Peptidi: cosa sono, come funzionano e come si classificano

I peptidi sono molecole costituite da amminoacidi legati da legami peptidici. Alcuni partecipano alla comunicazione tra le cellule, altri prendono parte alla difesa contro i microrganismi, e altri ancora si formano durante la lavorazione o la scomposizione di proteine più grandi. La parola „peptide” descrive un'ampia categoria di molecole — non indica una singola sostanza specifica con una determinata funzione.

La ricerca scientifica mostra chiaramente questa enorme diversità. Gli scienziati hanno analizzato, tra le altre cose, un ormone intestinale umano naturale, un peptide ciclico isolato da una pianta e piccoli frammenti peptidici rilevati nel sangue dopo l'ingestione di un idrolizzato proteico. Per comprendere correttamente tali molecole, non basta quindi sapere che sono „peptidi”. Anche la loro sequenza amminoacidica, la struttura molecolare, l'origine, le modifiche chimiche, il contesto biologico e i metodi sperimentali utilizzati per studiarle sono importanti. [1] [2] [3]

Questa diversità spiega anche perché affermazioni generali del tipo „i peptidi fanno X” possano essere fuorvianti. Due molecole possono appartenere ai peptidi e allo stesso tempo differire significativamente per lunghezza, forma, stabilità, obiettivo biologico, localizzazione nella cellula e funzione. I risultati relativi a un peptide non possono essere trasferiti automaticamente a un altro solo perché entrambi appartengono alla stessa categoria di molecole.

In questo articolo spieghiamo le basi della chimica dei peptidi, il loro ruolo nei sistemi biologici e i diversi modi in cui possono essere classificati. Facciamo inoltre una distinzione tra ciò che è stato misurato direttamente nei singoli studi e le conclusioni più ampie, la cui conferma richiederebbe ulteriori prove.

Cosa sono i peptidi?

I peptidi sono aminoacidi legati insieme

residuo residuo amminoacidico.

Si può paragonare alle lettere che formano una parola. Le singole lettere sono elementi costitutivi, ma solo un loro preciso ordine crea una parola specifica. Allo stesso modo, un peptide è determinato dalla sequenza dei suoi residui amminoacidici, nonché dai legami e dalle modificazioni che ne compongono la struttura completa. La sola conoscenza di quali amminoacidi siano presenti non è sufficiente per stabilire l'identità della molecola.

Due peptidi possono ad esempio contenere lo stesso set di amminoacidi, ma averli disposti in un ordine diverso. Costituiranno quindi sequenze molecolari differenti e possono avere proprietà fisiche, chimiche o biologiche diverse.

La formazione del legame peptidico è un processo chimico studiato sperimentalmente. Stachelhaus e colleghi hanno analizzato il modo in cui gli elementi degli enzimi coinvolti nella sintesi peptidica non ribosomica formavano un prodotto costituito da due residui. La modifica del sito catalitico proposto impediva la reazione di condensazione nel sistema sperimentale studiato. Lo studio dimostra che la formazione del peptide richiede uno specifico meccanismo chimico: gli amminoacidi non formano un peptide definito semplicemente perché si trovano l'uno accanto all'altro. [4]

Termine peptide si riferisce quindi a una struttura chimica combinata. Non dovrebbe essere usato come sinonimo di aminoacidi, integratore proteico o qualsiasi miscela di sostanze contenenti aminoacidi.

Peptide, polipeptide e proteine: concetti correlati

Il termine „peptide” è solitamente usato in riferimento a una catena amminoacidica relativamente corta. „Polipeptide” enfatizza la presenza di una catena contenente molti residui amminoacidici, mentre „proteina” indica solitamente una molecola biologica costituita da una o più catene polipeptidiche.

Questi concetti si sovrappongono in parte e non esiste un numero univoco e universalmente riconosciuto di residui amminoacidici che costituisca un confine assoluto tra di essi.

Ciò è dimostrato dalla stessa letteratura scientifica. Saether e colleghi hanno descritto la calata B1 come un „polipeptide” di 29 residui, mentre Mierke e colleghi hanno studiato il neuropeptide Y umano di 36 residui. La molecola non cambia completamente la sua chimica solo perché un autore la definisce peptide e un altro polipeptide. [2] [5]

In alcuni materiali didattici vengono utilizzati valori numerici approssimativi che separano i peptidi dalle proteine. Tali semplificazioni possono essere utili durante lo studio, ma non devono essere considerate come una legge chimica assoluta. Sulla terminologia utilizzata influiscono anche il modo in cui la molecola si ripiega, la sua elaborazione biologica, la sua funzione e la nomenclatura storica.

Pertanto, in una descrizione precisa, la sequenza reale e il numero di residui amminoacidici sono spesso più informativi del nome della categoria stessa. La distinzione tra peptide e proteina non deve inoltre essere considerata come una gerarchia di complessità, importanza biologica, potenza d'azione o qualità della ricerca.

Un breve peptide può mostrare un'attività biologica molto specifica, mentre una proteina molto più grande può svolgere una funzione strutturale o enzimatica completamente diversa. La lunghezza della molecola è solo una delle sue caratteristiche.

La sola definizione di „peptide” non dice come agisce la molecola

Non tutti i peptidi sono ormoni, sostanze antimicrobiche, molecole di segnalazione, sostanze terapeutiche né mostrano attività biologica allo stesso modo. Queste sono proprietà aggiuntive che devono essere dimostrate per molecole specifiche.

Anche all’interno di un unico ambito di ricerca, sequenze molto simili possono comportarsi in modo diverso.

Ad esempio, negli esperimenti che hanno messo a confronto la molecola completa della sistemina, un peptide di segnalazione vegetale, con i suoi frammenti più corti, si è riscontrato che i frammenti non riproducevano le risposte osservate per il peptide completo. Uno dei frammenti ha addirittura agito in modo opposto rispetto al peptide completo nei sistemi studiati. Ciò ci ricorda chiaramente che i risultati relativi alla molecola completa non possono essere automaticamente estesi al suo frammento solo perché ha un nome simile. [6]

Lo stesso principio vale in un contesto più ampio. La sostituzione di un singolo residuo amminoacidico, l'accorciamento della sequenza, la modifica del gruppo terminale, la ciclizzazione della molecola o l'introduzione di un'altra modifica chimica possono alterare il comportamento del peptide.

Pertanto, da un punto di vista scientifico, la domanda più utile raramente è semplicemente:

„Che funzione hanno i peptidi?”

Molto più precisa è la domanda:

„Che cosa fa questo specifico peptide, con una determinata sequenza e struttura, in determinate condizioni sperimentali?”

Questa distinzione è fondamentale per una corretta interpretazione degli studi sui peptidi.

Da cosa sono costituiti i peptidi?

