peptid

Bir peptid , bir olan bir organik bileşik içeren peptit bağlarını arasında amino asitler . Az amino asitli oligopeptidler , sayılarına göre polipeptidlerden birçok amino asit ile ayrılırlar . Uzun polipeptit zincirlerine ayrıca proteinler , özellikle protein biyosentezi ile oluşturulanlar denir .

özellikleri

Bireysel amino asitlerin tanımlanmış bir sırayla ( sekans ) bir zincire doğrusal olarak bağlandığı peptitler küçük bir protein olarak görülebilir . Dairesel olarak bağlı amino asitlere sahip peptitler, siklopeptitler olarak adlandırılır. Peptidler ayrıca molar kütleleri bakımından da farklılık gösterir . Bağlı amino asitlerin sayısına göre proteinlerin farklılaşması akışkandır; belirli bir şekle katlanan yaklaşık 100'den fazla bağlı amino asitten oluşan bir zincir genellikle bir protein olarak adlandırılır. Olan peptidler glikosilasyonlar olarak adlandırılır glikopeptitler veya glikoproteinler ile, peptidler lipidler olarak lipopeptitlerin veya lipoproteinler .

Organizmalar, çeviri yoluyla yalnızca L - formunun a-amino asitlerinden peptidler oluşturabilir, çünkü bu işlem için yalnızca bir tRNA'ya bağlı olan genetik olarak kodlanmış amino asitler mevcuttur . Peptitlerde zengin ve D- amino asitlerde farklı canlıların şansı bulunur , ancak bunlar , protein biyosentezinin değil, ribozomal olmayan peptit sentezinin spesifik metabolik yollarının ürünleridir . Peptitler çok sayıda fizyolojik işlevi yerine getirir ve örneğin hormonlar olarak hareket ederken diğerleri anti-enflamatuar veya pro-enflamatuar etkiler gösterir; ayrıca antibiyotik veya antiviral etkilere sahip antimikrobiyal peptitler de vardır . Bazı durumlarda, hareket tarzları iyi araştırılmıştır.

Terimi, peptid , ilk olarak 1902 yılında kullanılmıştır Emil Fischer'in proteininin başlangıç malzemeleri için arıza ürünleri ile pepsin içinde pepton (adlı Yunanca πεπτικός peptikos , sindirilebilir ya da πεπτός peptos Pişirilmiş) oluşan olarak anlaşılmalıdır monomerler a, analog polisakkarit .

yapı

İlgili cis veya trans konfigürasyonuna sahip alanin (burada N terimi ) ve glisinden (burada C terimi ) oluşan bir dipeptiddeki basit bir peptid bağının mezomerik sınır yapıları

Bir tetrapeptid - örneğin burada Val - Gly - Ser - Ala bir ile yeşil işaretlenmiş N-terminali (örnekte: α-amino asit tortusudur L- valin ) ve mavi- işaretli C-terminali olarak α-amino asit tortusu ( örnek: L -alanin ) - dört amino asitten oluşur

Oksitosin bir olduğunu nonapeptıd . Hipotalamustaki sinir hücreleri , bu oligopeptidi bir öncü proteinden (106 amino asit) haberci bir madde olarak oluşturur ve ayrıca (nöro-) hipofizdeki nöropeptidi bir nörohormon görevi görmesi için serbest bırakır .

Amino asitlerin yoğunlaşması sırasında, bir amino asidin karboksi grubu , suyun ortadan kaldırılmasıyla asit amid grubu -CO-NH- oluşturmak için diğer amino asidin amino grubu ile resmen reaksiyona girer ; karbon atomu arasında yeni yapılan amid bağı bir karbonil grubu ve azot atomu, bir hale peptit bağı . Peptidin bir ucundaki serbest amino grubu, N terminali olarak adlandırılır ve diğer ucundaki serbest karboksi grubu, C terminali olarak adlandırılır .

N -terminal ucu, geleneksel sol yazılır Cı sağda-terminal ucunda. C terminali amino asit dışında, soldaki tüm amino asitler önemsiz adlarında -yl bitimine sahiptir, yalnızca sağdaki amino asidin adı değişmez (örnek: iki alaninden oluşan bir dipeptid amino asitlere alanil-alanin denir).

