Peptider versus proteiner versus aminosyrer: De vigtigste forskelle

Aminosyrer er de fundamentale molekylære enheder, som peptider og proteiner opbygges af. Peptider er kæder af aminosyrerester forbundet primært med peptidbindinger, hvorimod proteiner består af en eller flere polypeptidkæder, hvis sekvens, struktur, indbyrdes vekselvirkninger, biologiske bearbejdning og funktionelle kontekst påvirker deres identitet. Alle disse grupper er kemisk forbundet med hinanden, men disse begreber kan ikke bruges i flæng.

Forskellen mellem en fri aminosyre og et peptid er relativt nem at bestemme: bindingen af aminosyrer ved hjælp af peptidbindinger fører til dannelsen af et nyt molekyle med en specifik sekvens og måde at binde atomer på. Grænsen mellem mellem et peptid og et protein er betydeligt mindre entydig.

Kædelængden er et nyttigt vejledende kriterium. I undervisningsmaterialer eller visse klassifikationssystemer kan man for eksempel støde på en konventionel grænse på omkring 50 aminosyrerester. Den videnskabelige litteratur anvender dog ikke én universel grænse. En kæde bestående af ti rester er blevet beskrevet som miniprotein, en strukturelt ordnet molekule bestående af 29 restgrupper blev identificeret som polypeptid, og nogle proteiner kan forekomme i en i høj grad uorden tilstand i stedet for at indtage én stabil, kompakt struktur. [1] [2] [3]

Disse eksempler viser en vigtig princip: sekvensens længde giver vigtig information, men er i sig selv ikke tilstrækkelig til entydigt at klassificere enhver aminosyrekæde.

For bedre at kunne skelne peptider, polypeptider og proteiner, er det værd at tage højde for flere egenskaber samtidigt:

• antallet af aminosyrerester;
• ichsekvens;
• om molekylet er lineært, cyklisk, grenet eller flerdelt;
• kovalent bindingsmåde;
• eksperimentelt bekræftet struktur;
• posttranslationelle eller kemiske modifikationer;
• biologisk procesmetode for et molekyle;
• den terminologi, der er accepteret for et bestemt molekyle i den videnskabelige litteratur.

I denne artikel forklarer vi, hvordan aminosyrer, peptider, polypeptider og proteiner er relateret til hinanden, hvordan kædelængden påvirker den anvendte terminologi, hvordan peptidbindinger danner kæder, og hvorfor kendskabet sekvens, molekylær arkitektur og eksperimentelt bekræftede egenskaber er mere informativ end selve kategorinavnet.

Hvad er forskellen på aminosyrer, peptider og proteiner?

Aminosyrer er de enkelte byggestenekorrekt

Typisk alfa-aminosyre indeholder et centralt carbonatom forbundet med en aminogruppe, en carboxylsyregruppe, et hydrogenatom og en variabel sidekæde.

Det er netop sidekæden, der adskiller den ene aminosyre fra den anden.

Under de forhold, der findes i mange biologiske miljøer, forekommer amin- og carboxylgrupper ofte i ladede former. Den populære, neutrale strukturformel, der anvendes i grundlæggende kemi, er derfor en nyttig måde at repræsentere en aminosyre på, men den afspejler ikke nødvendigvis dens dominerende iontilstand under alle biologiske forhold.

Sidekæderne hos de enkelte aminosyrer adskiller sig blandt andet ved:

• med hensyn til størrelse;
• elektrisk ladning;
• polarisering;
• hydrofobicitet;
• med evne til at danne hydrogenbindinger;
• rumlige egenskaber;
• kemisk reaktivitet.

For eksempel har glycin et enkelt hydrogenatom som sidekæde, hvilket gør den strukturelt mindre end de andre standardaminosyrer. Cystein indeholder derimod en sidekæde med et svovlatom, som kan deltage i dannelsen af disulfidbindinger.

Andre aminosyrer kan indeholde aromatiske, sure, basiske, polære eller primært upolære sidekæder.

Disse forskelle hjælper med at forstå, hvorfor udskiftningen af en aminosyre med en anden kan ændre egenskaberne af et peptid eller et protein. Molekylets rygrad kan stadig være forbundet via den samme type peptidbindinger, men de kemiske egenskaber, der skyldes tilstedeværelsen af specifikke sidekæder, ændrer sig.

En aminosyre kan også forekomme og deltage i stofskiftet uafhængigt af peptidet eller proteinet.

Frie aminosyrer er separate molekyler.

Efter indbygger i en peptid- eller proteinkæde betegnes de enkelte enheder mere præcist som aminosyrerester.

I daglig sprogbrug er det forståeligt at sige, at et protein er en „aminosyrekæde”. Fra strukturkemisk synspunkt er betegnelsen „kæde af aminosyrerester” dog mere præcis, fordi inkorporeringen af en aminosyre i kæden ændrer dens kemiske kontekst.

Peptider indeholder aminosyrer forbundet med peptidbindinger

I et typisk peptid skelet er carbonatomet i carbonylgruppen hidrørende fra carboxylgruppen af den ene rest forbundet med nitrogenatomet bundet til den næste rest.

Dette kovalente amidbinding kaldes peptidbinding.

Sammenføjningen af to restrester fører til dannelsen af dipeptid.

Tre rester danner tripeptid.

Fire danner tetrapeptid, og yderligere forlængelse af kæden fører til dannelsen af endnu længere peptider og polypeptider baseret på den samme generelle type kemiske skelet.

Den fremkomne molekyle er mere end blot en samling af sine bestanddele.

En blanding, der indeholder separate molekyler af glycin og alanin, adskiller sig kemisk fra dipeptidet glycylalanin.

Den samlede molekyle har:

• en bestemt sekvens;
• definerede kovalente bindinger;
• specifikke endegrupper;
• egen molekylvægt;
• mulige konformationer;
• kemiske egenskaber, der adskiller sig fra egenskaberne for de enkelte aminosyrer.

Omvendt rækkefølge medfører dannelsen af alanyloglicyny.

Glycylalanin og alanylglycin indeholder de samme typer aminosyrer, men har en anden sekvens.

Denne enkle eksempel viser en af de grundlæggende principper for peptikemi:

Aminosyresammensætning er ikke det samme som aminosyresekvens.

Peptidbindinger har også karakteristiske strukturelle egenskaber. Deres elektroniske arrangement begrænser rotationen omkring carbon-nitrogen-bindingen i rygraden, mens tilstødende bindinger står for en væsentlig del af kædens konformationsfleksibilitet.

Eksperimentelle og beregningsmæssige studier viser, at peptidergruppen er tilnærmelsesvis plan, selvom mindre afvigelser fra ideel planhed er mulige. [4]

Proteiner indeholder en eller flere polypeptiderkæder

Protein forstås sædvanligvis som et biologisk makromolekyle opbygget af af en eller flere polypeptidkæder.

Disse kæder kan danne:

• sorte globulære strukturer;
• langstrakte strukturer;
• membranrelaterede strukturer;
• fleksible regioner;
• internt uordnede regioner;
• komplekser bestående af flere kæder;
• kombinationer af forskellige strukturelle elementer.

