Peptida: apa itu, bagaimana cara kerjanya, dan bagaimana pengelompokannya

Peptida adalah molekul yang terdiri dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Beberapa di antaranya berperan dalam komunikasi antar sel, yang lain terlibat dalam pertahanan terhadap mikroba, dan yang lainnya lagi terbentuk selama proses pemecahan atau degradasi protein yang lebih besar. Kata „peptida” menggambarkan kategori molekul yang luas — kata ini tidak merujuk pada satu zat tertentu dengan satu fungsi tertentu.

Penelitian ilmiah dengan jelas menunjukkan keragaman yang sangat besar ini. Para ilmuwan, antara lain, menganalisis hormon usus manusia yang terjadi secara alami, peptida siklik yang diisolasi dari tumbuhan, serta fragmen peptida kecil yang terdeteksi dalam darah setelah mengonsumsi hidrolisat protein. Oleh karena itu, untuk memahami molekul-molekul tersebut dengan benar, tidak cukup hanya mengetahui bahwa mereka adalah „peptida”. Urutan asam amino, struktur molekul, asal-usul, modifikasi kimia, konteks biologis, serta metode eksperimental yang digunakan untuk menelitinya juga memiliki peran penting. [1] [2] [3]

Keragaman ini juga menjelaskan mengapa pernyataan umum seperti „peptida melakukan X” dapat menyesatkan. Dua molekul dapat tergolong dalam peptida, namun pada saat yang sama sangat berbeda dalam hal panjang, bentuk, stabilitas, tujuan biologis, lokasi di dalam sel, serta fungsinya. Hasil penelitian mengenai satu peptida tidak dapat secara otomatis diterapkan pada peptida lain hanya karena keduanya termasuk dalam kategori molekul yang sama.

Dalam artikel ini, kami menjelaskan dasar-dasar kimia peptida, perannya dalam sistem biologis, serta berbagai cara mengklasifikasikannya. Kami juga membedakan antara hal-hal yang telah diukur secara langsung dalam penelitian-penelitian tertentu dengan kesimpulan yang lebih luas, yang masih memerlukan bukti tambahan untuk dikonfirmasi.

Apa itu peptida?

Peptida adalah rantai asam amino yang saling terikat

Asam amino adalah unit dasar pembentuk peptida dan protein. Ketika dihubungkan oleh ikatan peptida, asam amino tersebut membentuk satu molekul, bukan campuran dari komponen-komponen terpisah. Setiap unit asam amino yang terikat dalam molekul tersebut disebut sisa asam amino.

Hal ini dapat diibaratkan seperti huruf-huruf yang membentuk sebuah kata. Huruf-huruf tunggal merupakan unsur penyusun, tetapi hanya urutan tertentu dari huruf-huruf itulah yang membentuk kata tertentu. Demikian pula, peptida ditentukan oleh urutan residu asam aminonya serta ikatan dan modifikasi yang membentuk struktur lengkapnya. Hanya mengetahui asam amino apa saja yang ada tidaklah cukup untuk menentukan identitas molekul tersebut.

Misalnya, dua peptida dapat memiliki rangkaian asam amino yang sama, tetapi urutannya berbeda. Dalam hal ini, keduanya akan membentuk urutan molekul yang berbeda dan mungkin memiliki sifat fisik, kimia, atau biologis yang berbeda pula.

Pembentukan ikatan peptida merupakan proses kimia yang diteliti secara eksperimental. Stachelhaus dan rekan-rekannya menganalisis bagaimana komponen-komponen enzim yang terlibat dalam sintesis peptida non-ribosom membentuk produk yang terdiri dari dua residu. Perubahan pada situs katalitik yang diusulkan menghambat reaksi kondensasi dalam sistem eksperimental yang diteliti. Penelitian ini menunjukkan bahwa pembentukan peptida memerlukan mekanisme kimia tertentu — asam amino tidak akan membentuk peptida tertentu hanya karena berada berdampingan. [4]

Tanggal peptida Oleh karena itu, istilah ini merujuk pada struktur kimia gabungan. Istilah ini tidak boleh digunakan sebagai sinonim untuk asam amino, suplemen protein, atau campuran zat apa pun yang mengandung asam amino.

Peptida, polipeptida, dan protein — istilah-istilah yang saling terkait

Istilah „peptida” biasanya digunakan untuk merujuk pada rantai asam amino yang relatif pendek. Istilah „polipeptida” menekankan adanya rantai yang terdiri dari banyak residu asam amino, sedangkan „protein” biasanya merujuk pada molekul biologis yang terbentuk dari satu atau beberapa rantai polipeptida.

Istilah-istilah ini sebagian tumpang tindih, dan tidak ada jumlah sisa asam amino tertentu yang berlaku secara universal yang dapat dijadikan batas mutlak di antara keduanya.

Hal ini ditunjukkan oleh literatur ilmiah itu sendiri. Saether dan rekan-rekannya mendeskripsikan kalata B1 sebagai „polipeptida” berukuran 29 residu, sedangkan Mierke dan rekan-rekannya meneliti neuropeptida Y manusia berukuran 36 residu. Senyawa tersebut tidak sepenuhnya mengubah komposisi kimianya hanya karena satu penulis menyebutnya sebagai peptida, sedangkan penulis lain menyebutnya sebagai polipeptida. [2] [5]

Dalam beberapa materi pendidikan, digunakan nilai-nilai angka perkiraan untuk membedakan peptida dan protein. Penyederhanaan semacam itu mungkin berguna selama proses pembelajaran, tetapi tidak boleh dianggap sebagai hukum kimia yang mutlak. Terminologi yang digunakan juga dipengaruhi oleh cara lipatan molekul, proses biologisnya, fungsinya, serta penamaan historisnya.

Oleh karena itu, dalam deskripsi yang tepat, urutan dan jumlah residu asam amino yang sebenarnya seringkali lebih informatif daripada nama kategori itu sendiri. Perbedaan antara peptida dan protein juga tidak boleh dianggap sebagai hierarki kompleksitas, signifikansi biologis, kekuatan efek, atau kualitas penelitian.

Peptida pendek dapat menunjukkan aktivitas biologis yang sangat spesifik, sementara protein yang jauh lebih besar dapat memiliki fungsi struktural atau enzimatik yang sama sekali berbeda. Panjang molekul hanyalah salah satu dari karakteristiknya.

Istilah „peptida” itu sendiri tidak menjelaskan bagaimana molekul tersebut bekerja

Tidak semua peptida merupakan hormon, zat antimikroba, molekul pensinyal, atau zat terapeutik, dan tidak semuanya menunjukkan aktivitas biologis dengan cara yang sama. Sifat-sifat tersebut merupakan sifat tambahan yang harus dibuktikan pada molekul tertentu.

Bahkan dalam satu bidang penelitian yang sama, urutan yang sangat mirip pun dapat berperilaku berbeda.

Sebagai contoh, dalam percobaan yang membandingkan molekul sistemin utuh—sebuah peptida sinyal nabati—dengan fragmen-fragmennya yang lebih pendek, ditemukan bahwa fragmen-fragmen tersebut tidak menghasilkan respons yang sama seperti yang diamati pada peptida utuh. Salah satu fragmen tersebut justru bekerja berlawanan dengan peptida utuh dalam sistem yang diteliti. Hal ini menjadi pengingat langsung bahwa hasil yang berkaitan dengan molekul utuh tidak dapat secara otomatis diterapkan pada fragmennya hanya karena memiliki nama yang mirip. [6]

Prinsip yang sama berlaku secara lebih luas. Perubahan pada satu sisa asam amino, pemendekan urutan, modifikasi gugus terminal, siklisasi molekul, atau penerapan modifikasi kimia lainnya dapat mengubah perilaku peptida.

Oleh karena itu, dari sudut pandang ilmiah, pertanyaan yang paling bermanfaat jarang berbunyi sekadar:

„Apa fungsi peptida?”

Pertanyaan yang jauh lebih tepat adalah:

„Apa yang dilakukan peptida tertentu dengan urutan dan struktur tertentu dalam kondisi eksperimental tersebut?”

Perbedaan ini sangat penting untuk menafsirkan hasil penelitian tentang peptida dengan benar.

Dari apa peptida itu terbentuk?

