundlag af dets sammenhængende struktur, og ikke kun ved tilstedeværelsen af de enkelte aminosyrer. [4]

4. Hvad er peptidbinding?

Peptidbinding er en kovalerisk binding mellem grupper, der stammer fra aminosyrer, og udgør en del af peptidskelettet. Chemisk set binder den normalt et kulstofatom i en karboxylgruppe fra et aminosyre med et nitrogenatom fra et andet. Stachelhaus og samarbejdspartnere undersøgte enzymets rolle i dannelsen af denne binding i det nonribosomaliske system, blandt andet ved at modifisere den, så reaktionen ikke kunne udføres. Disse resultater vedrører en specifik mekanisme for peptidsammensætning, men ikke alle måder at danne peptider på. Generelt er det sådan, at peptidbindinger forbinder restene i en bestemt kæde, men de definerer ikke selve den biologiske funktion af denne kæde. [4]

5. Hvad er en polypeptid?

En polypeptid er en kæde af mange aminosyrer forbundet ved peptidbindinger. Begrebet dækker delvist over begreberne „peptid” og „protein”, men betegner i stedet en helt separat kemisk klasse. For eksempel i en publikation om kalatstrukturen B1 bruges betegnelsen „polypeptid” om en molekyle, der indeholder 29 aminosyrer. Dette viser, hvorfor betegnelsen ikke er en præcis målestok for størrelse. Forskellige videnskabelige discipliner og publikationer kan bruge betegnelserne "peptid" og "polypeptid" lidt forskelligt. Sekvensen, antallet af aminosyrer, strukturen og det biologiske kontekst giver således en mere præcis beskrivelse af den undersøgte molekyle. [2]

6. Hvordan adskiller peptider sig fra proteiner?

Peptider og proteiner har en kemisk samklang baseret på aminosyrer, mens betegnelsen „protein” normalt henviser til mere komplekse biologiske molekyler dannet af én eller flere polypeptidkæder. Terminologien overlapper delvist, og en større prekursor kan blive omdannet til mindre produkter, hvilket er tilfældet med konverteringen af proinsulin. Mængden er en del af denne forskel, men den bør ikke betragtes som en universel grænse. Proteiner kan ofte danne komplekse strukturer i højere grad, selvom peptider også kan indtage bestemte tredimensionelle konformationer. Det mest anvendelige begreb bør derfor angive en bestemt molekyltype, antallet af restkerner, strukturen og placeringen i den biologiske proces, i stedet for at være baseret udelukkende på et numerisk kriterium. [8]

7. Kan peptider, der indeholder de samme aminosyrer, virke anderledes?

Ja. En molekyls opførsel afhænger ikke kun af hvilke aminosyrer den indeholder, men også af deres sekvens, kemiske bindinger, modifikationer og tredimensionelle arrangement. Strukturelle undersøgelser af neuropeptidet Y og eksperimenter med fragmenter af systemin viser, hvorfor molekylets sekvens og opstilling kræver en separat analyse. Selv peptider med identisk aminosyreindhold kan være forskellige molekyler, hvis restene forekommer i en anden rækkefølge. Disse undersøgelser giver ikke mulighed for at forudsige opførslen af enhver mulig sekvens, og derfor må to peptider ikke betragtes som ens blot fordi deres aminosyreindhold ligner hinanden. [5] [6]

8. Virker et længere peptid stærkere?

Der findes ingen generel regel, der siger, at et længere peptid fremkalder en stærkere biologisk effekt. Vigtige faktorer er blandt andet sekvensen, strukturen, molekylær formål, koncentration, stabilitet og forsøgsforholdene. Forskning med fragmenter af systemin har vist, at ændringen af molekylet påvirkede dets aktivitet, men har ikke bekræftet en universel sammenhæng mellem længde og biologisk aktivitet. En kort peptid kan have en vigtig og meget specifik biokemisk funktion, hvilket er tilfældet med glutation, mens langt længere peptider kan spille helt andre roller. Længden er derfor et parameter, der beskriver molekylet. En sammenligning af biologiske effekter kræver direkte undersøgelser af specifikke peptider ved brug af det samme, klart definerede slutpunkt. [6] [10]