Nogle proteiner indeholder også bundne kulhydrater, lipider, metalioner, prostetiske grupper, kovalente modifikationer eller andre tilhørende bestanddele.

At betegne et givet molekyle som et protein formidler derfor normalt mere information end blot konstateringen af tilstedeværelsen af peptidbindinger.

Dette udtryk placerer molekylet i en bredere strukturelle og biologiske kontekst.

Det betyder dog ikke, at ethvert molekyle, der betegnes som et protein, behøver at have:

• en specificeret minimumslængde;
• en permanent stiv struktur;
• kun én polypeptidkæde;
• enzymaktivitet;
• én bestemt type biologisk funktion.

Et godt eksempel er proteinet KISS1.

Forskere brugte blandt andet nuklear magnetisk resonans og røntgenstrålespredning ved lille vinkel til at karakterisere KISS1 som et iturevet, ustruktureret protein, der er lidt mere udstrakt end en typisk statistisk polymerkugle. Dens klassificering som et protein afhænger derfor ikke af tilstedeværelsen af en enkelt kompakt og permanent struktur. [3]

Aminosyrer, peptider og proteiner – en sammenligning

Tabellen viser konventionelle forskelle og fastsætter ikke en enkelt formel grænse, der gælder for alle molekyler.

Eksempler på korte ordnede molekyler og internt uordnede proteiner viser, hvor forenklede definitioner kræver yderligere forklaring. [1] [2] [3]

Hvilken polymer dannes af aminosyrer?

Når mange aminosyrerester er forbundet med en gentagen rygrad, der indeholder peptidbindinger, dannes der polypeptid.

Et protein kan indeholde en enkelt polypeptidkæde eller flere kæder forbundet i en større struktur.

Disse begreber fremhæver således lidt forskellige træk:

polypeptid henviser primært til kædens kemiske opbygning;

protein beskriver normalt et komplet biologisk molekyle eller molekylært kompleks.

Denne skelnen er nyttig, når man læser videnskabelige publikationer.

I det ene arbejde kan forfatterne beskrive syntesen af et polypeptid, før de bestemmer dets rumlige struktur eller biologiske aktivitet. I et andet kan de analysere et protein sammensat af flere polypeptidkæder.

I ingen af disse tilfælde betyder det en ændring af aminosyrernes grundlæggende kemi.

I et studie, der sammenlignede bakteriel ekspresjon med fastfase-peptidsyntese, blev der analyseret 20- til 40-aminosyre-rester „polypeptider og miniproteiner”. Den anvendte terminologi viser, at disse betegnelser kan overlappe delvist afhængigt af længde, strukturelle egenskaber og den videnskabelige kontekst. [5]

Kædelængde vs. klassificering

Hvad betyder dipeptid, tripeptid, oligopeptid og polypeptid?

Dipeptid indeholder to aminosyrerester.

Tripeptid indeholder tre.

Tilsvarende indeholder henholdsvis tetra- og pentapeptidet fire og fem restgrupper.

Disse navne gør det muligt nøjagtigt at bestemme antallet af restgrupper, hvis de refererer til hele den analyserede kæde.

Oligopeptid betyder normalt en forholdsvis kort kæde.

Polypeptid fremhæver tilstedeværelsen af mange aminosyrerester i en enkelt kæde og bruges ofte, dog ikke altid, med reference til længere sekvenser.

De numeriske grænser mellem betegnelser som oligopeptid, peptid og polypeptid varierer afhængigt af disciplin og publikation.

Derfor er den faktiske sekvens eller det antal restgrupper, som forfatterne har angivet, mere pålideligt end at antage, at alle forskere anvender den samme konvention.

I en typisk uforgrenet, lineær kæde indeholdende n rest forekommer:

n − 1 peptidbindinger i rygraden.

Et tripeptid indeholder således tre restgrupper, men to peptidbindinger.

En åben kæde bestående af ti resterne har ni sådanne bindinger.

Denne relation gælder for en enkelt åben kæde.

Et cyklisk peptid, der er lukket ved en forbindelse mellem N- og C-enden, har en ekstra binding, der lukker backbone-strukturen, og indeholder derfor n peptidbindinger i backbone-strukturen for n restgrupper.

Forbindelserne, der forekommer mellem sidekæderne, skal analyseres separat.

Er 50 aminosyrer grænsen mellem et peptid og et protein?

Længde ca. 50 aminosyrerester bruges ofte som en praktisk pædagogisk konvention til at skelne mellem peptider og proteiner.

Dette er imidlertid ikke en universal kemisk lov.

Overgangen fra 50 til 51 resteksemplarer forårsager ikke nogen pludselig kemisk omdannelse, som automatisk ændrer peptidet til et protein.

De enkelte videnskabsdiscipliner anvender disse begreber på en lidt anden måde, og nogle molekyler bevarer historisk accepterede navne, som ikke svarer til den enkle numeriske grænse.

Et godt eksempel er CLN025.

CLN025 indeholder kun ti rester, og alligevel har forskere beskrevet det som miniprotein og analyserede dens beta-hairpin-struktur ved hjælp af spektroskopi og molekylær dynamik. Den korte længde forhindrede den ikke i at indtage en ordnet konformation under de undersøgte betingelser. [1]

Dette betyder ikke, at ethvert peptid sammensat af ti rester bør kaldes et protein.

Den viser imidlertid, hvorfor alt for kategoriske udsagn som:

„Ethvert protein indeholder mere end 50 aminosyrer”

eller

„Enhver kæde kortere end 50 aminosyrer er et uordentligt peptid”

er for store forenklinger.

En mere præcis tilgang er at behandle antallet af restgrupper som en af flere egenskaber, der beskriver molekylet.

Et kort peptid kan også betegnes som et polypeptid

Et andet godt eksempel er kalat B1.

I den oprindelige strukturundersøgelse blev dette 29-residue plantemolekyle beskrevet som polypeptid, dens cykliske skelet blev bekræftet, og dens tredimensionelle struktur blev undersøgt. [2]

Den forener altså:

• relativt kort sekvens;
• cyklisk skeletarkitektur;
• yderligere kovalente begrænsninger;
• ordnet rumlig struktur.

Terminet polypeptid behøver derfor ikke at betyde et meget stort molekyle.

Afhængigt af konteksten kan det blot understrege, at det analyserede molekyle er en kæde af aminosyrerester.

Derfor er det i forbindelse med fortolkning af videnskabelig litteratur værd at tjekke den faktiske sekvens, antallet af restriktioner, molekylærarkitekturen og de eksperimentelle resultater i stedet for udelukkende at tillægge det anvendte navn yderligere betydning.

Antallet af restgrupper og molekylvægt er to forskellige mål

Antallet af rester bestemmer, hvor mange aminosyreenheder er der i molekylet.

Molekylmassen beskriver derimod massen af hele molekylet på molekylært niveau.