Sisa-sisa asam amino dan rangka peptida

Peptida terdiri dari rangka yang terbentuk dari gugus-gugus asam amino yang terikat. Dalam ikatan peptida yang umum, atom karbon dari gugus karbonil yang berasal dari gugus karboksil satu asam amino terikat dengan atom nitrogen yang berasal dari gugus amino asam amino lainnya.

Setiap gugus amino juga memiliki rantai samping, yang sering dituliskan dalam rumus kimia sebagai kelompok R, yang membantu menentukan sifat-sifat molekul.

Rantai samping bukan sekadar tambahan yang dapat diganti. Perbedaan muatan listrik, polaritas, ukuran, sifat hidrofobik, karakter aromatik, dan reaktivitas kimia memengaruhi perilaku peptida dalam larutan serta interaksinya dengan molekul lain.

Dengan demikian, struktur peptida terdiri dari rangka yang berulang serta gugus-gugus yang secara kimiawi beragam yang terikat padanya.

Beberapa rantai samping dapat membentuk interaksi tambahan di dalam molekul yang sama atau dengan molekul-molekul di sekitarnya. Interaksi-interaksi ini dapat memengaruhi lipatan, kelarutan, pengenalan molekuler, interaksi dengan membran, serta sifat-sifat lain yang dapat diukur secara eksperimental.

Dalam penelitian mengenai LL-37, sebuah peptida manusia yang terkait dengan sistem pertahanan tubuh, dianalisis hubungan antara urutan, lipatan, pengorganisasian mandiri, dan interaksinya dengan membran. Perbandingan dengan peptida rhesus yang serupa menunjukkan perilaku yang berbeda dalam kondisi penelitian tersebut. Hasil penelitian ini menekankan pentingnya memperhatikan detail struktur molekul, alih-alih mengasumsikan bahwa peptida yang serupa pasti bekerja dengan cara yang sama. [7]

Arah peptida: ujung N dan ujung C

Peptida linier pada umumnya memiliki dua ujung yang berbeda secara kimiawi.

Ujung N menandakan ujung rantai yang mengandung gugus amino, sedangkan Akhir C — ujung karboksilnya.

Urutan peptida secara konvensional ditulis mulai dari ujung N menuju ujung C. Arah ini penting karena pembalikan urutan residu akan menghasilkan urutan molekul yang berbeda.

Sebagai contoh, peptida hipotetis Ala-Gly-Ser secara kimiawi tidak identik dengan Ser-Gly-Ala, meskipun keduanya mengandung alanin, glisin, dan serin.

Konvensi ini memungkinkan para peneliti untuk mencatat urutan secara konsisten dan sangat penting terutama saat membandingkan peptida, fragmen peptida, urutan prekursor, serta varian sintetis.

Gugus ujung molekul juga dapat mengalami modifikasi kimia. Jika modifikasi semacam itu terjadi, hal tersebut harus dicantumkan dalam deskripsi peptida, karena komposisi kimia gugus ujungnya dapat memengaruhi sifat molekul tersebut.

Urutan dan struktur tiga dimensi

Urutan menentukan urutan sisa-sisa asam amino dalam peptida. Sementara itu, struktur tiga dimensi menggambarkan cara susunan molekul yang terikat tersebut dalam ruang. Kedua informasi ini saling terkait, tetapi tidak memiliki arti yang sama.

Urutan tersebut menunjukkan bagian-bagian mana yang saling terhubung dan dalam urutan seperti apa. Analisis struktural juga dapat mengungkap lipatan, puntiran, heliks, lingkaran, cincin, jembatan disulfida, dan ciri-ciri spasial lainnya.

Mierke dan rekan-rekannya melakukan sintesis kimia neuropeptida Y manusia, kemudian menganalisis konformasinya menggunakan beberapa metode, termasuk spektroskopi resonansi magnetik inti. Penelitian struktural dilakukan dalam campuran pelarut tertentu. Oleh karena itu, hasil penelitian ini menggambarkan peptida dalam kondisi spesifik tersebut dan tidak boleh dianggap sebagai bukti bahwa molekul tersebut memiliki struktur yang persis sama di setiap lingkungan biologis. [5]

Konformasi peptida dapat bergantung, antara lain, pada komposisi pelarut, suhu, pH, lingkungan ionik, konsentrasi, keberadaan molekul lain, serta lingkungan membran.

Oleh karena itu, deskripsi ilmiah yang lengkap mungkin memerlukan penyebutan urutan, modifikasi kimiawi, lingkungan eksperimental, dan metode pengukuran yang digunakan.

Penulisan urutan asam amino itu sendiri tidak memuat seluruh informasi yang diperoleh dari penelitian struktural.

Rantai linier, cincin, dan sambungan tambahan

Tidak semua peptida memiliki rangka terbuka. Beberapa di antaranya membentuk cincin tertutup, sementara yang lain memiliki ikatan tambahan di antara rantai samping asam amino.

Istilah „linear” mengacu pada arsitektur ikatan yang terbuka, bukan berarti molekul tersebut harus tetap lurus secara fisik dalam ruang. Peptida linear dapat melengkung, melipat, dan mengambil konformasi yang teratur.

Peptida siklik memiliki struktur yang tertutup secara kovalen. Cara pembentukan cincinnya dapat berbeda-beda pada setiap molekul.

Peptida juga dapat mengandung jembatan disulfida, yaitu ikatan kovalen yang biasanya terbentuk di antara gugus sistein. Ikatan semacam itu dapat membatasi kemungkinan susunan spasial dan berperan dalam pengorganisasian struktur.

Kalata B1 merupakan contoh yang baik dari arsitektur semacam itu. Para peneliti telah mengisolasi senyawa tersebut dari tanaman Oldenlandia affinis, mereka mengidentifikasi 29 sisa asam amino yang terkandung di dalamnya, dan melalui penelitian yang memanfaatkan pemecahan enzimatik, mereka mengonfirmasi sifat siklik dari kerangka molekulnya. Mereka juga menganalisis struktur tiga dimensinya serta ikatan disulfida yang ada di dalamnya. [2]

Hasil-hasil ini menggambarkan arsitektur peptida tersebut. Hasil-hasil ini tidak membuktikan bahwa peptida siklik secara umum lebih aktif, lebih stabil, lebih penting secara biologis, atau lebih berguna dibandingkan peptida linier.

Peptida dapat terbentuk dari prekursor yang lebih besar

Peptida yang aktif secara biologis tidak selalu langsung terbentuk dalam bentuk akhirnya. Sel mungkin terlebih dahulu memproduksi peptida yang lebih besar molekul prekursor, yang kemudian diproses lebih lanjut, termasuk pemotongan dan penghilangan bagian-bagian tertentu.

Artinya, selama pembentukan peptida akhir, mungkin terdapat beberapa bentuk molekul yang saling terkait.

Proinsulin merupakan contoh yang baik untuk prinsip ini. Tinjauan metode analitis ini menjelaskan transformasi proinsulin menjadi insulin dan peptida C melalui bentuk-bentuk perantara. Tinjauan ini juga menjelaskan mengapa metode laboratorium harus membedakan prekursor yang sangat mirip dan molekul hasil transformasi, alih-alih memperlakukannya sebagai satu parameter. [8]

Penelitian eksperimental awal memberikan contoh yang lebih terperinci. Davidson dan Hutton mengisolasi enzim dari jaringan insulinoma tikus yang mampu menghilangkan gugus amino basa dari substrat yang berasal dari proinsulin, sehingga menghasilkan insulin. Dalam uji yang dilakukan, enzim tersebut tidak menyebabkan degradasi lebih lanjut pada insulin yang sudah matang. Hasil ini mendukung konsep pemrosesan selektif, meskipun sumber jaringan serta sifat eksperimen yang dilakukan di laboratorium membatasi kemungkinan interpretasi yang lebih luas terhadap penelitian tunggal ini. [9]

Pemrosesan prekursor menunjukkan prinsip penting lainnya: molekul-molekul yang terkait dan terlibat dalam satu jalur biologis tidak boleh secara otomatis dianggap dapat saling menggantikan. Prekursor, bentuk antara, fragmen yang terbentuk setelah pemecahan, dan produk akhir dapat memiliki struktur dan sifat biologis yang berbeda.