9. Hvad betyder „biologisk aktivt peptid”?

En bioaktivt peptid er et peptid, for hvilket der er påvist en bestemt biologisk effekt i et specifikt eksperimentelt system. Effekten kan omfatte en cellerespons, interaktion med en receptor, interaktion med membranen, en biokemisk reaktion eller en ændring i en fysiologisk parameter. I undersøgelser af LL-37 er der f.eks. analyseret specifikke strukturelle egenskaber og interaktion med membraner. Sådanne resultater bekræfter ikke automatisk klinisk effekt eller er ikke nødvendigvis relevante for ethvert materiale, der benytter samme betegnelse. Derfor bør begrebet „bioaktivt” ikke forstås som en generel påstand om, at peptidet giver sundhedsmæssige fordele. Begrebet får kun videnskabelig betydning, når en molekyl, et eksperimentelt system, en målt aktivitet og en type bevis er blevet specificeret. [7]

10. Er alle peptider hormoner?

Nej. Hormon er en funktionel kategori, der omfatter nogle peptider, men ikke alle. GLP-1 er et eksempel på et peptid, der undersøges som et menneskeligt tarmhormon, mens glutation er et intracellulært tripeptid, der analyseres i forbindelse med redoxprocesser og dets syntese. Yderligere kategorier omfatter peptider relateret til kroppens forsvar. Disse eksempler viser meget forskellige roller inden for denne samme brede kemiske klasse. At betegne en molekyle som et peptid informerer om dens struktur baseret på aminosyrer. At betegne den som et hormon kræver yderligere beviser for dens signalfunktion i et bestemt biologisk system. [1] [10]

11. Hvad er en peptidhæmmer?

Peptidprækursoren er en molekyle, som som følge af biologisk behandling kan blive til et peptidprodukt. Et velkendt eksempel er proinsulin, hvor der adskilles mellem mellemprodukter fra konverteringen, insulin og peptyd C. Analytiske undersøgelser understreger nødvendigheden af at måle disse forbundne former separat. Behandlingen kan omfatte selektiv enzymatisk spaltning og andre molekylære ændringer, der finder sted før dannelsen af det færdige produkt. Prekursoren bør derfor ikke automatisk tilskrives alle egenskaberne i dets endelige produkt — dens identitet, behandlingsfase, koncentration, lokalisering og målt biologisk aktivitet kræver en separat vurdering. [8] [9]

12. Hvordan adskiller lineære peptider sig fra cycliske peptider?

Linære peptider har en åben krystalstruktur, mens cykliske peptider indeholder en kovalerisk lukket ring dannet af krystalstrukturen eller ved bindinger mellem sidekæder. Navnet „linært” henviser til måden, hvorpå atomerne er forbundet, og betyder ikke, at molekylet skal være fysisk retlinjet. Kalata B1 er et dokumenteret eksempel på en cyklisk peptid med lukket krystalstruktur og yderligere disariske bindinger. Dens strukturelle analyse viser molekylets organisering, men beviser ikke, at alle cykliske peptider opfører sig på samme måde. Den forskel beskriver først og fremmest molekylstrukturen. Effekten af denne struktur på stabilitet, interaktioner, biologisk aktivitet eller andre egenskaber kræver data om det specifikke peptid. [2]