Disse værdier er forbundet, men de er ikke ensartede.

De enkelte aminosyrerester har forskellige masser. To kæder, der indeholder det samme antal rester, kan derfor have forskellige molekylmasser, hvis de er forskellige i rækkefølge.

Kemiske modifikationer kan også påvirke massen.

Tilsætningen af et kulhydrat, et lipid, en fosfatgruppe, en terminal modifikation eller en anden komponent kan øge molekylens masse uden at øge antallet af aminosyrer i dens skelet.

Et protein kan desuden bestå af flere kæder.

Det samlede antal restgrupper i hele proteinet kan derfor afvige fra længden af hver enkelt kæde.

En præcis videnskabelig beskrivelse bør angive, om den angivne værdi vedrører:

• længden af ​​en enkelt kæde;
• det samlede antal restgrupper i komplekset;
• molekylvægten af en enkelt kæde;
• masserne af hele det molekylære kompleks.

Ingen af disse parametre bestemmer i sig selv molekysets biologiske aktivitet eller kvaliteten af evidensen for den pågældende virkning.

Den faktiske molekylære form, som analysen vedrører, skal tages i betragtning

Forløberen og dennes omdannelsesprodukter bør ikke automatisk betragtes som havende den samme molekylære sekvens.

For eksempel proinsulin bearbejdes via mellemformer til insulin og C-peptid.

En analytisk gennemgang af proinsulinkonversionsprodukter viser, hvorfor det er vigtigt at skelne mellem disse former, når man fortolker måleresultater. [6]

Undersøgelser af enzymet, der findes i de insulinsekreterende granula, påviste desuden en selektiv fjernelse af basiske restgrupper fra proinsulin-afledte substrater uden yderligere nedbrydning af det modne insulin i den anvendte test. [7]

Det var et eksperiment vedrørende biokemisk bearbejdning, og ikke et bevis på, at alle peptider følger det samme klivningsmønster.

Hvis publikationen angiver et peptids længde, masse, koncentração eller aktivitet, kan det betale sig at fastslå, om den undersøgte værdi vedrører:

• forløber;
• indirekte former;
• modne peptid;
• fragment, der er opstået som følge af spaltning;
• af en enkeltkædet molekyle i et flerkædet molekyle;
• komplette molekylære kompleks.

Uden en sådan skelnen kan to videnskabeligt korrekte beskrivelser tilsyneladende modsige hinanden, selvom de i virkeligheden refererer til forskellige former for den samme eller en beslægtet molekyle.

Struktur, foldning og biologisk funktion

Primær struktur: alt starter med sekvensen

Primærstrukturen betegner aminosyresekvensen, og i en mere fuldstændig kemisk beskrivelse også væsentlige kovalente bindinger.

Typen og rækkefølgen af resterne bestemmer, hvilke sidekæder der er tilgængelige, og hvor på skelettet de er placeret.

Sekvensen kan derfor ikke ligestilles med sammensætningen.

To kæder kan indeholde nøjagtigt de samme typer og antal aminosyre og samtidig have dem arrangeret i en anden rækkefølge.

Ændring af rækkefølgen kan blandt andet påvirke:

• lastfordeling;
• fordeling af hydrofobe regioner;
• lokal elasticitet;
• mulige bindingstyper for hydrogenbindinger;
• tendensen til at danne bestemte sekundærstrukturer;
• genkendelse af andre molekyler;
• biologisk aktivitet.

Hele sekwensen indeholder derfor meget mere information end blot en almindelig liste over aminosyrer, der findes i molekylet.

Sekvensændringer kan også påvirke forholdet mellem molekylbinding og biologisk respons.

I studiet af et plantesignalpeptid systeminy Det er blevet påvist, že forskellige sekvensregioner deltog forskelligt i receptorbinding og -aktivering. Det fulde molekyle og dets kortere fragmenter var ikke funktionelt ækvivalente. [8]

Sekundær-, tertiær- og kvartærstruktur

Sekundærstruktur beskriver gentagne lokale arrangementer af skelettet, såsom alfa-helixer og beta-foldeblade.

Deres dannelse fremmes blandt andet af ordnede hydrogenbindingssystemer i skelettet.

De opstår dog ikke ved at erstatte de peptidbindinger, der er ansvarlige for primærstrukturen.

Tertiær struktur beskriver den bredere, tredimensionale organisation af en enkelt polypeptidkæde.

Struktura czwartorzędowa odnosi się do sposobu organizacji kilku łańcuchów polipeptydowych w większym kompleksie molekularnym.

Białko zbudowane z jednego łańcucha nie musi więc posiadać struktury czwartorzędowej.

Podobnie krótki peptyd nie musi wykazywać wszystkich poziomów organizacji strukturalnej, aby posiadać określone właściwości biologiczne.

Do organizacji struktury molekularnej mogą przyczyniać się między innymi:

• wiązania wodorowe;
• oddziaływania elektrostatyczne;
• oddziaływania van der Waalsa;
• efekt hydrofobowy;
• oddziaływania aromatyczne;
• koordynacja jonów metali w niektórych cząsteczkach;
• kowalencyjne połączenia poprzeczne, takie jak mostki disiarczkowe.

Mostki disiarczkowe, jeśli występują, łączą atomy siarki pochodzące z reszt cysteiny.

Są chemicznie inne niż wiązania peptydowe tworzące szkielet łańcucha.

Badania syntetycznego bydlęcego trzustkowego inhibitora trypsyny (BPTI) dobrze pokazują różnicę pomiędzy zbudowaniem łańcucha a uzyskaniem jego prawidłowo pofałdowanej i aktywnej formy.

Badacze chemicznie zsyntetyzowali liniową sekwencję, a następnie przeprowadzili proces utleniania i fałdowania, uzyskując materiał odpowiadający naturalnemu białku w opisanych analizach strukturalnych i funkcjonalnych. [9]

Czy peptydy mogą mieć stabilną strukturę trójwymiarową?

Selv tak.

Krótki łańcuch nie musi automatycznie oznaczać cząsteczki pozbawionej uporządkowanej struktury.

CLN025 tworzył strukturę beta-hairpin w badanych środowiskach, natomiast cykliczna kalata B1 wykazywała uporządkowaną architekturę pomimo obecności zaledwie 29 reszt. [1] [2]

Są to jednak obserwacje dotyczące konkretnych cząsteczek.

Nie oznaczają, że każdy krótki peptyd tworzy równie stabilną strukturę.

To, czy konkretny peptyd przyjmuje uporządkowaną konformację, zależy między innymi od:

• sekwencji;
• oddziaływań pomiędzy resztami;
• ograniczeń wynikających z cykliczności;
• mostków disiarczkowych;
• opløsningsmidlets;
• temperaturer;
• koncentrationer;
• obecności partnerów wiążących;
• modyfikacji chemicznych.

Szczególnie istotne może być środowisko.