Residui amminoacidici e scheletro peptidico

I peptidi sono costituiti da una catena formata da residui aminoacidici collegati tra loro. In un legame peptidico tipico, l’atomo di carbonio del gruppo carbonilico derivante dal gruppo carbossilico di un amminoacido è legato all’atomo di azoto derivante dal gruppo amminico di un altro amminoacido.

Ogni residuo amminoacidico apporta anche una catena laterale, spesso rappresentata nella notazione chimica come gruppo R, che aiuta a determinare le proprietà di una molecola.

Le catene laterali non sono semplici aggiunte intercambiabili. Le differenze nella carica elettrica, nella polarità, nelle dimensioni, nell'idrofobicità, nel carattere aromatico e nella reattività chimica influenzano il comportamento del peptide in soluzione e le sue interazioni con altre molecole.

La struttura del peptide comprende quindi sia uno scheletro ripetitivo, sia gruppi chimicamente differenziati ad esso attaccati.

Alcune catene laterali possono formare ulteriori interazioni all'interno della stessa molecola o con le molecole circostanti. Queste interazioni possono influenzare il ripiegamento, la solubilità, il riconoscimento molecolare, l'interazione con le membrane e altre proprietà misurabili sperimentalmente.

Negli studi su LL-ulo, un peptide umano correlato alla difesa dell'organismo, è stata analizzata la relazione tra la sua sequenza, il ripiegamento, l'auto-organizzazione e l'interazione con le membrane. Il confronto con un peptide affine di rhesus ha mostrato un comportamento differente nelle condizioni esaminate. I risultati sottolineano l'importanza dei dettagli strutturali della molecola anziché dare per scontato che peptidi simili debbano agire in modo identico. [7]

Direzione del peptide: estremità N e estremità C

Un tipico peptide lineare presenta due estremità chimicamente diverse.

Fine-N significa l'estremità amminica della catena, mentre C-fine — il suo gruppo carbossilico.

Le sequenze peptidiche si scrivono convenzionalmente dall'estremità N-terminale verso l'estremità C-terminale. Questa direzione è importante, poiché l'inversione dell'ordine dei residui porta alla formazione di una sequenza molecolare diversa.

Ad esempio, il peptide ipotetico Ala-Gly-Ser non è chimicamente identico a Ser-Gly-Ala, sebbene entrambi contengano alanina, glicina e serina.

Questa convenzione consente agli scienziati di registrare le sequenze in modo coerente ed è particolarmente importante quando si confrontano peptidi, i loro frammenti, le sequenze precursori e le varianti sintetiche.

Anche i gruppi terminali della molecola possono essere soggetti a modifiche chimiche. Qualora si verifichino tali modifiche, è necessario tenerne conto nella descrizione del peptide, poiché la composizione chimica dei suoi gruppi terminali può influire sulle proprietà della molecola.

Sequenza e struttura tridimensionale

Sequenza definisce la sequenza dei residui amminoacidici in un peptide. La struttura tridimensionale descrive invece il modo in cui questa molecola legata è disposta nello spazio. Si tratta di informazioni correlate, ma non significano la stessa cosa.

La sequenza indica quali residui sono collegati tra loro e in quale ordine. L'analisi strutturale può inoltre rivelare ripiegamenti, torsioni, eliche, anse, anelli, ponti disolfuro e altre caratteristiche spaziali.

Mierke e colleghi hanno condotto la sintesi chimica del neuropeptide Y umano, analizzandone poi la conformazione mediante diversi metodi, tra cui la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. Gli studi strutturali sono stati condotti in una specifica miscela di solventi. I risultati descrivono quindi il peptide in queste precise condizioni e non dovrebbero essere presentati come prova che la molecola assuma esattamente la stessa struttura in ogni ambiente biologico. [5]

La conformazione del peptide può dipendere, tra l'altro, dalla composizione del solvente, dalla temperatura, dal pH, dall'ambiente ionico, dalla concentrazione, dalla presenza di altre molecole e dall'ambiente di membrana.

Una descrizione scientifica completa può quindi richiedere l'indicazione della sequenza, delle modifiche chimiche, dell'ambiente sperimentale e del metodo di misurazione utilizzato.

La sola annotazione della sequenza amminoacidica non contiene tutte le informazioni ottenute negli studi strutturali.

Catene lineari, anelli e connessioni aggiuntive

Non tutti i peptidi hanno uno scheletro aperto. Alcuni formano un anello chiuso, mentre altri contengono ulteriori legami tra le catene laterali degli amminoacidi.

Il termine „lineare” indica un'architettura di connessione aperta, e non che la molecola debba rimanere fisicamente retta nello spazio. Un peptide lineare può piegarsi, ripiegarsi e assumere conformazioni ordinate.

I peptidi ciclici contengono una struttura covalentemente chiusa. Il modo in cui si forma l'anello può variare nelle diverse molecole.

I peptidi possono anche contenere ponti disolfuro, cioè legami covalenti che si formano solitamente tra residui di cisteina. Tali legami possono limitare le possibili disposizioni spaziali e partecipare all'organizzazione della struttura.

Kalata B1 è un buon esempio di tale architettura. I ricercatori l'hanno isolata da una pianta Oldenlandia affinis, hanno determinato i suoi 29 residui di amminoacidi e, mediante studi che utilizzano la scissione enzimatica, hanno confermato la natura ciclica dello scheletro. Hanno anche analizzato la sua organizzazione tridimensionale e i legami disolfuro. [2]

Questi risultati descrivono l'architettura di questo specifico peptide. Non dimostrano che i peptidi ciclici siano generalmente più attivi, stabili, biologicamente importanti o più utili dei peptidi lineari.

I peptidi possono derivare da precursori più grandi

Un peptide biologicamente attivo non si forma sempre immediatamente nella sua forma definitiva. La cellula può prima produrne una più grande molecola precursore, che viene poi sottoposta a ulteriore elaborazione, compreso il taglio e la rimozione di frammenti specifici.

Ciò significa che durante la formazione del peptide finale possono essere presenti diverse forme molecolari correlate.

La proinsulina illustra bene questo principio. Una rassegna dei metodi analitici descrive la conversione della proinsulina in insulina e peptide C attraverso forme intermedie. Spiega inoltre perché i metodi di laboratorio devono distinguere tra precursori strettamente correlati e molecole elaborate, anziché trattarli come un unico parametro. [8]

La ricerca sperimentale originale fornisce un esempio più dettagliato. Davidson e Hutton hanno isolato da un tessuto di insulinoma di ratto un enzima capace di rimuovere i residui amminoacidici basici dai substrati derivati dalla proinsulina, portando alla formazione di insulina. Nel test utilizzato, l'enzima non causava un'ulteriore degradazione dell'insulina matura. Il risultato supporta il concetto di elaborazione selettiva, sebbene la fonte tissutale e la natura di laboratorio dell'esperimento limitino la possibilità di un'interpretazione più ampia del singolo studio. [9]

L'elaborazione dei precursori mostra un altro principio importante: le molecole correlate che partecipano a una via biologica non devono essere automaticamente considerate intercambiabili. Il precursore, la forma intermedia, il frammento generato dalla scissione e il prodotto maturo possono avere strutture e proprietà biologiche diverse.