13. Kan kemiske modifikationer ændre peptids egenskaber?

Ja. Ændringer i restaminosammensætningen, slutgrupper, andre kemiske modifikationer eller forbindelsesmetoden kan påvirke peptids fysiske og biologiske egenskaber. Litteraturen om peptids udvikling beskriver brugen af forskellige strukturer og strategier inden for medicinsk kemi, mens strukturelle undersøgelser understreger betydningen af nøjagtig karakterisering af det eksperimentelle materiale. Ændringer kan potentielt påvirke blandt andet ladning, konformitet, interaktioner med andre molekyler samt modtagelighed for kemiske og enzymatiske forandringer. Men en ændring i sig selv garanterer ikke det ønskede eller forudsigelige resultat. En ændret molekyle bør evalueres separat, i stedet for at antage, at alle resultater vedrørende det oprindelige peptid fortsat er aktuelle. [11] [5]

14. Kan et naturligt forekommende peptid også fremstilles syntetisk?

Ja. Forskere kan kemisk syntetisere sekvensen, som også forekommer naturligt. Mierke og hans samarbejdspartnere gjorde dette med humant neuropeptid Y, og derefter brugte de flere analytiske metoder til at karakterisere det opnåede materiale. Dette viser, at den naturlige forekomst og fremstillingsmetoden beskriver to forskellige aspekter af peptidet. „Naturlig” kan henvise til hvor sekvensen forekommer i biologien, mens „syntetisk” beskriver hvordan en bestemt prøve er fremstillet. Det betyder ikke, at ethvert materiale med samme betegnelse er ligeværdigt – under sammenligningen af forskningsmaterialer er fortsat sekvensen, modifikationer, kemisk form, sammensætning, renhed og analytiske egenskaber af betydning. [5]

15. Forekommer peptider uden for menneskekroppen?

Ja. Peptider findes i mange biologiske systemer, herunder planter og mikroorganismer. Forskningen omfattede blandt andet plante-systemin, den cykliske kalat B1, der er isoleret fra Oldenlandia affinis og mekanismer for nedbrydningsfrie peptidsammensætninger. Disse eksempler viser mangfoldigheden af oprindelse, strukturer og biologiske kontekster. De betyder dog ikke, at et peptid fra et andet organisme har den samme funktion hos mennesker. Informationen om det biologiske oprindelse bør derfor adskilles fra påstande om virkning hos mennesker. Intergenetiske undersøgelser kan give væsentlige mekanistiske oplysninger, men overførslen af resultater mellem organismer kræver yderligere beviser. [6] [2] [4]

16. Trækker alle peptiderne i fødevarerne sig gennem blodet i uændret form?

Nej. Beviser, der tyder på, at bestemte fragmenter fra fødevarer findes i blodet, betyder ikke, at alle fødevapedopper absorberes uændret. Kostproteiner kan under fordøjelsen blive betydeligt nedbrudt og danne blandinger af peptider og aminosyrer. Iwai og samarbejdspartnere identificerede specifikke fragmenter fra kollagen efter at deltagere havde indtaget gelatindihydrolyser. Eksperimentet vedrørte et bestemt materiale og de analyserede fragmenter, ikke alle fødevarer, der indeholder protein. Selve opdagelsen af disse fragmenter bekræftede heller ikke sundhedsmæssige fordele. Derfor bør konklusionerne om absorptionen af fødevapedopper forbliver knyttet til det specifikke udgangsmateriale, de analyserede molekyler, de anvendte metoder og forsøgsbetingelser. [3]

17. Hvilke beviser er der brug for for at fastslå peptids virkning?

Arten af beviser bør svare til det påståede, som vi ønsker at verificere. Strukturelle analyser giver mulighed for at bestemme molekylets egenskaber, biokemiske eksperimenter kan undersøge mekanismerne, celler i laboratorieundersøgelser måler bestemte cellereaktioner, forsøg på dyr giver mulighed for at observere processerne i hele organismen, og forsøg med mennesker kan vurdere fysiologiske eller kliniske resultater. Analyser af B1-kalat, systemin og GLP-1 viser forskellige typer videnskabelige spørgsmål. Ingen enkelt type af undersøgelse kan besvare alle disse, og blot at detektionen af en molekyle ikke er det samme som at påvise en effekt. Følgelig betyder ikke blot en celle eller et dyr at have vist en effekt, at det også vil have samme resultat hos mennesker. En nøjagtig beskrivelse bør derfor angive hvilken molekyle der er blevet undersøgt, hvilket eksperimentel model der er anvendt, hvad der faktisk er målt og hvad der fortsat er usikkert. [2] [6] [1]