W badaniu syntetycznego neuropeptydu Y, zawierającego 36 reszt, analizowano konformację w mieszaninie rozpuszczalników zawierającej głównie trifluoroetanol. Zaobserwowano region helikalny w pobliżu C-końca, podczas gdy część N-końcowa nie wykazywała porównywalnie regularnej struktury. [10]

Obserwacji dokonanej w takim środowisku nie należy przedstawiać jako dowodu, że peptyd przyjmuje dokładnie tę samą strukturę we wszystkich warunkach biologicznych.

Dlatego podczas interpretacji badań strukturalnych należy zwracać uwagę na warunki eksperymentalne.

Udsagn:

„Peptyd tworzył helisę w badanych warunkach”

jest naukowo bardziej precyzyjne niż:

„Peptyd zawsze ma strukturę helikalną”.

Czy wszystkie białka mają jedną stałą strukturę?

Nej.

Wiele białek zawiera stabilnie pofałdowane domeny, ale inne posiadają rozległe regiony wewnętrznie nieuporządkowane, a niektóre mogą być w dużym stopniu nieuporządkowane.

Takie cząsteczki występują jako dynamiczne zespoły różnych konformacji, zamiast pozostawać przez cały czas w jednej sztywnej strukturze trójwymiarowej.

Badania KISS1 stanowią bezpośredni przykład takiej sytuacji.

Wyniki uzyskane za pomocą kilku metod eksperymentalnych potwierdzały jego wewnętrznie nieuporządkowany charakter. [3]

Pokazuje to ograniczenie uproszczonego modelu edukacyjnego, w którym każde białko przedstawiane jest jako zwarta i nieruchoma cząsteczka.

Nie oznacza to jednak, że białko wewnętrznie nieuporządkowane nie może wykazywać organizacji, swoistości oddziaływań czy znaczenia biologicznego.

Wewnętrzne nieuporządkowanie należy również odróżnić od denaturacji.

Może ono stanowić naturalną właściwość danej sekwencji w określonych warunkach.

Denaturacja oznacza natomiast zaburzenie istniejącej organizacji strukturalnej cząsteczki.

Żadne z tych zjawisk samo w sobie nie oznacza hydrolizy wiązań peptydowych ani rozpadu cząsteczki do wolnych aminokwasów.

Funkcja zależy od konkretnej cząsteczki

Aminokwasy, peptydy i białka uczestniczą w wielu nakładających się procesach biologicznych, ale przynależność do jednej z tych kategorii nie oznacza wspólnego działania.

Peptyd sygnałowy, wewnątrzkomórkowy tripeptyd, enzym i białko strukturalne mogą być zbudowane z reszt aminokwasowych, a jednocześnie pełnić zupełnie odmienne funkcje.

Przykładowo w badaniu fizjologicznym z udziałem ludzi analizowano GLP-1(7–36) jako inkretynę i mierzono odpowiedzi podczas infuzji u siedmiu ochotników. [11]

Badanie dotyczyło określonej cząsteczki sygnałowej i konkretnego protokołu eksperymentalnego.

Nie pozwala ono wnioskować, że inne peptydy wywołują takie same efekty dotyczące wydzielania insuliny.

Innym przykładem jest glutathion.

Jest to tripeptyd uczestniczący w biologii komórkowych procesów redoks. W jednym z badań wykorzystano znakowaną izotopowo wodę do oszacowania syntezy glutationu u królików, pokazując, że nawet bardzo mały peptyd może być badany jako regulowana metabolicznie cząsteczka. [12]

Było to badanie dotyczące biosyntezy, a nie badanie suplementacji u ludzi.

Z naukowego punktu widzenia właściwe pytanie brzmi więc:

Co robi ta konkretna cząsteczka lub sekwencja, w jakich warunkach i na podstawie jakich dowodów?

Określenia „peptyd” i „białko” pomagają opisać tożsamość molekularną.

Nie określają uniwersalnej funkcji biologicznej.

Rozerwanie łańcucha może zmienić jego tożsamość i aktywność

Hydroliza prowadzi do rozszczepienia wiązań peptydowych.

Pojedyncze rozszczepienie może prowadzić do powstania krótszych łańcuchów peptydowych, natomiast odpowiednio rozległa hydroliza może ostatecznie uwolnić pojedyncze aminokwasy.

Jedno przecięcie długiego łańcucha zazwyczaj nie powoduje natychmiastowego uwolnienia wszystkich jego reszt.

Biologiczne przetwarzanie cząsteczek może wykorzystywać selektywne rozszczepianie między innymi do:

• aktywowania prekursorów;
• usuwania sekwencji sygnałowych;
• oddzielania regionów funkcjonalnych;
• tworzenia dojrzałych peptydów;
• kończenia aktywności;
• powstawania cząsteczek o odmiennych funkcjach biologicznych.

Badanie systeminy pokazuje, dlaczego nie należy zakładać, że fragment automatycznie zachowuje aktywność cząsteczki macierzystej.

Region N-końcowy uczestniczył w wiązaniu receptora, natomiast region C-końcowy był potrzebny do jego aktywacji. Badane fragmenty nie zachowywały się po prostu jak krótsze wersje pełnej cząsteczki sygnałowej. [8]

Trawienie jest kolejnym procesem, w którym zmienia się tożsamość molekularna.

W badaniu z udziałem ludzi wykryto we krwi określone peptydy pochodzące z kolagenu po spożyciu hydrolizatów żelatyny. [13]

Potwierdza to obecność konkretnych fragmentów w warunkach tego badania.

Det betyder dog ikke, at:

• każdy peptyd pochodzący z żywności jest wchłaniany w niezmienionej formie;
• każdy fragment peptydowy przeżywa proces trawienia;
• wszystkie hydrolizaty białkowe zachowują się identycznie;
• samo wykrycie fragmentu peptydowego potwierdza określoną korzyść zdrowotną.

Dlaczego granica między peptydem a białkiem nie jest jednoznaczna?

Różne terminy odpowiadają na różne pytania

Określenia peptyd, polipeptyd i białko częściowo się pokrywają, ponieważ często podkreślają inne właściwości cząsteczki.

Peptid najczęściej sugeruje stosunkowo krótki łańcuch.

Polypeptid podkreśla chemiczną naturę łańcucha aminokwasowego.

Białko zwykle odnosi się do określonej biologicznej cząsteczki, kompleksu molekularnego albo jednostki o ustalonym kontekście strukturalnym i funkcjonalnym.

Ponieważ pojęcia te odpowiadają na nieco inne pytania opisowe, ich znaczenia mogą się częściowo nakładać.

Nie oznacza to jednak, że wszystkie różnice znikają.

Wolny aminokwas pozostaje chemicznie inną cząsteczką niż połączony łańcuch.

Dipeptyd złożony z dwóch reszt jest znacznie mniejszy i strukturalnie prostszy od dużego kompleksu białkowego złożonego z wielu łańcuchów.

Niepewność pojawia się przede wszystkim wtedy, gdy próbuje się ustanowić jedną uniwersalną granicę liczbową oddzielającą wszystkie peptydy od wszystkich białek.