Come si formano i peptidi?

I peptidi possono formarsi attraverso diversi processi biologici e di laboratorio.

In molti sistemi biologici, le molecole precursore contenenti sequenze peptidiche vengono generate attraverso traduzione ribosomiale, durante la quale l'informazione genetica determina infine la sequenza degli amminoacidi nella catena in formazione. Il precursore così formato può quindi subire scissione enzimatica e altre modificazioni post-traduzionali.

Altri peptidi si formano nel processo sintesi peptidica non ribosomale, in cui sistemi enzimatici specializzati uniscono componenti derivati da aminoacidi senza l'utilizzo del ribosoma nel modo tradizionale. Gli studi di Stachelhaus e collaboratori costituiscono un esempio sperimentale di analisi del meccanismo di formazione dei legami in un tale sistema. [4]

I peptidi possono anche essere ottenuti in laboratorio mediante sintesi chimica. Ciò consente agli scienziati di preparare sequenze specifiche per studi strutturali, biochimici, analitici e altri esperimenti.

Il metodo di produzione descrive il percorso di formazione della molecola. Di per sé, tuttavia, non determina se il peptide sia biologicamente attivo, clinicamente utile, naturalmente presente o adatto a una specifica applicazione.

Qual è il ruolo dei peptidi nell'organismo?

Non esiste un'unica funzione comune a tutti i peptidi.

Il ruolo biologico di uno specifico peptide dipende dalla sua sequenza, struttura, concentrazione, localizzazione, bersaglio molecolare, modalità di elaborazione e dall'ambiente biologico circostante.

Alcuni peptidi trasmettono segnali tra le cellule

Alcuni peptidi fungono da messaggeri biologici. La loro azione dipende dalle cellule che ricevono il segnale e dalla presenza di sistemi molecolari appropriati in grado di rispondervi.

Il segnale non è quindi esclusivamente una proprietà del peptide stesso: anche il contesto biologico circostante è importante.

In uno studio sull'uomo, Kreymann e collaboratori hanno analizzato il GLP-1 7-36 amide, un peptide derivato dal tratto gastrointestinale. I ricercatori lo hanno rilevato nel tessuto intestinale, hanno osservato i cambiamenti della sua concentrazione nel sangue dopo l'assunzione di nutrienti e hanno analizzato le risposte legate all'insulina durante esperimenti controllati con infusione. Queste osservazioni hanno contribuito a stabilire il ruolo di segnalazione fisiologica di questo specifico peptide. Tuttavia, non significano che i peptidi come intera categoria regolino la concentrazione di glucosio nel sangue. [1]

Questa distinzione è importante. Le prove a sostegno della funzione ormonale di un singolo peptide non possono essere generalizzate a tutte le molecole contenenti legami peptidici.

Alcuni peptidi partecipano alla difesa dell'organismo

I peptidi possono anche interagire con i microrganismi o con le membrane biologiche.

LL-37 è un esempio di peptide studiato nel contesto dei meccanismi di difesa umani. Negli esperimenti sono stati analizzati, tra l'altro, la sua auto-organizzazione e le sue interazioni con diversi ambienti di membrana.

Gli studi di Xhindoli e colleghi hanno collegato il comportamento strutturale del peptide alle differenze nell'interazione con le membrane e nella permeabilità delle membrane batteriche. Si tratta di una prova meccanicistica: aiuta a comprendere il comportamento della molecola nei sistemi sperimentali. Di per sé, tuttavia, non costituisce uno studio clinico che dimostri l'effetto di un prodotto contenente LL-37 negli esseri umani. [7]

I peptidi legati alla difesa dell'organismo mostrano bene perché il contesto molecolare sia importante. L'attività osservata contro un microrganismo o una membrana modello in condizioni di laboratorio non è automaticamente sinonimo di efficacia, sicurezza o utilità clinica nell'uomo.

Alcuni peptidi svolgono funzioni biochimiche intracellulari

Non ogni peptide agisce come un segnale trasmesso da una cellula all'altra.

Il glutatione è un tripeptide intracellulare che partecipa alle reazioni redox, ovvero ai processi biochimici legati al trasferimento di elettroni.

Cabral e colleghi hanno studiato la sintesi del glutatione nei conigli, utilizzando acqua marcata e spettrometria di massa. Il loro lavoro si è concentrato sulla misurazione del modo in cui questa molecola viene prodotta e rinnovata. Esso mostra un peptide coinvolto nel metabolismo intracellulare, e non un ormone che trasmette segnali tra gli organi. Si è trattato di uno studio metodologico sugli animali, e non di una prova relativa agli effetti dell'assunzione di un prodotto contenente glutatione. [10]

Il glutatione mostra anche perché la lunghezza di un peptide non ne determina l'importanza biologica. È composto da soli tre residui amminoacidici e tuttavia partecipa a fondamentali processi chimici che avvengono nelle cellule.

Alcuni peptidi sono prodotti di elaborazione o degradazione

La sola rilevazione del peptide in un campione biologico non spiega automaticamente il motivo della sua presenza.

Può svolgere una funzione di segnalazione, essere un prodotto intermedio del processo di elaborazione o derivare dalla degradazione di una molecola più grande.

Gli studi sulla proinsulina distinguono tra molecole precursore, prodotti intermedi e prodotti finali. D'altra parte, gli studi sugli alimenti hanno dimostrato la presenza di frammenti peptidici nel sangue dopo l'ingestione di idrolisati di gelatina. Si tratta di contesti biologici molto diversi, sebbene entrambi riguardino i peptidi. [8] [3]

Il frammento rilevato va quindi interpretato in relazione alla sua fonte, alla struttura, alla concentrazione, al tempo di comparsa e al quesito di ricerca.

Il rilevamento di una molecola è la prova della sua presenza. Non è automaticamente la prova della sua funzione biologica.

Questa distinzione è particolarmente importante quando si interpretano i test analitici che identificano i peptidi nel sangue, nei tessuti, nei campioni di origine alimentare e in altri materiali biologici complessi.

Cosa mostrano questi studi — e cosa non dimostrano?

Diversi tipi di ricerca rispondono a diverse domande scientifiche.

I metodi strutturali possono caratterizzare la struttura di una molecola. Gli esperimenti biochimici consentono di analizzare le reazioni e le interazioni molecolari. Gli studi sugli animali permettono di osservare i processi biologici nell'intero organismo. Gli studi fisiologici con la partecipazione di umani possono misurare determinate reazioni nei partecipanti.

I tipi di queste prove possono completarsi a vicenda, ma non sono intercambiabili.

La regola più importante è che la forza e il significato delle prove dipendono dalla domanda a cui stiamo cercando di rispondere.