Bagaimana peptida terbentuk?

Peptida dapat terbentuk melalui beberapa proses biologis dan laboratorium yang berbeda.

Dalam banyak sistem biologis, molekul prekursor yang mengandung urutan peptida terbentuk melalui translasi ribosom, di mana informasi genetik pada akhirnya menentukan urutan asam amino dalam rantai yang sedang terbentuk. Prekursor yang terbentuk kemudian dapat mengalami pemecahan enzimatik serta modifikasi pasca-translasi lainnya.

Peptida lainnya terbentuk melalui proses sintesis peptida non-ribosom, di mana sistem enzim khusus menggabungkan komponen-komponen yang berasal dari asam amino tanpa menggunakan ribosom seperti pada cara tradisional. Penelitian yang dilakukan oleh Stachelhaus dan rekan-rekannya merupakan contoh eksperimental dari analisis mekanisme pembentukan ikatan dalam sistem semacam itu. [4]

Peptida juga dapat diproduksi di laboratorium melalui sintesis kimia. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk menyiapkan urutan tertentu guna keperluan penelitian struktural, biokimia, analitik, dan eksperimen lainnya.

Metode sintesis menjelaskan proses pembentukan molekul. Namun, metode tersebut sendiri tidak menentukan apakah peptida tersebut aktif secara biologis, berguna secara klinis, terdapat secara alami, atau sesuai untuk aplikasi tertentu.

Apa peran peptida dalam tubuh?

Tidak ada satu pun fungsi yang sama untuk semua peptida.

Peran biologis suatu peptida tertentu bergantung pada urutan, struktur, konsentrasi, lokasi, target molekulernya, cara pemrosesannya, serta lingkungan biologis di sekitarnya.

Beberapa peptida mentransmisikan sinyal antar sel

Beberapa peptida berfungsi sebagai pembawa sinyal biologis. Kerjanya bergantung pada sel-sel yang menerima sinyal tersebut serta adanya sistem molekuler yang sesuai yang mampu merespons sinyal tersebut.

Jadi, sinyal tersebut bukanlah semata-mata sifat dari peptida itu sendiri — konteks biologis di sekitarnya juga berperan penting.

Dalam penelitian yang melibatkan manusia, Kreymann dan rekan-rekannya menganalisis GLP-1 7-36 amide, sebuah peptida yang berasal dari saluran pencernaan. Para peneliti mendeteksinya di jaringan usus, mengamati perubahan konsentrasinya dalam darah setelah asupan nutrisi, serta menganalisis respons terkait insulin selama eksperimen infus terkontrol. Pengamatan ini membantu menentukan peran sinyal fisiologis peptida tersebut secara spesifik. Namun, hal ini tidak berarti bahwa peptida sebagai kelompok secara keseluruhan mengatur kadar glukosa dalam darah. [1]

Perbedaan ini penting. Bukti yang mendukung fungsi hormonal suatu peptida tidak dapat digeneralisasikan ke semua molekul yang mengandung ikatan peptida.

Beberapa peptida berperan dalam sistem pertahanan tubuh

Peptida juga dapat berinteraksi dengan mikroorganisme atau membran biologis.

LL-37 merupakan contoh peptida yang diteliti dalam kaitannya dengan mekanisme pertahanan tubuh manusia. Dalam eksperimen tersebut, dianalisis antara lain kemampuan self-organization peptida tersebut serta interaksinya dengan berbagai lingkungan membran.

Penelitian yang dilakukan oleh Xhindoli dan rekan-rekannya mengaitkan perilaku struktural peptida dengan perbedaan dalam interaksi dengan membran serta permeabilitas membran bakteri. Ini merupakan bukti mekanistik — yang membantu memahami perilaku molekul dalam sistem eksperimental. Namun, penelitian ini sendiri bukanlah penelitian klinis yang menunjukkan efek produk yang mengandung LL-37 pada manusia. [7]

Peptida yang terkait dengan sistem pertahanan tubuh menunjukkan dengan jelas mengapa konteks molekuler itu penting. Aktivitas yang diamati terhadap mikroorganisme atau membran model dalam kondisi laboratorium tidak secara otomatis sama dengan efektivitas, keamanan, atau kegunaan klinis pada manusia.

Beberapa peptida memiliki fungsi biokimia intraseluler

Tidak semua peptida berfungsi sebagai sinyal yang dikirimkan dari satu sel ke sel lainnya.

Glutathione adalah tripeptida intraseluler yang berperan dalam reaksi redoks, yaitu proses biokimia yang berkaitan dengan transfer elektron.

Cabral dan rekan-rekannya meneliti sintesis glutathione pada kelinci dengan menggunakan air berlabel dan spektrometri massa. Penelitian mereka berfokus pada pengukuran proses pembentukan dan pembaruan molekul tersebut. Penelitian ini menunjukkan bahwa peptida tersebut berperan dalam metabolisme intraseluler, bukan sebagai hormon yang mentransmisikan sinyal antarorgan. Ini merupakan penelitian metodologis pada hewan, bukan bukti mengenai efek konsumsi produk yang mengandung glutathione. [10]

Glutathione juga menunjukkan mengapa panjang peptida tidak menentukan signifikansi biologisnya. Meskipun hanya terdiri dari tiga residu asam amino, peptida ini tetap berperan dalam proses-proses kimiawi mendasar yang terjadi di dalam sel.

Beberapa peptida merupakan hasil dari proses pengolahan atau degradasi

Penemuan peptida dalam sampel biologis saja tidak secara otomatis menjelaskan mengapa peptida tersebut ada di sana.

Senyawa tersebut dapat berfungsi sebagai sinyal, menjadi produk antara dalam proses pengolahan, atau terbentuk sebagai hasil peluruhan molekul yang lebih besar.

Penelitian mengenai proinsulin membedakan antara molekul prekursor, produk antara, dan produk akhir. Di sisi lain, penelitian mengenai makanan menunjukkan adanya fragmen peptida dalam darah setelah konsumsi hidrolisat gelatin. Ini adalah konteks biologis yang sangat berbeda, meskipun keduanya berkaitan dengan peptida. [8] [3]

Oleh karena itu, fragmen yang terdeteksi harus ditafsirkan dengan mengacu pada sumbernya, strukturnya, konsentrasinya, waktu kemunculannya, dan pertanyaan penelitian.

Penemuan suatu molekul merupakan bukti keberadaannya. Hal itu tidak secara otomatis menjadi bukti fungsi biologisnya.

Perbedaan ini sangat penting terutama saat menafsirkan hasil analisis yang mengidentifikasi peptida dalam darah, jaringan, sampel makanan, serta bahan biologis kompleks lainnya.

Apa yang ditunjukkan oleh penelitian-penelitian ini — dan apa yang tidak dibuktikan olehnya?

Berbagai jenis penelitian menjawab berbagai pertanyaan ilmiah.

Metode struktural dapat menggambarkan susunan molekul. Eksperimen biokimia memungkinkan analisis reaksi dan interaksi molekuler. Penelitian pada hewan memungkinkan pengamatan proses biologis di seluruh organisme. Penelitian fisiologis yang melibatkan manusia dapat mengukur reaksi tertentu pada peserta.

Jenis-jenis bukti ini dapat saling melengkapi, tetapi tidak dapat saling menggantikan.

Prinsip terpentingnya adalah sebagai berikut, yaitu kekuatan dan signifikansi bukti bergantung pada pertanyaan yang ingin kita jawab.

Hasil spektrometri massa yang mengidentifikasi peptida menjawab pertanyaan yang berbeda dari eksperimen seluler yang menunjukkan aktivitas reseptor. Keduanya, pada gilirannya, menjawab pertanyaan yang berbeda dari uji klinis terkontrol pada manusia yang mengukur efek fisiologis atau klinis.

Bagaimana cara mengklasifikasikan peptida?

Peptida dapat diklasifikasikan dengan beberapa cara sekaligus. Tidak ada satu sistem klasifikasi pun yang mencakup semua ciri pentingnya.

Klasifikasi berdasarkan jumlah sisa asam amino

Nama-nama yang didasarkan pada panjang menunjukkan jumlah residu asam amino dalam peptida.