18. Angiver aminosyresekvensen peptidets identitet?

Aminosyresekvensen er en grundlæggende del af peptids identitet, da den angiver resternes rækkefølge i kæden. Selve sekvensen kan dog ikke beskrive alle de væsentlige egenskaber ved molekylet. Yderligere information kan tilvejebringes ved modifikationer af enderne, cyklisering, disacryl-broer og andre kemiske modifikationer samt tredimensionel strukturering. Strukturelle undersøgelser af kalat B1 og neuropeptidet Y viser, hvorfor både sekvensen og mere avanceret molekylær karakterisering kan have betydning. Derfor bør to materialer, der forekommer under samme generelle betegnelse for peptidet, ikke automatisk betragtes som analytisk identiske uden en mere nøjagtig karakterisering. [2] [5]

19. Skiller syntetiske peptider sig ad fra naturlige peptider?

Begreberne „syntetisk” og „naturligt forekommende” beskriver primært oprindelsen eller fremstillingsmetoden, og ikke automatisk en anden aminosyresekvens. Sekvensen, der forekommer i kroppen, kan også fremstilles kemisk, hvilket er tilfældet med syntesen af det menneskelige neuropeptid Y. Evalueringen af, om to præparater er biologisk sammenlignelige, kræver, at deres sekvens, kemiske modifikationer, struktur, sammensætning og analytiske egenskaber tages i betragtning. Derfor bør ordet „syntetisk” ikke automatisk tolkes som at betyde biologisk anderledes, dårligere, bedre, sikrere eller mere aktivt. Dette er separate spørgsmål, der kræver separate beviser. [5]

20. Beviser detektionen af peptidet i blodet dets biologiske virkning?

Nej. Påvisning betyder, at den anvendte analytiske metode identificerede peptidet eller det materiale, der er forbundet med det, i den undersøgte prøve og under bestemte betingelser. For at påvise biologisk aktivitet kræves yderligere beviser. Iwai og samarbejdspartnere påviste peptidsplitter fra kollagen i blod fra mennesker efter indtagelse af gelatindihydrolysat, men blot ved at påvise disse peptider kunne de ikke bekræfte sundhedsmæssige fordele. Tilsvarende viste undersøgelser af GLP-1 sammenligningen af peptidet med fysiologiske eksperimenter vedrørende bestemte kroppens responser. Disse eksempler viser forskellen mellem bekræftelse af en molekyls tilstedeværelse og påvisning af dens biologiske funktion. [3] [1]

Begrænsninger i fortolkningen af generelle undersøgelser af peptider

Det første vigtige begrænsning er, at Peptider udgør en enorm og meget varieret kategori af molekyler. Resultaterne vedrørende et enkelt peptid må ikke automatisk generaliseres til et andet peptid med en anden sekvens, struktur eller biologisk kontekst.

En anden begrænsning er terminologien. Navne som peptyd, polypeptid, oligopeptid, protein eller bioaktivt peptyd kan bruges lidt forskelligt i forskellige videnskabelige discipliner. Den faktiske sekvens og strukturelle oplysninger er ofte mere præcise end selve betegnelsen på kategorien.

For det tredje er konteksten i eksperimentet vigtig. Et peptid kan opføre sig anderledes afhængigt af opløsningsmiddel, pH, temperatur, koncentration, tilstedeværelse af andre molekyler, cellemiljø eller organisme. Observerede strukturelle ændringer opnået under bestemte betingelser bør derfor ikke automatisk betragtes som en universel adfærd for molekylet.