Il risultato della spettrometria di massa che identifica il peptide risponde a una domanda diversa rispetto all'esperimento cellulare che mostra l'attività recettoriale. Entrambi, a loro volta, rispondono a domande diverse rispetto a uno studio controllato sull'uomo che misura l'effetto fisiologico o clinico.

Come si classificano i peptidi?

I peptidi possono essere classificati contemporaneamente in diversi modi. Non esiste un unico sistema di classificazione che comprenda tutte le loro caratteristiche essenziali.

Classificazione in base al numero di residui amminoacidici

I nomi basati sulla lunghezza specificano il numero di residui amminoacidici nel peptide.

Dipeptide contiene due residui, tripeptide tre, tetrapeptide quattro, e pentapeptide cinque.

Termini come oligopeptide i polipeptide descrivono gruppi più ampi in termini di dimensioni, ma i loro confini possono variare a seconda delle fonti.

Questi nomi non consentono di prevedere la funzione della molecola.

Il tripeptide può partecipare al metabolismo intracellulare, mentre un peptide più lungo può agire come molecola di segnalazione o assumere una struttura ciclica compatta. Il glutatione, il neuropeptide Y e la calatina B1 mostrano diverse combinazioni di lunghezza e contesto biologico. [10] [5] [2]

La lunghezza risponde quindi alla domanda:

„Quanti residui di amminoacidi contiene la molecola?”

Non risponde invece autonomamente alla domanda:

„Come funziona questa molecola?”

Classificazione in base alla struttura

Le descrizioni strutturali includono, tra gli altri, peptidi a catena aperta, peptidi ciclici e strutture contenenti ponti disolfuro.

Gli scienziati possono anche descrivere specifici modelli di ripiegamento, legami crociati o modifiche chimiche, se questi sono stati confermati da metodi analitici.

La struttura e la lunghezza rispondono a domande diverse. La kalata B1 può essere descritta sia come una molecola contenente 29 residui, sia come un peptide con uno scheletro ciclico. Nessuna di queste descrizioni sostituisce l'altra. Allo stesso modo, la sequenza del peptide in sé non trasmette tutte le informazioni rilevanti riguardanti la sua organizzazione tridimensionale. [2]

Classificazione secondo il ruolo biologico

Le categorie funzionali comprendono, tra l’altro, gli ormoni peptidici, i neuropeptidi, i peptidi coinvolti nelle difese dell’organismo e i peptidi che partecipano ai processi biochimici intracellulari.

Queste categorie possono sovrapporsi parzialmente e l'appartenenza ad esse deve risultare da prove riguardanti la specifica molecola.

Gli studi citati forniscono alcuni esempi: il GLP-1 svolge una funzione ormonale comprovata nella fisiologia umana, l’LL-37 è oggetto di studio nel contesto delle difese dell’organismo, mentre il glutatione partecipa ai processi redox intracellulari. Il termine „peptide” è una definizione chimica generica, mentre la denominazione funzionale descrive un ruolo biologico specifico. [1] [7] [10]

La classificazione funzionale dovrebbe quindi derivare dalle prove, e non essere dedotta esclusivamente sulla base della lunghezza della sequenza o del termine stesso „peptide”.

Classificazione per origine e metodo di produzione

I peptidi possono essere classificati anche in base alla loro origine o al metodo di produzione.

Espressioni quali „di origine umana” o „di origine vegetale” si riferiscono alla fonte biologica. „Sintetizzato chimicamente”, invece, descrive il metodo di produzione.

Non sono caratteristiche esclusive. In laboratorio è possibile sintetizzare un peptide con una sequenza che si trova naturalmente nell'organismo.

La sintesi del neuropeptide Y umano condotta da Mierke e colleghi illustra bene questa differenza. La sequenza proveniva dalla biologia umana, mentre il materiale sperimentale è stato ottenuto chimicamente. Ciò non significa che ogni preparato sintetico sia identico sotto ogni aspetto rilevante; per questo motivo i ricercatori hanno utilizzato metodi analitici per caratterizzare il materiale ottenuto. [5]

Un’altra distinzione riguarda il meccanismo biologico di formazione. Molte catene peptidiche si formano attraverso il processo di sintesi ribosomiale e possono poi essere ulteriormente elaborate. Altri peptidi vengono assemblati da sistemi enzimatici specializzati al di fuori del ribosoma. Stachelhaus e colleghi hanno studiato direttamente la formazione dei legami peptidici da parte degli elementi di tale sistema non ribosomiale. Questa distinzione descrive la biosintesi, non una gerarchia di valore biologico. [8] [4]

Un singolo peptide può quindi avere contemporaneamente diverse denominazioni corrette.

Ad esempio, la stessa molecola può essere descritta in base al numero di residui, alla struttura ciclica, all’origine biologica e alla funzione confermata sperimentalmente.

La classificazione risulta particolarmente utile quando l’autore specifica chiaramente quale caratteristica della molecola sta descrivendo.

Cosa significano i termini „bio peptide” e „bioactive peptide”?

Il termine „biopeptide” non è un termine scientifico sufficientemente preciso per identificare una specifica molecola, sequenza o attività confermata sulla sua base.

Se tale termine compare sull'etichetta, nella descrizione del prodotto o in una ricerca su Internet, bisogna innanzitutto stabilire a quale sostanza si riferisca effettivamente.

Il termine „peptide bioattivo”, ovvero peptide bioattivo, In genere significa che in determinati termini si è osservata un'attività biologica.

L'importante è stabilire:

• quale composto è stato studiato;
• quale fosse la sua sequenza e la sua struttura;
• quale sistema sperimentale è stato utilizzato;
• quale concentrazione o esposizione è stata studiata;
• quale effetto è stato misurato;
• la osservazione era stata effettuata tramite un test biochimico, cellulare, animale o con la partecipazione di esseri umani.

L’inibizione della risposta sinaptica nelle piante, l’interazione con la membrana batterica e l’effetto sulla risposta ormonale dell’uomo sono diversi tipi di attività biologica. Non è possibile riassumerli in una sola proprietà generale definita „azione”. [6] [7] [1]

Perché la classificazione non indica lo stato clinico?

La categoria strutturale o funzionale non è una categoria di approvazione medica.

La definizione di una molecola come naturale, sintetica, ciclica, ormonale o bioattiva non implica che essa disponga delle prove necessarie per un uso medico.

L'analisi di Lau e Dunn sullo sviluppo dei peptidi terapeutici mostra come le singole molecole attraversino diversi stadi di ricerca e sviluppo. Questa pubblicazione ha un carattere storico e non un elenco aggiornato dei prodotti approvati. Tuttavia, in questo contesto, mostra una importante regola: la chimica del peptide e il suo status nello sviluppo clinico sono due argomenti distinti. [11]

Una molecola può quindi essere interessante dal punto di vista scientifico, biologicamente attiva o ampiamente studiata, pur non essendo un farmaco approvato.