Dipeptida mengandung dua sisa, tripeptida tiga, tetrapeptida empat, dan pentapeptida lima.

Istilah-istilah seperti oligopeptida i polipeptida menggambarkan kelompok-kelompok yang lebih luas berdasarkan ukurannya, namun batas-batasnya mungkin berbeda-beda di antara berbagai sumber.

Nama-nama tersebut tidak memungkinkan untuk memprediksi fungsi molekul tersebut.

Tripeptida dapat berperan dalam metabolisme intraseluler, sedangkan peptida yang lebih panjang dapat berfungsi sebagai molekul sinyal atau membentuk struktur siklik yang kompak. Glutathione, neuropeptida Y, dan kalata B1 menunjukkan hubungan yang beragam antara panjang rantai dan konteks biologisnya. [10] [5] [2]

Jadi, panjangnya menjawab pertanyaan:

„Berapa banyak sisa asam amino yang terkandung dalam satu molekul?”

Namun, ia tidak menjawab sendiri pertanyaan tersebut:

„Bagaimana cara kerja molekul ini?”

Klasifikasi berdasarkan struktur

Deskripsi struktural mencakup, antara lain, peptida rantai terbuka, peptida siklik, serta struktur yang mengandung jembatan disulfida.

Para peneliti juga dapat mendeskripsikan pola lipatan tertentu, ikatan silang, atau modifikasi kimiawi, asalkan hal tersebut telah dikonfirmasi melalui metode analitis.

Struktur dan panjangnya menjawab pertanyaan yang berbeda-beda. Kalata B1 dapat digambarkan baik sebagai molekul yang terdiri dari 29 residu maupun sebagai peptida dengan rangka siklik. Tidak ada satu pun dari deskripsi tersebut yang dapat menggantikan yang lain. Demikian pula, urutan peptida itu sendiri tidak memberikan semua informasi penting mengenai organisasi tiga dimensinya. [2]

Klasifikasi berdasarkan peran biologis

Kategori fungsional mencakup, antara lain, hormon peptida, neuropeptida, peptida yang berkaitan dengan sistem pertahanan tubuh, serta peptida yang berperan dalam proses biokimia intraseluler.

Kategori-kategori ini mungkin tumpang tindih sebagian, dan pengelompokan ke dalam kategori-kategori tersebut harus didasarkan pada bukti-bukti yang berkaitan dengan molekul tertentu.

Penelitian yang dikutip tersebut memberikan beberapa contoh: GLP-1 memiliki fungsi hormonal yang telah terbukti dalam fisiologi manusia, LL-37 sedang diteliti dalam konteks pertahanan tubuh, sedangkan glutathione berperan dalam proses redoks intraseluler. „Peptida” merupakan istilah kimia yang luas, sedangkan nama fungsional menggambarkan peran biologis tertentu. [1] [7] [10]

Oleh karena itu, klasifikasi fungsional harus didasarkan pada bukti, dan tidak boleh disimpulkan semata-mata berdasarkan panjang urutan atau istilah „peptida” itu sendiri.

Klasifikasi berdasarkan asal dan cara produksi

Peptida juga dapat diklasifikasikan berdasarkan asal-usulnya atau cara pembuatannya.

Istilah seperti „berasal dari manusia” atau „berasal dari tumbuhan” mengacu pada sumber biologisnya. Sementara itu, „disintesis secara kimiawi” menggambarkan metode produksinya.

Kedua sifat tersebut tidak saling bertentangan. Di laboratorium, peptida dengan urutan yang secara alami terdapat dalam tubuh dapat disintesis.

Sintesis neuropeptida Y manusia yang dilakukan oleh Mierke dan rekan-rekannya dengan jelas menunjukkan perbedaan ini. Urutan asam aminonya berasal dari biologi manusia, sedangkan bahan eksperimental diperoleh secara kimiawi. Hal ini tidak berarti bahwa setiap preparat sintetis identik dalam segala hal yang penting — oleh karena itu, para peneliti menggunakan metode analitis untuk mengkarakterisasi bahan yang diperoleh. [5]

Perbedaan lainnya berkaitan dengan cara pembentukannya secara biologis. Banyak rantai peptida terbentuk melalui proses sintesis ribosom, dan kemudian dapat diproses lebih lanjut. Peptida lainnya disusun oleh sistem enzim khusus di luar ribosom. Stachelhaus dan rekan-rekannya secara langsung meneliti pembentukan ikatan peptida oleh komponen sistem non-ribosom tersebut. Perbedaan ini menggambarkan biosintesis, bukan hierarki nilai biologis. [8] [4]

Dengan demikian, satu peptida dapat memiliki beberapa sebutan yang benar secara bersamaan.

Sebagai contoh, molekul yang sama dapat dijelaskan berdasarkan jumlah gugus, struktur siklik, asal biologis, serta fungsi yang telah dibuktikan secara eksperimental.

Klasifikasi paling berguna jika penulis secara jelas menyebutkan ciri molekul mana yang sedang dijelaskan.

Apa arti istilah „bio peptida” dan „peptida bioaktif”?

Istilah „bio peptida” bukanlah istilah ilmiah yang cukup tepat untuk digunakan sebagai dasar dalam mengidentifikasi molekul tertentu, urutan, atau aktivitas yang telah terverifikasi.

Jika istilah tersebut muncul pada label, deskripsi produk, atau pertanyaan di internet, hal pertama yang harus dilakukan adalah menentukan zat apa yang sebenarnya dimaksud.

Istilah „peptida bioaktif”, yaitu peptida bioaktif, biasanya berarti bahwa dalam kondisi tertentu telah diamati adanya aktivitas biologis.

Yang terpenting saat itu adalah menentukan:

• molekul apa yang diteliti;
• urutan dan struktur seperti apa yang dimilikinya;
• susunan eksperimen apa yang digunakan;
• konsentrasi atau paparan apa yang diteliti;
• efek apa yang diukur;
• apakah pengamatan tersebut berasal dari penelitian biokimia, seluler, pada hewan, atau yang melibatkan manusia.

Penghambatan respons sinyal pada tumbuhan, interaksi dengan membran bakteri, serta pengaruhnya terhadap respons hormonal manusia merupakan berbagai jenis aktivitas biologis. Ketiganya tidak dapat disamakan dengan satu sifat umum yang disebut sebagai „aksi”. [6] [7] [1]

Mengapa klasifikasi tersebut tidak menentukan status klinis?

Kategori struktural atau fungsional bukanlah kategori persetujuan medis.

Penentuan suatu molekul sebagai molekul alami, sintetis, siklik, hormonal, atau bioaktif tidak berarti bahwa molekul tersebut memiliki bukti yang diperlukan untuk penggunaan medis.

Tinjauan Lau dan Dunn mengenai pengembangan peptida terapeutik menunjukkan bagaimana masing-masing molekul melewati berbagai tahap penelitian dan pengembangan. Publikasi ini bersifat tinjauan historis, bukan daftar terkini produk yang telah disetujui. Namun, dalam konteks ini, publikasi tersebut menunjukkan prinsip penting: kimia peptida dan statusnya dalam pengembangan klinis adalah dua hal yang terpisah. [11]

Oleh karena itu, suatu molekul dapat menarik secara ilmiah, aktif secara biologis, atau telah diteliti secara luas, tanpa harus merupakan obat yang telah disetujui.

Di mana saja peptida ditemukan?

Dalam tubuh manusia

Peptida terdapat di berbagai jaringan dan cairan biologis manusia.

Lokasi mereka bergantung pada molekul tertentu dan proses yang dianalisis. Penelitian mengenai GLP-1 menunjukkan hubungannya dengan saluran pencernaan serta perubahan konsentrasinya dalam darah, sedangkan penelitian mengenai proinsulin berfokus pada pembentukan dan pemrosesannya di pankreas. Ini hanyalah contoh-contoh spesifik, bukan bukti bahwa setiap peptida terdapat di seluruh bagian tubuh. [1] [8]

Perlu juga membedakan tiga pertanyaan berikut:

• Di mana peptida diproduksi?
• Di mana ia dapat dideteksi?
• Di mana ia memberikan efek biologis?

Tempat-tempat tersebut tidak harus sama.