For det fjerde findes biologiske beviser på mange niveauer. Kemisk identifikation, interaktion med receptoren, celleaktivitet, effekter på dyr, fysiologiske reaktioner hos mennesker og kliniske resultater udgør forskellige typer af beviser.

Femte, naturlig forekomst betyder ikke terapeutisk anvendelighed, og kemisk syntese definerer ikke klinisk status. Oprindelse, fremstillingsmetode, biologisk aktivitet og medicinske beviser er separate egenskaber.

Det er endelig vigtigt at adskille detektion af en molekyle fra påvisning af dens funktion. Identifikation af et peptid i blod, væv eller andre prøver bekræfter dets tilstedeværelse under de betingelser, hvor analysen blev udført. At fastslå hvilken biologisk funktion — hvis nogen — den påviste molekyle har, kræver yderligere beviser.

Sammenfatning

Peptider er molekyler dannet af aminosyrer forbundet ved peptidbindinger, men denne simple definition omfatter et yderst bredt spektrum af strukturer og biologiske sammenhænge.

De kan bestå af kun få reststoffer eller udgøre langt længere kæder. De kan være lineære, cykliske, yderligere sammenflettede, naturligt fremstillede, enzymatisk behandlede, nedbrydes ikke-ribosomalt eller fremstilles ved kemisk syntese. Nogle fungerer som biologiske signaler, andre deltager i kroppens forsvar, en del deltager i intracellulære biokemiske processer, og andre opstår som mellemprodukter eller fragmenter under bearbejdning og nedbrydning af større molekyler.

Af denne grund betegnes betegnelsen peptid Det bør betragtes som navnet på en bred molekylær kategori, og ikke som en forudsigelse af funktionerne.

For at forstå et specifikt peptid ordentligt, er det nødvendigt at besvare flere separate spørgsmål:

• Hvad er hans aminosyresekvens?
• Hvor meget indeholder resten?
• Hvad er dens molekylære struktur?
• Indeholder det yderligere kemiske modifikationer?
• Hvor kommer det fra?
• Hvordan er det fremstillet eller behandlet?
• I hvilket model blev det testet?
• Hvilken biologisk funktion er det egentlig, der er blevet påvist?
• Hvilken type beviser understøtter dette påstande?

Forskningene omtalt i dette artikul viser, hvorfor sådanne sondringer er vigtige. GLP-1 er et eksempel på peptidsignalisering hos mennesker; kalat B1 illustrerer en cyklisk molekylær struktur; neuropeptyd Y illustrerer kemisk syntese og strukturel karakteristika; LL-37 er et eksempel på undersøgelser af beskyttelsesmekanismer; glutation repræsenterer intracellulær peptidsignalisering; proinsulin illustrerer forarbejdningen af prekursorer; mens fragmenter af kollagen fra fødevarer minder os om, hvorfor blot at opdage et peptid ikke automatisk betyder biologiske fordele. [1–10]

Den mest nyttige måde at forstå peptider på er således ikke at spørge, hvad „peptiderne” gør som en hel gruppe. Det er i stedet bedre at identificere den specifikke molekyle først og derefter analysere beviserne om dens sekvens, struktur, oprindelse, biologiske rolle og eksperimentelle kontekst.

Ansvarsfraskrivelse

Artikelne har udelukkende en uddannelsesmæssig og videnskabelig-informativ karakter. Den beskriver peptidernes kemi, metoder til klassificering, biologiske roller og eksempler fra offentliggjorte undersøgelser. Den udgør ikke medicinsk rådgivning, diagnostiske retningslinjer, anbefalinger vedrørende behandling, information om dosering, rådgivning ved valg af produkt eller anbefalinger om anvendelse af et hvilket som helst peptid eller et produkt, der indeholder peptider. Den biologiske aktivitet observeret i biokemiske, celle-, plantebaserede, dyrebaserede eller andre eksperimentelle modeller må ikke automatisk tolkes som bevis for sikkerhed, effektivitet eller klinisk fordel hos mennesker. Det relevante peptid bør vurderes ud fra den undersøgte molekyle, det eksperimentelle model, det målte resultat og kvaliteten af de tilgængelige undersøgelser.