Dove si trovano i peptidi?

Nell'organismo umano

I peptidi sono presenti in diverse strutture e liquidi biologici dell’uomo.

La loro localizzazione dipende dalla particella specifica e dal processo analizzato. Le ricerche sul GLP-1 hanno dimostrato la sua relazione con il tratto gastrointestinale e le variazioni dei livelli ematici, mentre le ricerche sulla proinsulina riguardano la sua formazione e il suo metabolismo nella ghiandola pancreatica. Questi sono esempi specifici e non una prova che ogni peptide sia presente in tutte le parti dell’organismo. [1] [8]

È inoltre importante distinguere tre domande:

• Dove viene prodotto il peptido?
• Dove si può rilevare?
• Dove agisce biologicamente?

Questi luoghi non devono essere tutti uguali.

Un peptide prodotto in una singola cellula può raggiungere il flusso sanguigno e interagire con un’altra cellula. Invece altri peptidi sono coinvolti principalmente nei processi locali o intracellulari.

La semplice rilevazione del peptide nel sangue non determina quindi il suo livello di concentrazione né la sua attività biologica nelle altre strutture.

In piante e sistemi microbiologici

La biologia dei peptidi va ben oltre l'organismo umano.

Le ricerche sui vegetali hanno incluso, tra l’altro, la segnalazione legata alla sinirina e la struttura della calatta B1. Per la sua parte, le ricerche sui sistemi enzimatici non ribosomiali hanno riguardato un altro modo di assemblare le molecole peptoidi. [6] [2] [4]

Questi esempi dimostrano quanto sia importante il termine „peptide”.

Il peptido vegetale non diventa automaticamente un ormone umano, e l'esperimento relativo alla sintesi enzimatica di una molecola non è un'indagine clinica. La fonte biologica e il modello sperimentale restano elementi importanti della descrizione.

Le comparazioni intergeniche possono fornire informazioni scientifiche preziose, ma i risultati devono sempre essere associati all'organismo e al sistema sperimentale in cui sono stati ottenuti.

In i componenti proteici derivanti dal cibo

Le proteine presenti nella dieta possono, durante la digestione, formare frammenti peptidici più piccoli.

È tuttavia necessario distinguere tra il proteina non alterata, il proteolizzato e il singolo peptide purificato: si tratta di materiali diversi.

Idrolizzato proteico Contiene prodotti derivati dalla decomposizione delle proteine più grandi in componenti più piccoli. A seconda del modo di preparazione, possono includere peptidi di diversa lunghezza e amminoacidi liberi.

Iwai e i suoi collaboratori hanno studiato gli idroliti della gelatina e hanno identificato diversi peptidi derivanti dal collagene nel sangue delle persone dopo il loro consumo. I risultati mostrano che, in determinati contesti di studio, è stato possibile rilevare frammenti specifici. Tuttavia, non dimostrano che tutti i peptidi derivanti dal cibo attraversino il processo digestivo nella loro forma non modificata né che il loro rilevamento stesso significhi l’esistenza di benefici fisiologici. [3]

Un'esatta descrizione dovrebbe quindi indicare il materiale di partenza e, se disponibile, i particolari frammenti individuati.

Le affermazioni „contiene proteine”, „contiene peptidi” e „contiene quel particolare peptido identificato” forniscono diversi livelli di informazione.

In i materiali utilizzati nelle sperimentazioni di laboratorio

I peptidi possono essere sintetizzati per consentire agli scienziati di studiare una sequenza nota, confrontare i suoi vari possibili stati, analizzare la struttura molecolare, la struttura di un composto, o determinare ipotesi biochimiche specifiche.

Lo studio del neuropeptide Y ha combinato la sintesi chimica con la cromatografia, la spettrometria di massa, l'analisi della sequenza e le metodologie strutturali. Ciò dimostra che La produzione del peptide e la conferma delle sue proprietà sono attività correlate, ma distinte.. [5]

La sintesi chimica fornisce il materiale che deve rappresentare una determinata struttura molecolare. La caratterizzazione analitica aiuta a stabilire se il materiale ottenuto possiede effettivamente le caratteristiche attese.

La stessa regola vale anche per l’interpretazione delle pubblicazioni scientifiche: l’identità del materiale studiato è importante.

La sola denominazione comune di un peptide non è sufficiente a concludere che ogni preparato abbia la stessa sequenza, purezza, forma chimica o caratteristiche analitiche, né che sia stato studiato in condizioni equivalenti.

Perché la sequenza, la struttura e il contesto sperimentale sono importanti?

Gli studi sui peptidi diventano molto più facili da interpretare quando separiamo i tre aspetti fondamentali:

Quale molecola è stata studiata?

Ciò include la sua sequenza, il numero di residui, le modifiche chimiche e le caratteristiche strutturali.

Dove e in che modo è stata studiata?

Occorre stabilire se l'esperimento abbia coinvolto particelle purificate, cellule coltivate, tessuti isolati, animali o esseri umani.

Quale risultato è stato effettivamente misurato?

La rilevazione della particella, l'associazione con il recettore, l'interazione con la membrana, l'espressione genica, la risposta fisiologica e il risultato clinico sono diversi punti di riferimento.

I problemi interpretativi si presentano spesso quando le prove provenienti da un livello vengono utilizzate per giustificare una affermazione relativa a un altro livello.

Ad esempio:

Il peptido è stato rilevato nel sangue → per questo ha benefici clinici

non è automaticamente una conclusione corretta.

Similmente:

Il peptido agisce sulle cellule in coltura → per questo provoca lo stesso effetto nell'uomo

Richiede ulteriori prove.

Questa separazione dell'identità della molecola, del modello sperimentale e del risultato misurato in realtà rappresenta un modo pratico per interpretare le ricerche sui peptidi senza trarre conclusioni che vanno oltre i dati disponibili.

Domande frequenti

1. Gli peptidi sono presenti naturalmente nell’organismo?

Sì, molti peptidi sono presenti naturalmente nell’organismo umano. In studi condotti su esseri umani è stato rilevato GLP-1 nella mucosa intestinale e sono stati osservati cambiamenti nel suo livello ematico dopo l’assunzione di sostanze nutritive; mentre i test sulla proinsulina riguardano la trasformazione delle molecole precursorie naturalmente presenti. Questi risultati confermano l’esistenza di peptidi endogeni, ma non significano che ogni sostanza definita come peptido sia presente naturalmente negli esseri umani. Alcune sequenze si trovano in altri organismi, una parte viene prodotta da molecole più grandi e altre possono essere formate o modificate in modo sperimentale. Pertanto, la presenza naturale deve essere determinata per una particolare molecola e non deve essere dedotto solo dal termine „peptido”. [1] [8]