Peptida yang diproduksi di suatu jaringan dapat masuk ke dalam sirkulasi darah dan memengaruhi jaringan lain. Sementara itu, peptida lain terutama berperan dalam proses-proses lokal atau intraseluler.

Oleh karena itu, penemuan peptida dalam darah saja tidak dapat menentukan konsentrasinya maupun aktivitas biologisnya di jaringan lain.

Pada tumbuhan dan sistem mikrobiologis

Biologi peptida jauh melampaui batas-batas tubuh manusia.

Penelitian terhadap tumbuhan mencakup, antara lain, sinyalisasi yang terkait dengan sistemin serta struktur kalat B1. Sementara itu, penelitian terhadap sistem enzimatik non-ribosom berfokus pada cara lain dalam penyusunan molekul peptida. [6] [2] [4]

Contoh-contoh ini menunjukkan betapa luasnya makna kata „peptida”.

Peptida tumbuhan tidak secara otomatis menjadi hormon manusia, dan eksperimen mengenai perakitan molekul secara enzimatis bukanlah uji klinis. Sumber biologis dan model eksperimental tetap menjadi unsur-unsur penting dalam uraian tersebut.

Perbandingan antarspesies dapat memberikan informasi ilmiah yang berharga, namun hasilnya harus selalu dikaitkan dengan organisme dan rancangan eksperimen tempat hasil tersebut diperoleh.

Dalam fragmen protein yang berasal dari makanan

Protein yang terdapat dalam makanan dapat terurai menjadi potongan-potongan peptida yang lebih kecil selama proses pencernaan.

Namun, perlu dibedakan antara protein utuh, hidrolisat protein, dan peptida tunggal yang telah dimurnikan — ketiganya merupakan bahan yang berbeda.

Hidrolisat protein mengandung produk-produk yang terbentuk akibat pemecahan protein berukuran besar menjadi komponen-komponen yang lebih kecil. Tergantung pada cara pembuatannya, di dalamnya dapat terdapat peptida dengan panjang yang bervariasi serta asam amino bebas.

Iwai dan rekan-rekannya meneliti hidrolisat gelatin dan mengidentifikasi beberapa peptida yang berasal dari kolagen dalam darah manusia setelah dikonsumsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, dalam kondisi penelitian tertentu, fragmen-fragmen tertentu dapat terdeteksi. Namun, hasil tersebut tidak membuktikan bahwa semua peptida yang berasal dari makanan melewati proses pencernaan dalam bentuk yang tidak berubah, maupun bahwa deteksi peptida tersebut secara otomatis menandakan adanya manfaat fisiologis. [3]

Oleh karena itu, deskripsi yang tepat harus menyebutkan bahan sumber serta — jika diketahui — fragmen-fragmen tertentu yang terdeteksi.

Ungkapan „mengandung protein”, „mengandung peptida”, dan „mengandung peptida tertentu yang telah diidentifikasi” menyampaikan tingkat informasi yang berbeda-beda.

Dalam bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian laboratorium

Peptida dapat disintesis agar para peneliti dapat meneliti urutan yang sudah diketahui, membandingkan varian-variannya, menganalisis struktur molekul, perilaku analitik, atau hipotesis biokimia tertentu.

Dalam penelitian mengenai neuropeptida Y, sintesis kimia dipadukan dengan kromatografi, spektrometri massa, analisis urutan, serta metode struktural. Hal ini menunjukkan bahwa Pembuatan peptida dan verifikasi sifat-sifatnya merupakan tugas-tugas yang saling terkait, namun terpisah. [5]

Sintesis kimia menghasilkan bahan yang diharapkan memiliki struktur molekul tertentu. Karakterisasi analitis membantu menentukan apakah bahan yang diperoleh benar-benar memiliki sifat-sifat yang diharapkan.

Prinsip yang sama berlaku saat menafsirkan publikasi ilmiah: yang penting adalah identitas bahan yang diteliti.

Nama umum peptida itu sendiri tidak cukup untuk menyimpulkan bahwa setiap sediaan memiliki urutan, kemurnian, bentuk kimia, atau karakteristik analitis yang identik, atau bahwa sediaan tersebut telah diuji dalam kondisi yang setara.

Mengapa urutan, struktur, dan konteks eksperimental itu penting?

Penelitian mengenai peptida menjadi jauh lebih mudah untuk diinterpretasikan jika kita memisahkan tiga pertanyaan mendasar berikut ini:

Partikel apa yang diteliti?

Hal ini mencakup urutan, jumlah residu, modifikasi kimia, serta karakteristik strukturalnya.

Di mana dan bagaimana penelitian tersebut dilakukan?

Perlu ditentukan apakah eksperimen tersebut melibatkan partikel yang telah dimurnikan, kultur sel, jaringan yang diisolasi, hewan, atau manusia.

Hasil apa sebenarnya yang diukur?

Deteksi molekul, ikatan dengan reseptor, interaksi dengan membran, ekspresi gen, respons fisiologis, dan hasil klinis merupakan berbagai titik akhir.

Masalah interpretasi sering muncul ketika bukti dari satu tingkatan digunakan untuk mendukung pernyataan mengenai tingkatan lain.

Misalnya:

peptida tersebut terdeteksi dalam darah → oleh karena itu memberikan manfaat klinis

hal tersebut tidak secara otomatis menjadi kesimpulan yang benar.

Demikian pula:

peptida tersebut memengaruhi sel-sel dalam kultur → oleh karena itu, peptida tersebut menimbulkan efek yang sama pada manusia

membutuhkan bukti tambahan.

Memisahkan identitas molekul, model eksperimental, dan hasil pengukuran yang sebenarnya merupakan cara praktis untuk menelaah penelitian tentang peptida tanpa menarik kesimpulan yang melampaui data yang tersedia.

Pertanyaan yang sering diajukan

1. Apakah peptida terdapat secara alami dalam tubuh?

Ya, banyak peptida yang secara alami terdapat dalam tubuh manusia. Dalam penelitian yang melibatkan manusia, GLP-1 terdeteksi di jaringan usus dan perubahan konsentrasinya dalam darah diamati setelah asupan nutrisi, sedangkan penelitian mengenai proinsulin berkaitan dengan pemrosesan molekul prekursor yang terbentuk secara alami. Hasil-hasil ini mengonfirmasi keberadaan peptida endogen, tetapi tidak berarti bahwa setiap zat yang disebut sebagai peptida secara alami terdapat pada manusia. Beberapa urutan asam amino terdapat pada organisme lain, sebagian terbentuk dari molekul yang lebih besar, dan yang lainnya dapat diciptakan atau dimodifikasi secara eksperimental. Oleh karena itu, keberadaan alami harus ditentukan untuk molekul tertentu, dan tidak boleh disimpulkan semata-mata berdasarkan kata „peptida”. [1] [8]

2. Berapa banyak asam amino yang membentuk sebuah peptida?

Peptida terdiri dari setidaknya dua residu asam amino yang terikat, tetapi tidak ada angka maksimum yang umum digunakan yang secara tegas membedakan peptida dari protein. Dalam penelitian ilmiah, panjang yang tepat sering kali disebutkan: kalat B1 memiliki 29 residu, sedangkan neuropeptida Y — 36, meskipun penggunaan istilah peptida dan polipeptida terkadang tumpang tindih. Batasan angka perkiraan mungkin berguna dalam pendidikan, tetapi tidak boleh dianggap sebagai hukum kimia yang mutlak. Panjang membantu mengidentifikasi molekul, tetapi tidak membentuk batas biologis universal maupun memprediksi fungsinya. Oleh karena itu, menyebutkan jumlah residu yang sebenarnya lebih tepat daripada menggunakan ambang batas yang kaku. [2] [5]

3. Apakah peptida sama dengan asam amino?

Tidak. Peptida adalah molekul terikat yang terdiri dari residu asam amino, sedangkan asam amino bebas merupakan unit molekul terpisah. Penelitian mengenai sintesis peptida non-ribosom telah menganalisis mekanisme reaksi spesifik yang diperlukan untuk membentuk produk yang mengandung ikatan peptida. Perbedaan ini penting karena pencampuran asam amino saja tidak secara otomatis menghasilkan urutan tertentu. Setelah asam amino dimasukkan ke dalam peptida, urutan dan ikatan kimianya menjadi bagian dari identitas molekul tersebut. Oleh karena itu, peptida harus diidentifikasi berdasarkan struktur terikatnya, bukan hanya berdasarkan keberadaan asam amino individual. [4]