Przykłady naukowe pokazujące ograniczenia prostych reguł

Przykłady te pochodzą z badań strukturalnych, syntetycznych i biochemicznych, a nie z publikacji ustanawiającej jeden oficjalny próg klasyfikacyjny.

Ich znaczenie polega przede wszystkim na pokazaniu ograniczeń zbyt uproszczonych definicji. [1] [2] [3] [7] [9]

Naturalne czy syntetyczne pochodzenie nie rozstrzyga klasyfikacji

Peptyd nie jest definiowany przez to, że został wytworzony w laboratorium.

Podobnie białko nie jest definiowane przez to, że zostało wyizolowane z żywego organizmu.

Komórki naturalnie syntetyzują peptydy i białka, natomiast naukowcy mogą otrzymywać wiele łańcuchów aminokwasowych poprzez:

• kemisk syntese;
• ekspresję rekombinowaną;
• syntezę bezkomórkową;
• inne kontrolowane systemy produkcji.

Badanie porównujące ekspresję bakteryjną z syntezą na fazie stałej dla sekwencji zawierających 20–40 reszt pokazało, że wybór metody produkcji zależy między innymi od konkretnej sekwencji i wymagań badawczych. [5]

Cząsteczka nie przechodzi do innej kategorii chemicznej tylko dlatego, że zmieniono sposób jej produkcji.

Podobnie badania syntetycznego BPTI pokazują, że synteza chemiczna może prowadzić do otrzymania cząsteczki klasyfikowanej jako białko. [9]

Samo określenie syntetyczny nie potwierdza pełnej równoważności molekularnej, ale syntetyczne pochodzenie również nie wyklucza klasyfikacji jako białko.

Jak dokładnie opisywać cząsteczkę?

Przydatny opis naukowy powinien podawać nazwę cząsteczki, a w odpowiednich przypadkach również:

• sekwencję aminokwasową;
• liczbę reszt;
• masę cząsteczkową;
• informację, czy struktura jest liniowa czy cykliczna;
• liczbę łańcuchów;
• istotne kowalencyjne połączenia poprzeczne;
• modyfikacje chemiczne lub potranslacyjne;
• właściwości strukturalne potwierdzone eksperymentalnie;
• potwierdzoną funkcję biologiczną.

Przykładowo określenie:

„dziesięcioresztowy peptyd badany jako minibiałko o strukturze beta-hairpin”

przekazuje znacznie więcej informacji niż spór o to, czy cząsteczka musi należeć wyłącznie do kategorii peptydów albo białek.

Lignende udtryk:

„białko wewnętrznie nieuporządkowane”

jest naukowo poprawnym opisem, a nie sprzecznością. [1] [3]

Rozróżnienie to ma szczególne znaczenie podczas interpretowania twierdzeń dotyczących działania biologicznego.

Dowodów dotyczących jednego peptydu nie można automatycznie przenosić na inny tylko dlatego, że obie cząsteczki są krótkimi łańcuchami reszt aminokwasowych.

Klasyfikacja mówi nam, z jakiego rodzaju cząsteczką mamy do czynienia. Do ustalenia, co konkretnie robi dana cząsteczka, potrzebne są natomiast badania dotyczące właśnie tej sekwencji i tej formy molekularnej.

Ofte stillede spørgsmål

1. Czy wszystkie peptydy są białkami?

Nie. Peptydy i białka mają wspólną podstawę chemiczną w postaci łańcuchów aminokwasowych, ale nie każdy peptyd jest klasyfikowany jako białko. Krótkie łańcuchy zazwyczaj określa się jako peptydy, natomiast termin „białko” uwzględnia również kontekst biologiczny, strukturalny i historyczny. CLN025 pokazuje, dlaczego ścisła granica jest trudna do ustalenia: badacze opisali tę dziesięcioresztową sekwencję jako minibiałko o uporządkowanej strukturze beta-hairpin. Nie oznacza to jednak, że każdy krótki peptyd jest białkiem. Pokazuje jedynie, że pojęcia częściowo się pokrywają i żadna pojedyncza liczba reszt nie rozwiązuje wszystkich przypadków klasyfikacyjnych. [1]

2. Czy peptydy są tym samym co aminokwasy?

Nie. Aminokwasy są pojedynczymi jednostkami molekularnymi, natomiast peptydy zawierają reszty aminokwasowe połączone wiązaniami peptydowymi. Połączenie aminokwasów prowadzi do powstania cząsteczki mającej własną sekwencję, końce łańcucha, połączenia kowalencyjne i właściwości chemiczne. Nie jest to więc jedynie mieszanina pierwotnych aminokwasów. Badania systeminy pokazują znaczenie określonej sekwencji: różne części połączonego peptydu odmiennie uczestniczyły w wiązaniu i aktywacji receptora. Wyniki dotyczą konkretnego układu roślinnego, ale dobrze ilustrują ogólną zasadę, że tożsamość peptydu zależy od jego połączonej struktury molekularnej. [8]

3. Jaki polimer powstaje z aminokwasów?

Łańcuch powstały poprzez połączenie reszt aminokwasowych wiązaniami peptydowymi określa się jako polypeptid. Jeden lub więcej łańcuchów polipeptydowych może tworzyć białko, choć samo określenie polipeptyd nie wskazuje konkretnej struktury przestrzennej ani funkcji biologicznej. W literaturze termin ten stosowano również wobec stosunkowo krótkich sekwencji zawierających 20–40 reszt. Najbardziej precyzyjna ogólna odpowiedź brzmi więc „polipeptyd”, natomiast termin „białko” stosuje się, gdy odpowiada on szerszej tożsamości biologicznej danej cząsteczki lub kompleksu. [5]

4. Czym różni się aminokwas od reszty aminokwasowej?

Aminokwas jest pojedynczą cząsteczką stanowiącą jednostkę budulcową, natomiast reszta aminokwasowa to odpowiadająca jej jednostka po włączeniu do łańcucha peptydowego lub białkowego. Różnica wynika z udziału tej jednostki w połączeniach szkieletu oraz jej określonej pozycji w sekwencji. W badaniach strukturalnych peptydów często mówi się o pozycjach poszczególnych reszt, ponieważ wpływają one na lokalną geometrię i oddziaływania molekularne. W języku potocznym określenie „aminokwasy w białku” jest zrozumiałe, ale termin „reszta aminokwasowa” jest dokładniejszy chemicznie w odniesieniu do gotowego łańcucha. [4]

5. Czy polipeptyd zawsze jest białkiem?

Nie. Polipeptyd opisuje przede wszystkim łańcuch aminokwasowy i nie musi automatycznie oznaczać, że cząsteczka jest klasyfikowana jako białko. Termin ten pojawia się w badaniach stosunkowo krótkich cząsteczek, takich jak 29-resztowa kalata B1, a także w pracach dotyczących sekwencji zawierających 20–40 reszt. Sposób użycia pojęcia zależy od dziedziny, dlatego samo słowo „polipeptyd” nie określa stałej długości, potwierdzonego pofałdowania ani funkcji biologicznej. Najlepiej traktować je jako opis chemicznej natury łańcucha, a pozostałe cechy określać na podstawie badań konkretnej cząsteczki. [2] [5]