2. Quanti amminoacidi formano un peptide?

Un peptide contiene almeno due rimanenti amminoacidi collegati tra loro, ma non esiste una quantità massima generalmente accettata che possa separare i peptidi dalle proteine. In studi scientifici è spesso riportata la lunghezza esatta: il calato B1 ha 29 residui, mentre il neuropeptide Y — 36; nonostante l’uso parzialmente sovrapposto dei termini peptido e polipeptide. I limiti numerici approssimati possono essere utili nell’educazione, ma non devono essere considerati diritti chimici assoluti. La lunghezza aiuta a identificare una molecola, ma non crea un limite biologico universale né prevede funzioni. Per questo, l’indicazione della reale lunghezza delle rimanenti amminoacidi è più accurata che l’applicazione di un limite rigido. [2] [5]

3. Sono i peptidi gli stessi degli amminoacidi?

No. I peptidi sono molecole combinate formate da residui di amminoacidi, mentre gli amminoacidi liberi costituiscono unità molecolari separate. Le ricerche sulla sintesi non ribosomale dei peptidi hanno analizzato i meccanismi specifici della reazione necessari per formare un prodotto contenente legami peptidici. Questa distinzione è importante poiché il semplice mescolarsi degli amminoacidi non porta automaticamente alla formazione di una determinata sequenza. Una volta aggiunti agli amminoacidi nel peptide, la loro sequenza e le loro associazioni chimiche diventano parte dell’identità della molecola. Quindi, il peptide deve essere identificato sulla base della sua struttura legata, e non solo sulla base della presenza di singoli amminoacidi. [4]

4. Cos’è il legame peptidico?

Il legame peptidico è un legame covalente tra gruppi derivanti dagli amminoacidi e costituisce una parte del reticolo peptidico. Dal punto di vista chimico, solitamente lega l’atomo di carbonio della carbossilazione di un aminoacido all’atomo di azoto derivante dall’altro. Stachelhaus e collaboratori hanno analizzato il ruolo della domina enzimatica nella formazione di questo legame nel sistema non ribosomiale, tra l’altro mediante una modifica che ha impedito la reazione studiata. Questi risultati riguardano un meccanismo specifico di formazione del peptide, non tutti i modi di formazione del peptide. In linea generale, i legami peptidici collegano le rimanenze in un determinato catenaccio, ma non determinano la funzione biologica di quel catenaccio. [4]

5. Cos'è un polipeptide?

Un polipeptide è un anello che contiene molte restanti aminoacidi legate da legami peptidici. Questo termine coincide in parte con i termini „peptido” e „proteina”, ma non indica una classe chimica completamente distinta. Ad esempio, in una pubblicazione sulla struttura della proteina B1, il termine „polipeptide” è stato utilizzato per indicare una molecola contenente 29 restanti aminoacidi. Ciò dimostra perché la stessa denominazione non è un indicatore preciso della grandezza. Le singole discipline scientifiche e le pubblicazioni possono utilizzare in modo leggermente diverso i termini “peptido” e “polipeptide”. La sequenza, il numero di restanti aminoacidi, la struttura e il contesto biologico forniscono quindi una descrizione più accurata della molecola in esame. [2]

6. Come si differenziano i peptidi dai proteini?

I peptidi e le proteine hanno una chimica comune basata sugli amminoacidi, mentre il termine „proteina” si riferisce solitamente a molecole biologiche più complesse formate da un o più filamenti polipeptidici. La terminologia è parzialmente omogenea, e un precursore più grande può essere trasformato in prodotti più piccoli, come nel caso della conversione della proinsulina. La dimensione è una parte di questa distinzione, ma non deve essere considerata come un limite universale. I peptidi spesso formano strutture più complesse di ordine superiore, anche se i peptidi possono assumere anche determinate conformazioni tridimensionali. La spiegazione più utile dovrebbe quindi indicare una particolare molecola, il numero delle sue residue, la struttura e la posizione nel processo biologico, invece di basarsi esclusivamente sul limite numerico. [8]

7. Possono i peptidi che contengono gli stessi amminoacidi agire in modo diverso?

Sì. La struttura di una molecola dipende non solo dalle aminoacidi che contiene, ma anche dalla loro sequenza, dai legami chimici, dalle modifiche e dalla struttura tridimensionale. Le analisi strutturali del neuropeptide Y e gli esperimenti con frammenti di sistamina dimostrano perché la sequenza e l’organizzazione della molecola richiedono un’analisi separata. Anche i peptidi contenenti la stessa composizione aminoacidica possono essere diverse molecole se le restrizioni si trovano in una diversa sequenza. Queste analisi non consentono di prevedere la struttura di ogni possibile sequenza, pertanto due peptidi non devono essere considerati equivalenti solo perché la loro composizione aminoacidica è simile. [5] [6]

8. L'acido peptico più lungo ha un effetto più forte?

Non esiste una regola generale secondo cui un peptido più lungo produca un effetto biologico più forte. Importanti fattori da considerare sono la sequenza, la struttura, lo scopo molecolare, il livello di concentrazione, la stabilità e le condizioni sperimentali. Le ricerche sui frammenti della sistamina hanno dimostrato che la modifica della molecola influisce sulla sua attività, ma non confermano una relazione universale tra lunghezza e forza dell’azione biologica. Un peptido breve può svolgere una funzione biochimica importante e molto specifica, come nel caso del glutatione, mentre peptidi molto più lunghi possono svolgere ruoli completamente diversi. La lunghezza è quindi un parametro che descrive la molecola. Per confrontare gli effetti biologici è necessario effettuare studi diretti su peptidi specifici utilizzando lo stesso punto finale chiaramente definito. [6] [10]

9. Cosa significa „peptido bioattivo”?

Un peptido bioattivo è un peptido per il quale è stato dimostrato un effetto biologico specifico in un particolare sistema sperimentale. L’effetto può includere una risposta cellulare, un’interazione con un recettore, un’interazione con la membrana, una reazione biochimica o una modifica di un parametro fisiologico. Negli studi con LL-37 sono stati analizzati, ad esempio, specifici aspetti strutturali e l’interazione con le membrane. Questi risultati non confermano automaticamente un’azione clinica né devono riferirsi a ogni materiale che utilizza la stessa denominazione. Per questo motivo, il termine „bioattivo” non dovrebbe essere inteso come una dichiarazione generale secondo cui un peptido apporti benefici per la salute. Il termine acquista significato scientifico solo quando è stata identificata una particella, un sistema sperimentale, un’attività misurata e un tipo di prove. [7]

10. Sono tutti i peptidi ormoni?

No. L'ormone è una categoria funzionale che comprende alcuni peptidi, non tutti. Il GLP-1 è un esempio di peptido studiato come ormone intestinale umano, mentre il glutatione è un tripeptido intracellulare analizzato nel contesto dei processi redox e della sua sintesi. Un'altra categoria è costituita dai peptidi legati alla difesa dell'organismo. Questi esempi mostrano ruoli molto diversi all'interno di questa stessa ampia classe chimica. Il nome dato a una molecola come peptido indica la sua struttura basata su amminoacidi. La definizione di un peptido come ormone richiede ulteriori prove che confermino il ruolo di segnalazione in un particolare sistema biologico. [1] [10]