4. Apa itu ikatan peptida?

Ikatan peptida adalah ikatan kovalen antara gugus-gugus yang berasal dari asam amino dan merupakan bagian dari rangka peptida. Dari sudut pandang kimia, ikatan ini biasanya menghubungkan atom karbon gugus karbonil dari satu asam amino dengan atom nitrogen yang berasal dari asam amino lainnya. Stachelhaus dan rekan-rekannya menganalisis peran domain enzimatik dalam pembentukan ikatan tersebut dalam sistem non-ribosom, antara lain melalui modifikasi yang menghambat reaksi yang diteliti. Hasil ini berkaitan dengan mekanisme spesifik pembentukan peptida, bukan semua cara pembentukannya. Prinsip umumnya adalah bahwa ikatan peptida menghubungkan residu-residu menjadi rantai tertentu, tetapi ikatan tersebut sendiri tidak menentukan fungsi biologis rantai tersebut. [4]

5. Apa itu polipeptida?

Polipeptida adalah rantai yang terdiri dari banyak gugus asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Istilah ini sebagian tumpang tindih dengan istilah „peptida” dan „protein”, alih-alih merujuk pada kelas kimia yang sepenuhnya terpisah. Misalnya, dalam publikasi mengenai struktur kalata B1, istilah „polipeptida” digunakan untuk molekul yang terdiri dari 29 residu. Hal ini menunjukkan mengapa nama itu sendiri bukanlah ukuran yang tepat untuk menentukan ukuran. Berbagai bidang ilmu pengetahuan dan publikasi mungkin menggunakan istilah peptida dan polipeptida dengan cara yang sedikit berbeda. Oleh karena itu, urutan, jumlah residu, struktur, dan konteks biologis memberikan gambaran yang lebih akurat mengenai molekul yang diteliti. [2]

6. Apa perbedaan antara peptida dan protein?

Peptida dan protein memiliki struktur kimia yang sama berdasarkan asam amino, sedangkan istilah „protein” biasanya merujuk pada molekul biologis yang lebih kompleks yang terbentuk dari satu atau lebih rantai polipeptida. Terminologi ini sebagian tumpang tindih, dan prekursor yang lebih besar dapat diubah menjadi produk yang lebih kecil, seperti halnya konversi proinsulin. Ukuran merupakan bagian dari perbedaan ini, tetapi tidak boleh dianggap sebagai batasan universal. Protein sering kali membentuk struktur kompleks tingkat tinggi, meskipun peptida juga dapat mengambil konformasi tiga dimensi tertentu. Oleh karena itu, penjelasan yang paling berguna sebaiknya mengacu pada molekul tertentu, jumlah residunya, strukturnya, serta perannya dalam proses biologis, alih-alih hanya didasarkan pada ambang batas numerik. [8]

7. Apakah peptida yang mengandung asam amino yang sama dapat memiliki efek yang berbeda?

Ya. Perilaku molekul tidak hanya bergantung pada asam amino apa saja yang terkandung di dalamnya, tetapi juga pada urutan, ikatan kimia, modifikasi, dan susunan tiga dimensinya. Penelitian struktural terhadap neuropeptida Y serta eksperimen dengan fragmen sistemin menunjukkan mengapa urutan dan organisasi molekul memerlukan analisis tersendiri. Bahkan peptida yang memiliki komposisi asam amino yang identik pun dapat menjadi molekul yang berbeda jika urutan residunya berbeda. Penelitian ini tidak memungkinkan untuk memprediksi perilaku setiap urutan yang mungkin, oleh karena itu dua peptida tidak boleh dianggap setara hanya karena komposisi asam aminonya tampak serupa. [5] [6]

8. Apakah peptida yang lebih panjang memiliki efek yang lebih kuat?

Tidak ada aturan umum yang menyatakan bahwa peptida yang lebih panjang akan menimbulkan efek biologis yang lebih kuat. Beberapa faktor yang berpengaruh antara lain urutan, struktur, target molekuler, konsentrasi, stabilitas, dan kondisi eksperimental. Penelitian terhadap fragmen sistemin menunjukkan bahwa perubahan pada molekul memengaruhi aktivitasnya, tetapi tidak membuktikan adanya hubungan universal antara panjang dan kekuatan efek biologis. Peptida pendek dapat menjalankan fungsi biokimia yang penting dan sangat spesifik, seperti halnya glutathione, sementara peptida yang jauh lebih panjang dapat memainkan peran yang sama sekali berbeda. Oleh karena itu, panjang merupakan parameter yang menggambarkan molekul tersebut. Perbandingan efek biologis memerlukan penelitian langsung terhadap peptida tertentu dengan menggunakan titik akhir yang sama dan didefinisikan dengan jelas. [6] [10]

9. Apa yang dimaksud dengan „peptida bioaktif”?

Peptida bioaktif adalah peptida yang telah terbukti memiliki efek biologis tertentu dalam sistem eksperimental tertentu. Efek tersebut dapat mencakup respons seluler, interaksi dengan reseptor, interaksi dengan membran, reaksi biokimia, atau perubahan parameter fisiologis. Dalam penelitian LL-37, misalnya, dianalisis sifat struktural tertentu dan interaksinya dengan membran. Hasil tersebut tidak secara otomatis membuktikan efek klinis, dan tidak selalu berlaku untuk setiap bahan yang menggunakan nama yang sama. Oleh karena itu, istilah „bioaktif” tidak boleh dipahami sebagai pernyataan umum bahwa peptida tersebut memberikan manfaat kesehatan. Istilah ini baru memiliki makna ilmiah setelah molekul, pengaturan eksperimen, aktivitas yang diukur, dan jenis bukti telah ditentukan. [7]

10. Apakah semua peptida merupakan hormon?

Tidak. Hormon adalah kategori fungsional yang mencakup beberapa peptida, namun tidak semuanya. GLP-1 adalah contoh peptida yang diteliti sebagai hormon usus manusia, sedangkan glutathione adalah tripeptida intraseluler yang dianalisis dalam konteks proses redoks dan sintesisnya. Kategori lain lagi adalah peptida yang terkait dengan sistem pertahanan tubuh. Contoh-contoh ini menunjukkan peran yang sangat beragam dalam kelas kimia yang sama dan luas. Penamaan suatu molekul sebagai peptida menunjukkan strukturnya yang berbasis asam amino. Untuk mengklasifikasikannya sebagai hormon, diperlukan bukti tambahan yang mengonfirmasi perannya sebagai sinyal dalam sistem biologis tertentu. [1] [10]

11. Apa itu prekursor peptida?

Prekursor peptida adalah molekul yang, melalui proses metabolisme biologis, dapat menghasilkan produk peptida. Contoh yang sudah dikenal luas adalah proinsulin, di mana dibedakan antara produk antara konversi, yaitu insulin dan peptida C. Penelitian analitik menekankan perlunya mengukur bentuk-bentuk terkait ini secara terpisah. Proses pemrosesan dapat mencakup pemecahan enzimatik selektif dan perubahan molekuler lainnya yang terjadi sebelum terbentuknya produk yang matang. Oleh karena itu, prekursor tidak boleh secara otomatis dianggap memiliki semua sifat produk akhirnya — identitasnya, tahap pemrosesannya, konsentrasinya, lokasinya, dan aktivitas biologis yang terukur memerlukan penilaian terpisah. [8] [9]

12. Apa perbedaan antara peptida linier dan peptida siklik?

Peptida linier memiliki kerangka terbuka, sedangkan peptida siklik mengandung cincin yang tertutup secara kovalen yang terbentuk oleh kerangka atau ikatan rantai samping. Istilah „linear” mengacu pada cara atom-atom terhubung, dan bukan berarti molekul tersebut harus berbentuk lurus secara fisik. Kalata B1 merupakan contoh terverifikasi dari peptida siklik dengan kerangka tertutup dan ikatan disulfida tambahan. Analisis strukturalnya menunjukkan organisasi molekul tersebut, namun tidak membuktikan bahwa semua peptida siklik berperilaku serupa. Perbedaan ini terutama menggambarkan arsitektur molekul. Dampak struktur tersebut terhadap stabilitas, interaksi, aktivitas biologis, atau sifat-sifat lainnya memerlukan data mengenai peptida tertentu. [2]