6. Ile aminokwasów musi zawierać białko?

Nie istnieje jedna minimalna liczba reszt, która sprawdzałaby się we wszystkich przypadkach. Konwencje oparte na długości są przydatne w edukacji i klasyfikacji, ale istnieją uznane wyjątki. CLN025 zawiera na przykład dziesięć reszt, a mimo to badano go jako uporządkowane minibiałko o strukturze beta-hairpin. Nie oznacza to, że praktyczne rozróżnienie pomiędzy krótkimi peptydami a większymi białkami jest bezwartościowe. Pokazuje jedynie, że najlepiej podawać rzeczywistą liczbę reszt zamiast przedstawiać jeden próg jako uniwersalną zasadę nazewnictwa. [1]

7. Czy granica 50 aminokwasów jest ścisłą zasadą naukową?

Nie. Granica około 50 reszt jest praktyczną konwencją stosowaną w niektórych kontekstach, a nie uniwersalnym prawem chemicznym. Chemia wiązań peptydowych nie zmienia się nagle w chwili przejścia od 50 do 51 reszt. Badania opisujące krótkie łańcuchy jako minibiałka lub polipeptydy pokazują, że terminologia może zależeć również od struktury, kontekstu biologicznego i tradycji badawczej. Różne dziedziny mogą stosować odmienne definicje operacyjne, dlatego próg liczbowy powinien być przedstawiany jako konwencja, a nie bezwzględna zasada. [1] [5]

8. Czy krótki peptyd może tworzyć stabilną strukturę?

Tak. Niektóre krótkie peptydy mogą przyjmować uporządkowane struktury w odpowiednich warunkach. CLN025 badano jako dziesięcioresztową strukturę beta-hairpin, natomiast cykliczna kalata B1 wykazywała uporządkowaną architekturę pomimo obecności tylko 29 reszt. Wyniki te pokazują możliwości konkretnych sekwencji, a nie wszystkich krótkich peptydów. Fałdowanie zależy między innymi od sekwencji, ograniczeń molekularnych, rozpuszczalnika, temperatury, stężenia i modyfikacji. Stabilność strukturalną należy więc oceniać w odniesieniu do konkretnej cząsteczki i środowiska eksperymentalnego. [1] [2]

9. Czy wszystkie białka mają stały trójwymiarowy kształt?

Nie. Niektóre białka lub ich regiony są wewnętrznie nieuporządkowane i występują jako dynamiczne zespoły różnych konformacji zamiast jednej trwałej, zwartej struktury. Badania KISS1 potwierdziły właśnie taki stan. Nie oznacza to, że wszystkie białka są nieuporządkowane ani że nieuporządkowanie jest równoznaczne z uszkodzeniem. Struktura białek obejmuje spektrum od stabilnych domen pofałdowanych po elastyczne regiony i dynamiczne zespoły konformacyjne. Właściwy opis zależy od konkretnej cząsteczki i warunków eksperymentalnych. [3]

10. Czy dwa peptydy o tej samej długości mogą działać inaczej?

Tak. Taka sama liczba reszt nie oznacza takiej samej sekwencji, struktury, chemii ani aktywności biologicznej. Rodzaj łańcuchów bocznych i kolejność aminokwasów wpływają na oddziaływania molekularne. Badania systeminy wykazały, że różne fragmenty sekwencji odmiennie uczestniczyły w wiązaniu i aktywacji receptora. Nie jest to porównanie wszystkich możliwych peptydów o tej samej długości, ale pokazuje, dlaczego sama liczba reszt nie pozwala przewidywać funkcji. Porównując dwa peptydy, należy analizować ich sekwencję, strukturę oraz bezpośrednie dane eksperymentalne. [8]

11. Czy cięższa cząsteczka zawsze zawiera więcej aminokwasów?

Nie. Masa cząsteczkowa zależy od liczby i rodzaju reszt aminokwasowych oraz od obecności dodatkowych grup chemicznych. Dwa peptydy zawierające tę samą liczbę reszt mogą mieć różną masę, ponieważ poszczególne aminokwasy różnią się masą. Modyfikacje chemiczne mogą dodatkowo zwiększać masę bez zwiększania liczby reszt w szkielecie. Liczba reszt i masa cząsteczkowa opisują więc różne właściwości i żadna z nich sama nie wyznacza uniwersalnej granicy pomiędzy peptydem a białkiem.

12. Czy każde białko składa się tylko z jednego łańcucha?

Nie. Białka mogą zawierać jeden lub kilka powiązanych ze sobą łańcuchów polipeptydowych. Długość pojedynczego łańcucha i skład kompletnego białka są więc odrębnymi informacjami. Dobrym przykładem biologicznego przetwarzania jest insulina: jej dojrzała postać zawiera dwa łańcuchy połączone mostkami disiarczkowymi, powstające w wyniku przetwarzania proinsuliny i usunięcia peptydu C. Badania produktów konwersji rozróżniają te formy zamiast traktować prekursor i dojrzały hormon jako identyczne cząsteczki. Podając liczbę reszt, należy więc określić, czy dotyczy ona jednego łańcucha, wszystkich łańcuchów, prekursora czy dojrzałej postaci. [6] [7]

13. Czy peptydy i białka pełnią takie same funkcje?

Mogą uczestniczyć w podobnych obszarach biologii, ale poszczególne cząsteczki pełnią różne funkcje. W badaniach GLP-1 analizowano określony peptyd pod kątem aktywności inkretynowej u ludzi, natomiast badania glutationu dotyczyły syntezy tripeptydu uczestniczącego w biologii komórkowych procesów redoks. Nie oznacza to, że wszystkie peptydy wykazują którekolwiek z tych działań, podobnie jak wszystkie białka nie mają jednej wspólnej funkcji. Naukowo uzasadnione porównanie powinno dotyczyć konkretnych cząsteczek, ich sekwencji i eksperymentalnie potwierdzonych właściwości. [11] [12]

14. Czy fragment peptydu zachowuje funkcję cząsteczki macierzystej?

Niekoniecznie. Rozszczepienie może usunąć region odpowiedzialny za wiązanie, region potrzebny do aktywacji, odsłonić nowy fragment lub doprowadzić do powstania produktu o zupełnie innej funkcji biologicznej. W badaniu systeminy fragmenty nie odtwarzały po prostu pełnego połączenia właściwości związanych z wiązaniem i aktywacją receptora obserwowanych dla całej cząsteczki. Wynik zależy od konkretnej sekwencji i nie można go automatycznie przenosić na wszystkie produkty rozszczepienia. Fragment należy traktować jako odrębną formę molekularną wymagającą własnych danych dotyczących struktury i aktywności. [8]