11. Cos'è il precursore del peptide?

Il precursore del peptide è una molecola dalla quale, in seguito a un processo biologico, può formarsi un prodotto peptidico. Un esempio ben noto è la proinsulina, in cui si distinguono i prodotti intermedi della conversione, l’insulina e il peptide C. Le analisi analitiche sottolineano la necessità di misurare separatamente queste forme correlate. Il processo può includere la scissione enzimatica selettiva e altre modificazioni molecolari che avvengono prima della formazione del prodotto maturo. Pertanto, non è necessario attribuire automaticamente tutti i propri attributi al precursore: la sua identità, lo stadio di trasformazione, il livello di concentrazione, la localizzazione e l’attività biologica misurata richiedono una valutazione separata. [8] [9]

12. In cosa differiscono i peptidi lineari dai ciclici?

I peptidi lineari presentano un reticolo aperto, mentre i peptidi ciclici contengono un anello covalentemente chiuso formato da un reticolo o da legami laterali. Il termine „lineare” fa riferimento al modo in cui gli atomi sono legati, e non significa che la molecola debba rimanere fisicamente semplice. La Kalata B1 è un esempio documentato di un peptido ciclico con reticolo chiuso e ulteriori legami disiarici. La sua analisi strutturale mostra l'organizzazione di questa particella specifica, ma non dimostra che tutti i peptidi ciclici si comportino allo stesso modo. La distinzione descrive soprattutto l'architettura molecolare. L'impatto di tale struttura sulla stabilità, le interazioni, l'attività biologica o altre proprietà richiede dati relativi a un particolare peptido. [2]

13. Le modifiche chimiche possono alterare le proprietà del peptide?

Sì. Le modifiche alle restrizioni aminoacidiche, alle estremità e ad altre modificazioni chimiche o alla struttura della molecola possono influire sulle proprietà fisiche e biologiche del peptide. La letteratura sulla sintesi dei peptidi descrive l'utilizzo di diverse strutture e strategie di chimica medica, mentre le indagini strutturali sottolineano l'importanza di caratterizzare accuratamente il materiale sperimentale. Le modifiche possono potenzialmente influenzare, tra l'altro, il carico, la conformazione, le interazioni con altre molecole e la suscettibilità alle trasformazioni chimiche ed enzimatiche. Tuttavia, la modifica stessa non garantisce un effetto desiderato o prevedibile. La molecola modificata deve essere valutata singolarmente, anziché presupporre che tutti i risultati relativi al peptide originale rimangano validi. [11] [5]

14. Il peptide presente naturalmente può essere anche ottenuto sinteticamente?

Sì. Gli scienziati possono sintetizzare chimicamente una sequenza che si trova anche naturalmente. Mierke e i suoi collaboratori hanno fatto questo per il neuropeptide Y umano e hanno poi utilizzato diverse metodologie analitiche per caratterizzare il materiale ottenuto. Ciò dimostra che la presenza naturale e il modo di produzione descrivono due aspetti diversi del peptide. „Il termine ”naturale„ può riferirsi al luogo in cui la sequenza si trova nella biologia, mentre il termine ”sintetico’ descrive il modo in cui una determinata provetta viene preparata. Ciò non significa che ogni materiale con la stessa denominazione sia equivalente — durante il confronto dei materiali di studio, la sequenza, le modifiche, la forma chimica, la composizione, la purezza e le caratteristiche analitiche continuano a essere importanti.” [5]

15. I peptidi esistono al di fuori dell’organismo umano?

Sì. I peptidi sono presenti in molte strutture biologiche, tra cui le piante e i microrganismi. Le ricerche hanno incluso, tra l’altro, la sinapina vegetale, la ciclica calotta B1 isolata da Oldenlandia affinis e i meccanismi di deposito non ribosomiale dei peptidi. Questi esempi mostrano la diversità di origine, strutture e contesti biologici. Tuttavia, non significano che un peptide derivato da un altro organismo svolga la stessa funzione nell’uomo. Pertanto, le informazioni relative alla fonte biologica devono essere separate dalle affermazioni relative all’attività negli esseri umani. I studi transgenici possono fornire informazioni meccanistiche importanti, ma il trasferimento dei risultati tra gli organismi richiede ulteriori prove. [6] [2] [4]

16. Tutti i peptidi presenti nel cibo raggiungono il sangue nella forma non modificata?

No. Le prove che indicano che alcuni frammenti presenti nel cibo si trovano nel sangue non significano che tutti i peptidi alimentari vengano assorbiti nella loro forma originale. Le proteine alimentari possono subire un significativo processo di degradazione durante la digestione, creando una miscela di peptidi e amminoacidi. Iwai e i suoi collaboratori hanno identificato specifici frammenti provenienti dal collagene dopo che i partecipanti hanno consumato degli idrolizzanti di gelatina. L’esperimento riguardava un determinato materiale e frammenti specifici, non tutti i prodotti contenenti proteine. Anche la sola individuazione di questi frammenti non confermava i benefici per la salute. Pertanto, le conclusioni relative all’assorbimento dei peptidi alimentari devono rimanere legate al materiale di partenza specifico, alle molecole analizzate, alle metodologie utilizzate e alle condizioni sperimentali. [3]

17. Quali prove sono necessarie per stabilire l’attività del peptide?

Il tipo di prove dovrebbe corrispondere alla constatazione che vogliamo verificare. L’analisi strutturale consente di determinare le caratteristiche della molecola, gli esperimenti biochimici possono studiare i meccanismi, gli studi cellulari misurano le reazioni specifiche delle cellule, gli esperimenti sugli animali consentono di osservare i processi nell’intero organismo, mentre gli studi con persone possono valutare i risultati fisiologici o clinici. Le prove sulla B1-calata, la sistemina e il GLP-1 presentano diversi tipi di domande scientifiche. Nessun singolo tipo di studio è in grado di rispondere a tutte, e il semplice rilevamento della molecola non equivale a dimostrare un effetto. Allo stesso modo, l’effetto osservato nelle cellule o negli animali non significa automaticamente un risultato simile nell’uomo. Un’accurata descrizione dovrebbe quindi indicare quale molecola è stata studiata, quale modello sperimentale è stato utilizzato, cosa è stato effettivamente misurato e cosa rimane ancora incerto. [2] [6] [1]

18. La sequenza delle amminoacidi determina l'identità del peptide?

La sequenza aminoacidica è una parte fondamentale dell’identità del peptide, poiché determina l’ordine delle restrizioni nel catenone. Tuttavia, la sequenza stessa potrebbe non descrivere tutte le proprietà essenziali della molecola. Informazioni aggiuntive possono essere fornite da modifiche alle estremità, ciclicità, ponti disiarici, altre modificazioni chimiche e organizzazione tridimensionale. Le analisi strutturali delle proteine B1 e del neuropeptide Y mostrano perché sia la sequenza che la caratteristica molecolare più avanzata possono avere importanza. Pertanto, due componenti presenti con lo stesso nome generico di peptide non devono essere automaticamente considerate analiticamente identiche senza una caratterizzazione più dettagliata. [2] [5]