13. Apakah modifikasi kimia dapat mengubah sifat-sifat peptida?

Ya. Perubahan pada sisa asam amino, gugus terminal, modifikasi kimiawi lainnya, atau cara penyambungan molekul dapat memengaruhi sifat fisik dan biologis peptida. Literatur mengenai pengembangan peptida membahas penggunaan berbagai struktur dan strategi kimia medis, sedangkan penelitian struktural menunjukkan pentingnya mengkarakterisasi bahan eksperimental secara akurat. Modifikasi berpotensi memengaruhi, antara lain, muatan, konformasi, interaksi dengan molekul lain, serta kerentanan terhadap perubahan kimia dan enzimatik. Namun, modifikasi itu sendiri tidak menjamin hasil yang diinginkan atau dapat diprediksi. Molekul yang dimodifikasi harus dievaluasi secara terpisah, alih-alih mengasumsikan bahwa semua hasil terkait peptida aslinya tetap berlaku. [11] [5]

14. Apakah peptida yang terdapat secara alami juga dapat diproduksi secara sintetis?

Ya. Para peneliti dapat mensintesis secara kimiawi urutan yang juga terdapat secara alami. Mierke dan rekan-rekannya telah melakukannya pada neuropeptida Y manusia, kemudian menggunakan beberapa metode analitis untuk mengkarakterisasi bahan yang diperoleh. Hal ini menunjukkan bahwa keberadaan alami dan cara produksi menggambarkan dua aspek berbeda dari peptida tersebut. Istilah „alami” dapat merujuk pada tempat urutan tersebut ditemukan dalam biologi, sedangkan „sintetis” menggambarkan cara persiapan sampel tertentu. Hal ini tidak berarti bahwa setiap bahan dengan nama yang sama setara — saat membandingkan bahan penelitian, urutan, modifikasi, bentuk kimia, komposisi, kemurnian, dan karakteristik analitik tetap menjadi faktor penting. [5]

15. Apakah peptida terdapat di luar tubuh manusia?

Ya. Peptida terdapat dalam berbagai sistem biologis, termasuk tumbuhan dan mikroorganisme. Penelitian tersebut mencakup, antara lain, sistemin tumbuhan, kalata siklik B1 yang diisolasi dari Oldenlandia affinis serta mekanisme penyambungan peptida non-ribosom. Contoh-contoh ini menunjukkan keragaman asal-usul, struktur, dan konteks biologis. Namun, hal ini tidak berarti bahwa peptida yang berasal dari organisme lain memiliki fungsi yang sama pada manusia. Oleh karena itu, informasi mengenai sumber biologis harus dipisahkan dari pernyataan mengenai efeknya pada manusia. Penelitian antarspesies dapat memberikan informasi mekanistik yang penting, tetapi mentransfer hasil penelitian antarorganisme memerlukan bukti tambahan. [6] [2] [4]

16. Apakah semua peptida yang terdapat dalam makanan masuk ke dalam darah dalam bentuk yang tidak berubah?

Tidak. Bukti yang menunjukkan bahwa fragmen tertentu yang berasal dari makanan muncul dalam darah tidak berarti bahwa semua peptida makanan diserap dalam bentuk yang tidak berubah. Protein makanan dapat mengalami pemecahan yang signifikan selama proses pencernaan, sehingga menghasilkan campuran peptida dan asam amino. Iwai dan rekan-rekannya mengidentifikasi fragmen-fragmen tertentu yang berasal dari kolagen setelah para peserta mengonsumsi hidrolisat gelatin. Eksperimen tersebut berfokus pada bahan tertentu dan fragmen yang diukur, bukan pada semua produk yang mengandung protein. Penemuan fragmen-fragmen tersebut sendiri juga tidak membuktikan adanya manfaat kesehatan. Oleh karena itu, kesimpulan mengenai penyerapan peptida dari makanan harus tetap dikaitkan dengan bahan baku tertentu, molekul yang dianalisis, metode yang digunakan, serta kondisi eksperimental. [3]

17. Bukti apa saja yang diperlukan untuk menentukan cara kerja peptida?

Jenis bukti harus sesuai dengan pernyataan yang ingin kita verifikasi. Analisis struktural memungkinkan kita menentukan karakteristik molekul, eksperimen biokimia dapat menyelidiki mekanisme, penelitian seluler mengukur reaksi sel tertentu, eksperimen pada hewan memungkinkan pengamatan proses di seluruh organisme, sedangkan penelitian yang melibatkan manusia dapat mengevaluasi hasil fisiologis atau klinis. Penelitian tentang kalaty B1, sistemin, dan GLP-1 menunjukkan berbagai jenis pertanyaan ilmiah. Tidak ada satu jenis penelitian pun yang dapat menjawab semuanya, dan penemuan molekul itu sendiri tidak sama dengan pembuktian efeknya. Demikian pula, efek yang diamati pada sel atau hewan tidak secara otomatis berarti hasil yang sama pada manusia. Oleh karena itu, deskripsi yang andal harus menjelaskan molekul apa yang diteliti, model eksperimental apa yang digunakan, apa yang sebenarnya diukur, serta hal-hal apa saja yang masih belum pasti. [2] [6] [1]

18. Apakah urutan asam amino menentukan identitas peptida?

Urutan asam amino merupakan bagian mendasar dari identitas peptida, karena menentukan urutan gugus-gugus dalam rantai. Namun, urutan itu sendiri mungkin tidak menggambarkan semua sifat penting molekul tersebut. Informasi tambahan dapat diperoleh dari modifikasi ujung, siklisasi, jembatan disulfida, modifikasi kimia lainnya, dan susunan tiga dimensi. Penelitian struktural terhadap kalat B1 dan neuropeptida Y menunjukkan mengapa baik urutan maupun karakteristik molekuler yang lebih mendalam dapat menjadi penting. Oleh karena itu, dua bahan yang memiliki nama umum peptida yang sama tidak boleh secara otomatis dianggap identik secara analitis tanpa karakterisasi yang lebih mendalam. [2] [5]

19. Apakah peptida sintetis berbeda dengan peptida yang terdapat secara alami?

Istilah „sintetis” dan „alami” terutama menggambarkan asal usul atau cara pembuatannya, bukan secara otomatis urutan asam amino yang berbeda. Urutan yang terdapat dalam tubuh juga dapat disiapkan secara kimiawi, seperti halnya sintesis neuropeptida Y manusia. Penilaian apakah dua preparat setara secara molekuler memerlukan pertimbangan terhadap urutan, modifikasi kimiawi, struktur, komposisi, dan karakteristik analitiknya. Oleh karena itu, kata „sintetis” tidak boleh secara otomatis diartikan sebagai berarti secara biologis berbeda, lebih buruk, lebih baik, lebih aman, atau lebih aktif. Ini adalah pertanyaan terpisah yang memerlukan bukti tersendiri. [5]

20. Apakah deteksi peptida dalam darah membuktikan adanya aktivitas biologisnya?

Tidak. Deteksi berarti bahwa metode analitis yang digunakan telah mengidentifikasi peptida atau bahan yang terkait dengannya dalam sampel yang diuji dan dalam kondisi tertentu. Pembuktian aktivitas biologis memerlukan bukti tambahan. Iwai dan rekan-rekannya mendeteksi fragmen peptida yang berasal dari kolagen dalam darah manusia setelah mengonsumsi hidrolisat gelatin, tetapi deteksi tersebut saja tidak membuktikan adanya manfaat kesehatan. Sebaliknya, penelitian tentang GLP-1 menggabungkan pengukuran peptida dengan eksperimen fisiologis mengenai respons tubuh tertentu. Contoh-contoh ini menunjukkan perbedaan antara pembuktian keberadaan suatu molekul dan pembuktian fungsi biologisnya. [3] [1]

Keterbatasan dalam menafsirkan penelitian umum mengenai peptida

Keterbatasan penting yang pertama adalah bahwa Peptida merupakan kategori molekul yang sangat besar dan sangat beragam. Hasil yang berkaitan dengan satu peptida tidak boleh secara otomatis digeneralisasikan ke peptida lain yang memiliki urutan, struktur, atau konteks biologis yang berbeda.