Peptit bağı, iki rezonans yapısı olduğundan serbestçe dönebilir değildir. Bu, proteinlerin yapısında önemli bir rol oynar.

Sınıflandırma

Genel olarak peptitler, bir peptit molekülünü oluşturan amino asitlerin sayısına göre farklılaşır. Olası kombinasyonların sayısı , protein biyosentezinin 20 kanonik amino asidi ile sınırlandırıldığında üssel olarak 20 bazına yükselir .

Çoğu peptitte, bağlı amino asitler zincirler oluşturur; uçları olarak adlandırılır N - ve Cı -terminus zincir uzunluğu gibi amino asitlerin sayısını ifade eder. Gelen cyclopeptides iki ya da daha fazla amino asit halka şeklinde birbirine bağlanır.

Proteinler çoğunlukla yüzden fazla amino asitten oluşan polipeptit zincirlerinden oluşur. Biyolojik işlevleri için gerekli olan ve disülfür köprüleri vasıtasıyla stabilize edilebilen protein katlanması nedeniyle belirli bir uzaysal yapıya sahiptirler . Proteinler ayrıca hemoglobinler gibi bir protein kompleksi oluşturabilir ve oluşturabilir .

Oligopeptidler

Oligopeptidler, birbirlerine peptid bağları ile bağlanan on amino asitten oluşan kimyasal bileşiklerdir .

Bir birinci amino asidin amino grubu , suyun ortadan kaldırılmasıyla ikinci bir amino asidin karboksi grubu ile reaksiyona girdiğinde bir oligopeptid oluşur . Elde edilen dipeptidin serbest amino grubu daha sonra başka bir amino asidin karboksi grubu ile reaksiyona girer. Bu modele göre başka amino asitler de bağlanabilir, böylece peptit bağlarıyla birbirine bağlanan kısa bir amino asit zinciri oluşturulur. İki zincir ucu da birbirine bağlanırsa, siklik bir peptit oluşturulur (aşağıya bakınız ).

Oligopeptidler, ör. B. enzimlerin bileşenleri olarak detoksifikasyon, taşıma ve metabolik süreçlerde rol oynar.

Polipeptitler

Bir polipeptit, peptit bağlarıyla bağlanmış en az on amino asitten oluşan bir peptittir . Polipeptitler, doğal veya sentetik kökenli olabilir. 100'den fazla amino asit içeren polipeptit zincirlerine genellikle proteinler denir ; ancak, belirli bir protein katlanması gibi bir protein için başka ön koşullar gereklidir .

Makropeptitler, yüksek moleküler ağırlıklı peptitlerdir. Bunlar hidrojen veya disülfür köprüleriyle bağlanırsa, genellikle proteinlerden söz edilir. Bununla birlikte, 100'den fazla amino asit içeren bazı amino asit zincirlerine yalnızca peptidler denir.

Siklopeptitler

Olarak siklik dipeptidleri gibi 2,5-diketopiperazinler (sol) yapılmış glisin ve L - alanin (sol) ya da cyclodi- L , iki oluşturulmuş, -prolyl (sağ) L - prolin moleküller, iki asitler bağlantılı amino halka . Cis- peptid bağları vardır işaretli mavi burada .

Siklik peptitler, bir halka şeklinde düzenlenmiş iki veya daha fazla amino asitten oluşur. Bu nedenle siklopeptitlerin C terminali ve N terminal amino asidi yoktur. Dolayısıyla tüm siklik peptidler aynı zamanda laktamlardır . Cis peptit bağları dairesel peptitlerde bulunurken, çoğu doğal (zincir) proteinde trans peptit bağları hakimdir. 2,5- Diketopiperazinler , en basit siklik dipeptidlerdir. Bazı antibiyotikler, siklopeptitlerdir, ör. B. Siklosporin .