19. I peptidi sintetici differiscono dai peptidi presenti naturalmente?

Le definizioni „sintetico” e „naturalmente presente” descrivono soprattutto l’origine o il modo di produzione, e non automaticamente un’altra sequenza di amminoacidi. La sequenza presente nell’organismo può anche essere preparata chimicamente, come nel caso della sintesi del neuropeptide umano Y. La valutazione dell’equivalenza molecolare tra due preparati richiede l’analisi della loro sequenza, delle modifiche chimiche, della struttura, della composizione e delle caratteristiche analitiche. Pertanto, le parole „sintetico” non devono essere automaticamente interpretate come significanti biologicamente diversi, peggiori, migliori, più sicuri o più attivi. Si tratta di questioni distinte che richiedono prove separate. [5]

20. La presenza del peptide nel sangue dimostra la sua attività biologica?

No. La rilevazione significa che il metodo analitico utilizzato ha identificato un peptide o un composto legato a questo nel campione analizzato e in determinati parametri. La dimostrazione dell’attività biologica richiede ulteriori prove. Iwai e i suoi collaboratori hanno rilevato frammenti peptidici provenienti dal collagene nel sangue di persone dopo l’assunzione dell’idrolizzato di gelatina, ma questo stesso rilevamento non ha confermato i benefici per la salute. Invece, gli studi con GLP-1 combinarono i dati relativi al peptide con esperimenti fisiologici riguardanti determinate risposte dell’organismo. Questi esempi mostrano la differenza tra la conferma della presenza di una particella e la dimostrazione della sua funzione biologica. [3] [1]

Limitazioni nell'interpretazione dei risultati generali dei test sui peptidi

Il primo importante limite è che I peptidi rappresentano una categoria di molecole enormemente varia e complessa.. I risultati relativi a un singolo peptido non devono essere automaticamente generalizzati a un altro peptido con una sequenza, una struttura o un contesto biologico diversi.

Un altro limite è la terminologia. Definizioni come peptido, polipeptide, oligopeptide, proteina o peptido bioattivo possono essere usate in modo leggermente diverso in diverse discipline scientifiche. La sequenza effettiva e le informazioni strutturali sono spesso più precise rispetto alla stessa denominazione della categoria.

In terzo luogo, il contesto sperimentale è importante. Un peptide può comportarsi in modo diverso a seconda del solvente, del pH, della temperatura, della concentrazione, dell’assenza di altre molecole, dell’ambiente cellulare o dell’organismo. Pertanto, le osservazioni strutturali ottenute in determinati condizioni non devono essere automaticamente presentate come un comportamento universale della molecola.

Quarto: le prove biologiche esistono a diversi livelli. L'identificazione chimica, l'interazione con il recettore, l'attività cellulare, gli effetti negli animali, le risposte fisiologiche negli esseri umani e i risultati clinici rappresentano diversi tipi di prove.

Quinto, la presenza naturale non implica una utilità terapeutica, e la sintesi chimica non determina lo stato clinico. L'origine, il modo di produzione, l'attività biologica e le prove mediche sono caratteristiche separate.

Infine, non bisogna confondere la rilevazione della particella con la dimostrazione della sua funzione. L’identificazione del peptide nel sangue, nel tessuto o nel materiale proveniente da alimenti o da altre prove conferma la sua presenza nei limiti delle analisi effettuate. Determinare quale funzione biologica — se del tutto — ricopre la particella rilevata richiede ulteriori prove.

Sintesi

I peptidi sono molecole costituite da amminoacidi legati da legami peptidici, ma questa definizione semplice comprende un ambito estremamente ampio di strutture e contesti biologici.

Possono essere formate da solo poche restrizioni o costituire catene molto più lunghe. Possono essere lineari, cicliche, ulteriormente intrecciate, naturalmente prodotte, trattate enzimaticamente, formate non ribosomale o ottenute mediante sintesi chimica. Alcuni svolgono un ruolo di segnale biologico, altri partecipano alla difesa dell’organismo, una parte è coinvolta nei processi biochimici intracellulari, e altre ancora si presentano come prodotti intermedi o frammenti durante il trattamento e il degrado delle molecole più grandi.

Per questo motivo il termine peptide deve essere intesa come una denominazione per una vasta categoria molecolare, e non come una previsione delle funzioni.

Per comprendere correttamente un particolare peptide, è necessario rispondere a diverse domande separate:

• Qual è la sua sequenza aminoacidica?
• Quanto contiene il residuo?
• Qual è la sua struttura molecolare?
• Contiene modifiche chimiche aggiuntive?
• Da dove proviene?
• In che modo viene prodotto o trasformato?
• In quale modello è stato testato?
• Quale funzione biologica è stata effettivamente dimostrata?
• Di che tipo di prove si basano queste affermazioni?

Le ricerche descritte in questo articolo dimostrano perché tali distinzioni sono importanti. Il GLP-1 è un esempio di segnalazione peptidica nell’uomo; la calata B1 mostra un’architettura molecolare ciclica; il neuropeptide Y illustra la sintesi chimica e la caratterizzazione strutturale; il LL-37 è un esempio di studi sui meccanismi di difesa; il glutatione rappresenta la chimica peptidica intracellulare; la proinsulina mostra il processo dei precursori; mentre i frammenti di collagene provenienti da alimenti ricordano perché la semplice rilevazione di un peptide non significa automaticamente benefici biologici [1–10].

Il modo più utile per comprendere i peptidi non è quindi domandarsi cosa „i peptidi” fanno come gruppo. È meglio prima identificare una particella specifica e poi analizzare le prove relative alla sua sequenza, struttura, origine, ruolo biologico e contesto sperimentale.

Disclaimer

L'articolo ha esclusivamente carattere educativo e informativo. Esplica la chimica dei peptidi, i modi di classificarli, i ruoli biologici e gli esempi tratti da studi pubblicati. Non costituisce una consulenza medica, indicazioni diagnostiche, raccomandazioni relative al trattamento, informazioni sulla dosatura, consigli sulla scelta del prodotto e non raccomanda l'uso di alcun peptido o prodotto che lo contenga. Le attività biologiche osservate negli studi biochimici, cellulari, vegetali, animali o in altri modelli sperimentali non devono essere automaticamente interpretate come prova di sicurezza, efficacia o benefici clinici nell'uomo. Le prove relative a ogni singolo peptido devono essere valutate tenendo conto della particella studiata, del modello sperimentale, del risultato misurato e della qualità degli studi disponibili.

Riferimenti

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