Keterbatasan kedua adalah terminologi. Istilah-istilah seperti peptida, polipeptida, oligopeptida, protein, atau peptida bioaktif mungkin digunakan dengan makna yang sedikit berbeda di berbagai bidang ilmu pengetahuan. Urutan sebenarnya dan informasi struktural seringkali lebih tepat daripada nama kategori itu sendiri.

Ketiga, konteks eksperimen juga penting. Peptida dapat berperilaku berbeda tergantung pada pelarut, pH, suhu, konsentrasi, keberadaan molekul lain, lingkungan seluler, atau organisme. Oleh karena itu, pengamatan struktural yang diperoleh dalam kondisi tertentu tidak boleh secara otomatis dianggap sebagai perilaku molekul yang universal.

Keempat, bukti biologis terdapat pada berbagai tingkatan. Identifikasi kimiawi, interaksi dengan reseptor, aktivitas seluler, efek pada hewan, respons fisiologis pada manusia, dan hasil klinis merupakan berbagai jenis bukti.

Kelima, keberadaan secara alami tidak berarti memiliki kegunaan terapeutik, dan sintesis kimiawi tidak menentukan status klinisnya. Asal-usul, cara produksi, aktivitas biologis, dan bukti medis merupakan karakteristik yang terpisah.

Terakhir, penemuan suatu molekul tidak boleh disamakan dengan pembuktian fungsinya. Identifikasi peptida dalam darah, jaringan, bahan makanan, atau sampel lain hanya membuktikan keberadaannya dalam kondisi analisis yang digunakan. Untuk menentukan fungsi biologis apa — jika ada — yang dijalankan oleh molekul yang terdeteksi tersebut, diperlukan bukti tambahan.

Ringkasan

Peptida adalah molekul yang terdiri dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida, namun definisi sederhana ini mencakup rentang struktur dan konteks biologis yang sangat luas.

Molekul-molekul ini dapat terdiri dari hanya beberapa unit atau membentuk rantai yang jauh lebih panjang. Molekul-molekul ini dapat bersifat linier, siklik, terjalin silang, diproduksi secara alami, diproses secara enzimatis, disintesis secara non-ribosom, atau diperoleh melalui sintesis kimia. Beberapa di antaranya berfungsi sebagai sinyal biologis, yang lain berperan dalam pertahanan organisme, sebagian terlibat dalam proses biokimia intraseluler, dan yang lainnya muncul sebagai produk antara atau fragmen selama pemrosesan dan penguraian molekul yang lebih besar.

Oleh karena itu, istilah peptida harus dipandang sebagai nama untuk kategori molekuler yang luas, bukan sebagai prediksi fungsi.

Untuk memahami peptida tertentu dengan benar, perlu menjawab beberapa pertanyaan terpisah:

• Bagaimana urutan asam aminonya?
• Berapa banyak sisa yang ada di dalamnya?
• Bagaimana struktur molekulnya?
• Apakah produk ini mengandung modifikasi kimia tambahan?
• Dari mana asalnya?
• Bagaimana cara pembuatannya atau pengolahannya?
• Pada model apa pengujian tersebut dilakukan?
• Fungsi biologis apa yang sebenarnya telah dibuktikan?
• Bukti apa saja yang mendukung kesimpulan ini?

Penelitian yang dibahas dalam artikel ini menunjukkan mengapa pembedaan semacam itu penting. GLP-1 merupakan contoh pensinyalan peptida pada manusia; kalata B1 menunjukkan arsitektur molekuler siklik; neuropeptida Y menggambarkan sintesis kimia dan karakteristik struktural; LL-37 merupakan contoh penelitian mengenai mekanisme pertahanan; glutathione mewakili kimia peptida intraseluler; proinsulin menunjukkan pemrosesan prekursor; sedangkan fragmen kolagen yang berasal dari makanan mengingatkan kita mengapa penemuan peptida saja tidak secara otomatis berarti adanya manfaat biologis. [1–10]

Oleh karena itu, cara paling berguna untuk memahami peptida bukanlah dengan bertanya apa yang dilakukan „peptida” sebagai suatu kelompok. Lebih baik terlebih dahulu mengidentifikasi molekul tertentu, lalu menganalisis bukti-bukti mengenai urutan, struktur, asal-usul, peran biologis, serta konteks eksperimentalnya.

Pernyataan Penafian

Artikel ini bersifat murni edukatif dan ilmiah-informatif. Artikel ini menjelaskan kimia peptida, cara pengelompokannya, peran biologisnya, serta contoh-contoh yang diambil dari penelitian yang telah dipublikasikan. Artikel ini bukan merupakan saran medis, petunjuk diagnostik, rekomendasi pengobatan, informasi mengenai dosis, saran pemilihan produk, maupun rekomendasi penggunaan peptida apa pun atau produk yang mengandung peptida. Aktivitas biologis yang diamati dalam penelitian biokimia, seluler, tumbuhan, hewan, atau model eksperimental lainnya tidak boleh secara otomatis ditafsirkan sebagai bukti keamanan, kemanjuran, atau manfaat klinis pada manusia. Bukti mengenai setiap peptida tertentu harus dievaluasi dengan mempertimbangkan molekul yang diteliti, model eksperimental, hasil yang diukur, serta kualitas penelitian yang tersedia.

Referensi

[1] Kreymann, B., Williams, G., Ghatei, M. A., & Bloom, S. R. (1987). Glucagon-like peptide-1 7-36: Sebuah inkretin fisiologis pada manusia. 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). Penjelasan mengenai struktur primer dan tiga dimensi polipeptida uterotonik kalata B1. Biokimia, 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). Identifikasi peptida kolagen yang berasal dari makanan dalam darah manusia setelah konsumsi oral hidrolisat gelatin. Jurnal Kimia Pertanian dan Pangan, 53(16), 6531–6536. https://doi.org/10.1021/jf050206p.

[4] Stachelhaus, T., Mootz, H. D., Bergendahl, V., & Marahiel, M. A. (1998). Pembentukan ikatan peptida dalam biosintesis peptida nonribosom. Peran katalitik domain kondensasi. Jurnal Kimia Biologi, 273(35), 22773–22781. https://doi.org/10.1074/jbc.273.35.22773.

[5] Mierke, D. F., Durr, H., Kessler, H., & Jung, G. (1992). Neuropeptida Y. Sintesis fase padat yang dioptimalkan dan analisis konformasi dalam trifluoroetanol. Jurnal Biokimia Eropa, 206(1), 39–48. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1992.tb16899.x.

[6] Meindl, T., Boller, T., & Felix, G. (1998). Sistem hormon luka pada tumbuhan, systemin, berikatan dengan reseptornya melalui bagian N-terminalnya, tetapi memerlukan bagian C-terminalnya untuk mengaktifkannya. 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). Aspek-aspek baru mengenai struktur dan mekanisme kerja katelicidin LL-37 manusia yang terungkap melalui penggunaan probe intrinsik p-sianofenilalanin. Biochemical Journal, 465(3), 443–457. https://doi.org/10.1042/BJ20141016.

[8] Linde, S., Welinder, B. S., & Nielsen, J. H. (1993). Analisis proinsulin dan produk konversinya dengan kromatografi cair kinerja tinggi fase terbalik. Jurnal Kromatografi, 614(2), 185–204. https://doi.org/10.1016/0378-4347(93)80309-r.

[9] Davidson, H. W., & Hutton, J. C. (1987). Karboksipeptidase H pada granula sekresi insulin. Pemurnian dan pembuktian keterlibatannya dalam pemrosesan proinsulin. Biochemical Journal, 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). Memperkirakan sintesis glutathione dengan air terdeuterasi: Sebuah model untuk biosintesis peptida. Analytical Biochemistry, 379(1), 40–44. https://doi.org/10.1016/j.ab.2008.04.042.

[11] Lau, J. L., & Dunn, M. K. (2018). Peptida terapeutik: Perspektif historis, tren perkembangan terkini, dan arah masa depan. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 26(10), 2700–2707. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2017.06.052.