15. Czy denaturacja zmienia białko w aminokwasy?

Nie. Denaturacja zaburza wyższe poziomy organizacji strukturalnej białka, ale z definicji nie wymaga rozerwania jego szkieletu peptydowego. Powstanie krótszych peptydów lub wolnych aminokwasów wymaga hydrolizy wiązań peptydowych, czyli innego procesu chemicznego. Samo nieuporządkowanie strukturalne również nie musi oznaczać degradacji, czego przykładem jest nienaruszone, wewnętrznie nieuporządkowane białko KISS1. W bardzo agresywnych warunkach denaturacja i degradacja chemiczna mogą zachodzić jednocześnie, ale nadal są to odrębne procesy: utrata pofałdowania nie jest tym samym co rozerwanie kowalencyjnego łańcucha. [3]

16. Czy syntetyczna cząsteczka nadal może być białkiem?

Tak. Synteza chemiczna nie wyklucza klasyfikacji cząsteczki jako białka. Badacze chemicznie zsyntetyzowali bydlęcy trzustkowy inhibitor trypsyny, a po odpowiednim utlenieniu i fałdowaniu uzyskali materiał odpowiadający naturalnemu białku w opisanych porównaniach analitycznych i funkcjonalnych, w tym pod względem aktywności hamującej. Wynik zależał od prawidłowego zbudowania sekwencji, fałdowania i charakterystyki i nie oznacza, że każdy syntetyczny polipeptyd automatycznie przyjmuje właściwą strukturę. O klasyfikacji decyduje tożsamość molekularna i kontekst, natomiast sposób produkcji jest odrębną cechą. [9]

17. Czy białka spożywcze, hydrolizaty białkowe i wolne aminokwasy są tym samym?

Nie. Białka spożywcze są większymi połączonymi cząsteczkami, hydrolizaty białkowe zawierają mieszaniny produktów rozszczepienia, natomiast wolne aminokwasy są pojedynczymi jednostkami molekularnymi. Ich skład i formy molekularne są więc różne. W badaniu z udziałem ludzi wykryto we krwi określone peptydy pochodzące z kolagenu po spożyciu hydrolizatów żelatyny, pokazując, że w procesie trawienia i wchłaniania mogą występować możliwe do zidentyfikowania fragmenty peptydowe. Badanie nie potwierdziło jednak uniwersalnego wchłaniania wszystkich peptydów w niezmienionej formie ani równoważnego działania wszystkich produktów białkowych. [13]

18. Czym różni się peptyd od polipeptydu?

Oba terminy opisują łańcuchy reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi. Określenie „peptyd” jest często stosowane wobec stosunkowo krótkich łańcuchów, natomiast „polipeptyd” podkreśla rozbudowany łańcuch aminokwasowy i bywa używane wobec dłuższych sekwencji. Nie istnieje jednak uniwersalny punkt liczbowy, po którego przekroczeniu jeden termin musi zostać zastąpiony drugim. Badania opisujące 29-resztową kalatę B1 jako polipeptyd oraz prace dotyczące 20–40-resztowych polipeptydów pokazują nakładanie się tej terminologii. Rzeczywista liczba reszt i architektura molekularna są więc bardziej informacyjne niż założenie sztywnej granicy. [2] [5]

19. Czy te same aminokwasy mogą tworzyć różne peptydy?

Tak. Ten sam zestaw rodzajów aminokwasów może prowadzić do powstania różnych peptydów, jeśli zmieni się ich kolejność. Przykładowo glicyloalanina i alanyloglicyna zawierają glicynę oraz alaninę, ale odwrócenie ich kolejności prowadzi do powstania innej sekwencji molekularnej. W dłuższych peptydach zmiana sekwencji może wpływać na rozmieszczenie ładunku, regionów hydrofobowych, powierzchni wiążących i tendencji strukturalnych. Dlatego tożsamość peptydu zależy nie tylko od tego, jakie aminokwasy zawiera, ale również od ich kolejności i sposobu połączenia.

20. Dlaczego sekwencja jest ważniejsza niż samo określenie „peptyd”?

Termin „peptyd” opisuje szeroką kategorię chemiczną, a nie jeden rodzaj aktywności biologicznej. Dwa peptydy mogą całkowicie różnić się sekwencją, długością, strukturą, lokalizacją, sposobem przetwarzania i celami molekularnymi. Badania systeminy pokazują eksperymentalnie, że nawet różne regiony jednej cząsteczki mogą odgrywać odmienne role w wiązaniu i aktywacji receptora. [8] Z tego powodu wyników dotyczących jednego peptydu nie można przenosić na inny tylko dlatego, że obie cząsteczki należą do tej samej kategorii. Do ustalenia funkcji biologicznej potrzebne są dane dotyczące konkretnej sekwencji i konkretnej cząsteczki.

Ograniczenia klasyfikacji peptydów i białek

Podczas stosowania określeń aminokwas, peptyd, polipeptyd i białko należy pamiętać o kilku ograniczeniach.

Po pierwsze, nie istnieje uniwersalna liczbowa granica między peptydem a białkiem. Próg taki jak 50 reszt może być przydatną konwencją, ale literatura naukowa zawiera wyraźne wyjątki. [1] [2] [5]

Po drugie, struktura również nie tworzy prostej granicy. Niektóre krótkie peptydy przyjmują uporządkowane struktury, podczas gdy niektóre uznane białka pozostają w znacznym stopniu wewnętrznie nieuporządkowane. [1] [2] [3]

Po trzecie, masa cząsteczkowa i liczba reszt są powiązanymi, ale odrębnymi parametrami. Modyfikacje, różne rodzaje reszt oraz obecność kilku łańcuchów mogą zmieniać masę bez prostego przełożenia na długość pojedynczego łańcucha.

Po czwarte, należy rozróżniać formy prekursorowe i dojrzałe. Biologiczne przetwarzanie może zmieniać długość łańcucha, sposób połączeń i tożsamość molekularną, czego przykładem jest przetwarzanie proinsuliny. [6] [7]

Po piąte, metoda produkcji nie określa klasyfikacji. Cząsteczki wytwarzane naturalnie i syntetyzowane chemicznie mogą mieć tę samą podstawową tożsamość molekularną, jeśli potwierdzono ich sekwencję, strukturę i inne istotne właściwości. [5] [9]

Po szóste, przynależność do kategorii nie pozwala przewidzieć działania biologicznego. Peptydy nie mają jednego wspólnego efektu fizjologicznego tylko dlatego, że są peptydami, podobnie jak wszystkie białka nie pełnią jednej funkcji. [8] [11] [12]

Wreszcie obserwacje strukturalne należy interpretować w warunkach, w których zostały uzyskane. Peptyd przyjmujący określoną konformację w jednym rozpuszczalniku lub środowisku eksperymentalnym może zachowywać się inaczej w innych warunkach. [10]

Ograniczenia te nie oznaczają, że terminologia jest bezużyteczna. Pokazują natomiast, dlaczego najlepiej stosować ją razem z dokładniejszym opisem właściwości molekularnych.

Sammenfatning

Aminokwasy, peptydy, polipeptydy i białka należą do tej samej szerokiej hierarchii chemicznej, ale opisują różne poziomy organizacji molekularnej.