Referencer

[1] Kreymann, B., Williams, G., Ghatei, M. A., & Bloom, S. R. (1987). Glucagon-like peptide-1 7-36: En fysiologisk incretin hos mennesker. The Lancet, 2(8571), 1300–1304. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(87)91194-9.

[2] Saether, O., Craik, D. J., Campbell, I. D., Sletten, K., Juul, J., & Norman, D. G. (1995). Afklaring af den primære og tredimensionelle struktur af det uterotiske polypeptid kalata B1. Biokemi, 34(13), 4147–4158. https://doi.org/10.1021/bi00013a002.

[3] Iwai, K., Hasegawa, T., Taguchi, Y., Morimatsu, F., Sato, K., Nakamura, Y., Higashi, A., Kido, Y., Nakabo, Y., & Ohtsuki, K. (2005). Identifikation af fødevareafledte kollagenpeptider i menneskelig blod efter oral indtagelse af gelatinhydrolysat. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(16), 6531–6536. https://doi.org/10.1021/jf050206p.

[4] Stachelhaus, T., Mootz, H. D., Bergendahl, V., & Marahiel, M. A. (1998). Peptidbindingen i ikke-ribosomalt peptidbiosyntese. Den kondenserende domæns katalytiske rolle. Journal of Biological Chemistry, 273(35), 22773–22781. https://doi.org/10.1074/jbc.273.35.22773.

[5] Mierke, D. F., Durr, H., Kessler, H., & Jung, G. (1992). Neuropeptide Y. Optimeret fastfase-syntese og konformationsanalyse i trifluorethanol. European Journal of Biochemistry, 206(1), 39–48. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1992.tb16899.x.

[6] Meindl, T., Boller, T., & Felix, G. (1998). Planthormonsystemet binder til den N-terminale del af sin receptor, men det kræver den C-terminale del for at blive aktiveret. The Plant Cell, 10(9), 1561–1570. https://doi.org/10.1105/tpc.10.9.1561.

[7] Xhindoli, D., Morgera, F., Zinth, U., Rizzo, R., Pacor, S., & Tossi, A. (2015). Nye aspekter af strukturen og virkningsmekanismen for det humane kathelicidin LL-37 afsløret af den indbyggede probe p-cyanophenylalanine. Biokemisk Tidsskrift, 465(3), 443–457. https://doi.org/10.1042/BJ20141016.

[8] Linde, S., Welinder, B. S., & Nielsen, J. H. (1993). Analyse af proinsulin og dets omdannelsesprodukter ved højtydende flydende kromatografi i omvendt fase. Journal of Chromatography, 614(2), 185–204. https://doi.org/10.1016/0378-4347(93)80309-r.

[9] Davidson, H. W., & Hutton, J. C. (1987). Insulin-sekretoriske granulære carboxypeptidase H. Fremstilling og demonstrering af en rolle i proinsulinsyntese. Biokemisk Tidsskrift, 245(2), 575–582. https://doi.org/10.1042/bj2450575.

[10] Cabral, C. B., Bullock, K. H., Bischoff, D. J., Tompkins, R. G., Yu, Y. M., & Kelleher, J. K. (2008). Estimering af glutathionsyntese med deutereret vand: En model for peptidbiosyntese. Analytisk biokemi, 379(1), 40–44. https://doi.org/10.1016/j.ab.2008.04.042.

[11] Lau, J. L., & Dunn, M. K. (2018). Therapeutiske peptider: Historiske perspektiver, aktuelle udviklingstendenser og fremtidige retninger. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 26(10), 2700–2707. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2017.06.052.