Α-peptit bağları ve ω-peptit bağları ve izopeptitleri olan peptitler

Açıkçası, peptidler bağlayarak oluşturulur α- amino ve daha sonra, bir α-amino asit, bir karboksi grubu bağlı α- ile peptid bağları .

Glutatyon ( γ- L- glutamil- L- sistein glisin), bir γ-peptit bağı (= bir ω-peptit bağı örneği) ve bir α-peptit bağı olan bir tripeptittir .

Bununla birlikte, a- amino grubuna ek olarak ikinci bir amino grubu içeren a-amino asitler de vardır , ör. B. L - lizin . A- karboksi grubuna ek olarak ikinci bir karboksi grubu içeren a-amino asitler de vardır , ör. B. L - aspartik asit ve L - glutamik asit . Şimdi, amino, bağlantı Acids zaman değil α-konumunda amino ve karboksi grupları tarafından özel olarak gerçekleştirilir, ancak (örneğin, bir uç ya da yan diamino katılımı ile L -lizin) ve amino dikarboksilik asitler ( L -aspartic asit ve L- glutamik asit) peptidler ve pept-peptid bağı ile ortaya çıktığı gibi.

K ^s -γ- L -glutamyl- L -lisin, bir içeren izopeptit bağı .

Karıştırılmış biçimler de, örneğin doğada tripeptit meydana glutatyon (γ- L -glutamyl- L -sistein glisin) bir α-peptid bağı ve bir ω-peptid bağını içerir. L- lizinin asılı ε-amino grubu ile aspartik asit veya glutamik asidin asılı karboksi grubu arasındaki peptit bağı da bir izopeptit bağı olarak adlandırılır .

Peptit sentezi

Ribozomal Peptid Sentezi

Gelen hücrelerin canlıların, bireysel polipeptit zincirleri inşa edilmiştir üzerinde ribozomların sonra, açığa oluşturmak üzere proteinler . Bu ribomozomal peptid sentezine protein biyosentezi de denir.

Ribozomal olmayan peptid sentezi

Ek olarak, bazı organizmalarda, ribozomal olmayan peptid sentetazları ( NRPS ) kullanılarak tamamen enzimatik bir şekilde ribozomal olmayan peptid sentezi de vardır . D- amino asitler ayrıca NRPS yoluyla dahil edilebilir veya siklopeptitler, ribozomal olmayan peptitler (NRP) olarak oluşturulur. Bu NRPS üç değişik mikroorganizmalarda sadece meydana etki arasında bakteriler , arkeler ve ökaryotlarda birçok çok-hücreli organizmada, örneğin, aynı zamanda mantar ve bazı yumuşakçalar .

Teknik-kimyasal peptit sentezi

Belirli bir dizideki bir peptit için tercih edilen teknik-kimyasal sentez yöntemi, uzunluğuna bağlı olarak farklılık gösterir:

• Kısa peptitler, amino asitlerin bağlanmasından adım adım oluşturulur.
• Daha uzun peptitler, daha kısa peptitlerin bağlantısından oluşturulur.

Termal dehidrasyon yoluyla iki farklı amino asitten (Gly + Val) belirli bir dipeptid (örneğin, Gly-Val) üretmeye çalışılırsa, önemli miktarlarda bir dizi istenmeyen ürün ortaya çıkar:

${\ displaystyle \ mathrm {\ Gly + Val \ rightarrow Gly {-} Gly \ + \ Gly {-} Val \ + \ Val {-} Gly \ + \ Val {-} Val \ + \ Gly {-} Val { -} Val \ +}}$ ${\ displaystyle \ mathrm {\ Val {-} Değer {-} Gly \ + \ noktalar}}$

Seçiciliği arttırmak için , bağlanmayacak olan karboksi ve amino grupları bir koruyucu grupla (örneğin ester, Boc , Fmoc ) sağlanır.