Aminosyrer są pojedynczymi jednostkami budulcowymi.

Gdy reszty aminokwasowe zostają kowalencyjnie połączone wiązaniami peptydowymi, powstają peptydy i łańcuchy polipeptydowe.

Proteiner składają się z jednego lub kilku takich łańcuchów rozpatrywanych w szerszym kontekście strukturalnym i biologicznym.

Przejście od aminokwasu do peptydu jest chemicznie wyraźne, ponieważ utworzenie wiązania peptydowego prowadzi do powstania nowej, połączonej cząsteczki.

Granica pomiędzy peptydem a białkiem jest znacznie mniej jednoznaczna.

Długość łańcucha dostarcza użytecznych informacji opisowych, ale nie istnieje jeden uniwersalny próg liczby reszt, który prawidłowo klasyfikowałby każdą cząsteczkę. Badania dziesięcioresztowego minibiałka CLN025, 29-resztowej cyklicznej kalaty B1 oraz wewnętrznie nieuporządkowanego białka KISS1 pokazują, dlaczego proste reguły wymagają dodatkowego kontekstu. [1] [2] [3]

Struktura również nie wyznacza uniwersalnej granicy. Krótkie peptydy mogą przyjmować uporządkowane konformacje, natomiast niektóre białka mogą zawierać znaczny stopień nieuporządkowania.

Podobnie masa cząsteczkowa, naturalne lub syntetyczne pochodzenie oraz funkcja biologiczna nie wystarczają samodzielnie do określenia, czy każdy łańcuch aminokwasowy należy nazwać peptydem czy białkiem.

Dlatego w komunikacji naukowej najbardziej informacyjne jest dokładne opisanie konkretnej cząsteczki:

jej sekwencji, liczby reszt, architektury, modyfikacji, eksperymentalnie obserwowanej struktury, stanu przetworzenia oraz potwierdzonych właściwości biologicznych.

Najważniejszą różnicę można podsumować następująco:

aminokwasy są jednostkami budulcowymi; wiązania peptydowe łączą te jednostki w peptydy i łańcuchy polipeptydowe; białka są natomiast biologicznymi cząsteczkami zbudowanymi z jednego lub kilku takich łańcuchów. Granica między peptydem a białkiem wynika jednak z konwencji naukowej i kontekstu molekularnego, a nie z jednej uniwersalnej liczby aminokwasów.

Ansvarsfraskrivelse

Artykuł ma wyłącznie charakter edukacyjny i naukowo-informacyjny. Wyjaśnia terminologię, budowę molekularną, klasyfikację peptydów i białek, biologiczne przetwarzanie cząsteczek oraz przykłady pochodzące z opublikowanych badań. Nie stanowi porady medycznej, żywieniowej, wskazówki dotyczącej leczenia, rekomendacji produktu ani porady dotyczącej stosowania peptydów, białek, produktów aminokwasowych, suplementów lub powiązanych substancji. Wyniki badań strukturalnych, biochemicznych, badań na zwierzętach i badań z udziałem ludzi należy interpretować w kontekście metod, warunków i ograniczeń poszczególnych prac.

Referencer

1. Hatfield, M. P. D., Murphy, R. F., & Lovas, S. (2010). VCD spectroscopic properties of the beta-hairpin forming miniprotein CLN025 in various solvents. Biopolymers, 93(5), 442–450. https://doi.org/10.1002/bip.21356
2. Saether, O., Craik, D. J., Campbell, I. D., Sletten, K., Juul, J., & Norman, D. G. (1995). Elucidation of the primary and three-dimensional structure of the uterotonic polypeptide kalata B1. Biochemistry, 34(13), 4147–4158. https://doi.org/10.1021/bi00013a002
3. Ibanez de Opakua, A., Merino, N., Villate, M., Cordeiro, T. N., Ormaza, G., Sanchez-Carbayo, M., Diercks, T., Bernado, P., & Blanco, F. J. (2017). The metastasis suppressor KISS1 is an intrinsically disordered protein slightly more extended than a random coil. PLOS ONE, 12(2), Article e0172507. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172507
4. Improta, R., Vitagliano, L., & Esposito, L. (2011). Peptide bond distortions from planarity: New insights from quantum mechanical calculations and peptide/protein crystal structures. PLOS ONE, 6(9), Article e24533. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0024533
5. Straner, P., Taricska, N., Szabo, M., Toth, G. K., & Perczel, A. (2016). Bacterial expression and/or solid phase peptide synthesis of 20-40 amino acid long polypeptides and miniproteins, the case study of Class B GPCR ligands. Current Protein & Peptide Science, 17(2), 147–155. https://doi.org/10.2174/1389203716666151102105215
6. Linde, S., Welinder, B. S., & Nielsen, J. H. (1993). Analysis of proinsulin and its conversion products by reversed-phase high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatography, 614(2), 185–204. https://doi.org/10.1016/0378-4347(93)80309-r
7. Davidson, H. W., & Hutton, J. C. (1987). The insulin-secretory-granule carboxypeptidase H. Purification and demonstration of involvement in proinsulin processing. Biochemical Journal, 245(2), 575–582. https://doi.org/10.1042/bj2450575
8. Meindl, T., Boller, T., & Felix, G. (1998). The plant wound hormone systemin binds with the N-terminal part to its receptor but needs the C-terminal part to activate it. The Plant Cell, 10(9), 1561–1570. https://doi.org/10.1105/tpc.10.9.1561
9. Ferrer, M., Woodward, C., & Barany, G. (1992). Solid-phase synthesis of bovine pancreatic trypsin inhibitor (BPTI) and two analogues. A chemical approach for evaluating the role of disulfide bridges in protein folding and stability. International Journal of Peptide and Protein Research, 40(3–4), 194–207. PubMed record
10. Mierke, D. F., Durr, H., Kessler, H., & Jung, G. (1992). Neuropeptide Y. Optimized solid-phase synthesis and conformational analysis in trifluoroethanol. European Journal of Biochemistry, 206(1), 39–48. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1992.tb16899.x
11. Kreymann, B., Williams, G., Ghatei, M. A., & Bloom, S. R. (1987). Glucagon-like peptide-1 7-36: A physiological incretin in man. The Lancet, 2(8571), 1300–1304. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(87)91194-9
12. Cabral, C. B., Bullock, K. H., Bischoff, D. J., Tompkins, R. G., Yu, Y. M., & Kelleher, J. K. (2008). Estimating glutathione synthesis with deuterated water: A model for peptide biosynthesis. Analytical Biochemistry, 379(1), 40–44. https://doi.org/10.1016/j.ab.2008.04.042
13. Iwai, K., Hasegawa, T., Taguchi, Y., Morimatsu, F., Sato, K., Nakamura, Y., Higashi, A., Kido, Y., Nakabo, Y., & Ohtsuki, K. (2005). Identification of food-derived collagen peptides in human blood after oral ingestion of gelatin hydrolysates. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(16), 6531–6536. https://doi.org/10.1021/jf050206p