Bir amino asidin korumasız karboksi grubunu aktive eden ve böylece hafif koşullar altında ikinci amino asidin amino fonksiyonu ile bağlantıyı sağlayan çeşitli birleştirme reaktifleri kullanılır . Bu tür birleştirme reaktiflerinin farklı sınıfları vardır:

• Fosfonyum reaktifleri (ör. BOP , PyBOP )
• Uronium reaktifleri (örn. HBTU , HATU , TBTU )
• Imonyum reaktifleri
• Karbodiimid reaktifleri (ör. DCC , EDC )
• Imidazolium reaktifleri (örneğin CDI )
• Organofosfor reaktifler
• Asit halojenleme reaktifleri
• Kloroformatlar ve diğerleri

Peptit bağı bu şekilde yapıldıktan sonra, iki koruyucu gruptan biri seçici olarak çıkarılır. Daha sonra uygun şekilde korunan başka bir amino asit, vb. İle tekrar birleştirilebilir. Sonunda, tüm koruyucu gruplar çıkarılır ve istenen peptit izole edilir.

Sentez, sıvı fazda veya bir katı faz sentezi olarak gerçekleşebilir . Ek olarak enzimler , peptit sentezi için de kullanılabilir .

Ayrıca bakınız

• Pepzyme
• Peptid nükleik asit (PNA)

Edebiyat

• S. Donadio, P. Monciardini, M. Sosio: Poliketid sentazlar ve ribozomal olmayan peptid sentetazlar: bakteriyel genomiklerden ortaya çıkan görünüm. İçinde: Doğal Ürün Raporları Cilt 24, Sayı 5, Ekim 2007, s. 1073-1109. doi: 10.1039 / b514050c . PMID 17898898 .

İnternet linkleri

• Peptitler Kılavuzu

Bireysel kanıt

1. ↑ Olası en küçük peptidde, iki amino asitten oluşan bir dipeptidde, yalnızca bir peptid bağı vardır.
2. ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: amino asitler, peptidler, proteinler , Verlag Chemie, Weinheim, 1-505, 1982, ISBN 3-527-25892-2 .
3. ↑ G. Kreil: Hayvan peptidlerindeki D-amino asitler . In: Yıllık Biyokimya İncelemesi . 66, No. 1, 1997, s. 337-345. doi : 10.1146 / annurev.biochem.66.1.337 .
4. ↑ E. Fischer: Proteinli maddelerin hidrolizi hakkında. İçinde: Chemikerzeitung. Cilt 26, 1902, s. 939-940.
5. ^ Otto-Albrecht Neumüller (Ed.): Römpps Chemie-Lexikon. Cilt 4: M-Pk. 8. gözden geçirilmiş ve genişletilmiş baskı. Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart 1985, ISBN 3-440-04514-5 , s.2894 .
6. ↑ Biyolojik olarak aktif peptitler. Leipzig Üniversitesi'nden Senaryo, s. 16, (PDF; 3.2 MB).
7. ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Amino asitler, peptidler, proteinler , Verlag Chemie, Weinheim, s. 99, 1982, ISBN 3-527-25892-2 .
8. ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Amino asitler, peptidler, proteinler , Verlag Chemie, Weinheim, s. 99, 1982, ISBN 3-527-25892-2 .
9. ↑ Otto-Albrecht Neumüller (Ed.): Römpps Chemie-Lexikon. Cilt 2: Cm-G. 8. gözden geçirilmiş ve genişletilmiş baskı. Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart 1981, ISBN 3-440-04512-9 , s.1511 .
10. ↑ Hao Wang, David Fewer, Liisa Holm, Leo Rouhiainen, Kaarina Sivonena: Ribozomal olmayan peptid ve poliketid biyosentetik yolların atlası, modüler olmayan enzimlerin ortak oluşumunu ortaya koymaktadır . İçinde: Proc Natl Acad Sci ABD . Cilt 111, No. 25, Haziran 2014, s. 9259-9264. PMC 4078802 (ücretsiz tam metin).
11. ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: amino asitler, peptidler, proteinler , Verlag Chemie, Weinheim, 107-261, 1982, ISBN 3-527-25892-2 .
12. ↑ KPC Vollhardt, NE Schore: Organic Chemistry , 4. Baskı, Wiley-VCH, s. 1399–1402, 2005.
13. ^ SY Han, YA Kim: Tetrahedron , 60, 2004, s. 2447-2467.