Завдяки такому відкриттю, людство отримало потужний регулятор біологічних процесів організму. Надмалі білкові молекули знайшли своє застосування у медицині, косметології, спорті, ветеринарії. Враховуючи розмір пептиду всього 1 нанометр,його відносять до області нанотехнологій.
Що таке пептиди?
Назва пептиди сталося з грецької мови від слова «поживний, переварений» ???????? або pept?s. Це альфа-амінокислотні ланцюги, з’єднані між собою переважно амидными зв’язками —C(O)NH—. Якщо одна амінокислота, то це – просто амінокислота, якщо дві частки молекули з’єднані між собою зв’язками, то – це пептиди.
Скільки амінокислотних залишків в ланцюжку?
Залишки альфа-амінокислот в молекулі з’єднуються між собою в певній послідовності, утворюючи ланцюжки різної довжини. Завдяки цьому їх класифікують за кількістю з’єднань. Два сполучених між собою амінокислотних залишку молекули називають дипептид, органічне з’єднання з трьох амінокислотних частинок це трипептид і так далі.
Ланцюжки, що складаються з невеликої кількості компонентів, до 10, називають прості пептиди. Від 10 до 50 залишків амінокислот олігопептиди. Ще більше компонентів у полипептидах, вони складаються з сотень залишків. Коли ланцюжок полягає з близько сотні складових, то – це вже білок.
Крім кількості залишків альфа-амінокислот в ланцюзі, білки поділяють і за іншими ознаками, наприклад, за природою частинок. Такі білкові ланцюжки можуть мати у складі не амінокислоти, а, наприклад, вуглеводні залишки і будуть називатися гетеромерные пептиди, і гомомерные, які складаються виключно з нано-молекул білкової породи.
За способом зв’язку такі білки класифікуються:
- Гетеродетные, коли частинки з’єднані за допомогою тиоэфирных, дисульфідних і ефірних зв’язків.
- Гомодетные наночастинки з’єднані в ланцюжок завдяки амідних зв’язків.
Білкові органічні сполуки поділяють на їхній здатності регулювати фізіологічні процеси:
- Речовини з аналгетичну дію, наприклад, опіоїдні пептиди динорфінів, ендорфіни;
- Відповідають за роботу травної системи (гормонгастрин);
- Речовини, що регулюють травлення і вироблення енергії (лептин, нейропептидыу);
- Здатні знижувати тиск у кровоносних судинах, регулювати просвіт судин (гормонбрадикинин);
- Впливають на нервову діяльність, центральну нервову систему, що відповідають за роботу головного мозку, наприклад, гормон окситоцин, адг (антидіуретичний) гормон вазопресин.
Чіткої межі, яка розділила б поліпептиди і олігопептиди не існує, іноді більш короткий, наприклад, гормон окситоцин, але згадується як поліпептид. У літературі часто говорять просто пептид. Крім того, класифікація по впливу на процеси в організмі природні фізіологічні процеси умовна, тому що один і той же надмалий білковий елемент може впливати на ряд функцій, наприклад, вазопресин впливає на вироблення сечі і тонус судин.
Властивості
Пептиди безперервно синтезуються у всіх живих організмах з метою регулювати протеканиевсех біохімічних процесів.Властивості ланцюжка залежать від первинної структури і послідовності набору альфа-амінокислотних залишків і орієнтації молекул у просторі (вторинна структура). Причому первинна структура і послідовність обумовлює запуск специфічних команд по тим чи іншим фізіологічним системам.
Синтез наночастинок білкової молекули буває:
- Природний;
- Штучний.
Природний синтез пептидів процес дуже короткий за часом. З-за цього утруднено його використання з метою вивчення та застосування в інших сферах. У відповідь на це, такі пептиди навчилися отримувати штучним шляхом. З 1902 року використовують лабораторні методи, позволяющиесинтезироватьискусственный пептид.
Коли синтезують пептиди що це дає? В основному, метою є використання хімічно виділених речовин для поліпшення здоров’я, омолодження, поліпшення якості і тривалості життя. Крім цього, синтезовані білки дозволяють вивчити послідовності амінокислот всередині молекул. Крім того, проводяться лабораторні досліди по модифікуванню послідовності органічних сполук з метою посилити біологічний ефект. Завдяки таким синтезованим штучним методомбелкам, стало можливим виробляти доступні за ціною препарати. Нанорозміри дозволяють йому працювати на клітинному рівні.
Види пептидів
Пептидні гормони вважаються найбільш численним класом біологічних сполук в організмі. Ланцюжки амінокислотних залишків у пептидних гормони можуть становити до 200 компонентів. До цього класу відносяться всі гормони гіпоталамуса, інсулін, гормони гіпофіза, глюкагон.
Область найменш досліджених пептидів це ті, які беруть участь в імунологічних реакціях такі як тимозин ?1, тафцин і тимопотин II. Відомо, що імунна система служить захисним щитом» вищим біологічним істотам від інфекційних захворювань. Разом з тим антимікробні пептиди у рослин, людей, тварин і комах подібні за будовою і тому вчені вивчають їх біологічні сполуки з метою використовувати в лікарських препаратах для лікування людей.
Нейропептидами називають білки, які синтезуються в нейронах центральної або периферичної нервової системи. Вони регулюють різні фізіологічні функції організму людини і тварин: статева поведінка, больову чутливість, пам’ять, режим сну і неспання. Такі нейропептиди керують метаболізмом, усіма вегетативними реакціями організму такими як артеріальний кровоносне тиск, дихання, температура тіла, тонус м’язів тощо. На сьогодні відкрито вченими приблизно сотня нейропетидов, які синтезуються нейронами головного мозку людини. До нейропептидам відносяться і опоидные, які пов’язані з центрами отримання задоволень у головному мозку, крім цього, надають знеболюючу дію, схожу з морфіном, обумовлює реакцію організму на стрес, больові сигнали, шок. В молекулі опоидного пептиду знаходиться від 5-31 амінокислотного компонента.
Клас пептидів, що відповідають за секрецію гормону росту, проводиться ділянкою головного мозку гіпоталамусом. До таких відносяться гормони соматолиберин і соматостатин. Зазначені сверхмалыебелковые молекули можуть збільшити концентрацію гормону росту в організмі в більш ніж в 10-15 разів! Вони активно використовуються в спорті, в бодібілдингу, пауерліфтингу.
Біорегулятори — це такий клас пептидів, які володіють тканеспецифичными властивостями. Вони впливають на тривалість життя, уповільнюють старіння організму. Їх виділяють з тканин і органів тварин або отримують методом синтезу в лабораторії. Специфіка біорегуляторів те, що всі вони вузько спеціалізовані, наприклад, виділений їх легень підійде для лікування захворювань легенів, утворений з мозку використовують в терапії хвороб мозку і так далі. Якщо потрібно лікувати одночасно кілька органів, то застосовують групу коротко білкових молекул.
Область застосування пептидів
Сфера використання синтезованих штучним методом пептидів широка, вони входять до складу косметичних засобів, продляющих молодість, на їх основі створюють лікарські засоби, що працюють на клітинному рівні. Такі ланцюжки з надмалих частинок допомагають організму в умовах високих навантажень, стимулюють ріст м’язів, збільшення сили та витривалості. Такі речовини — це реальна альтернатива гормонів росту, пептиди обходяться дешевше.
Надалі їх розглядають на роль заміни антибіотиків, враховуючи, що мутуючі бактерії стають більш стійкими до ліків і не досягається потрібний ефект захисту організмів від інфекційних захворювань.
Пептиди в косметології
Синтез таких штучних пептидів зробив можливим появу косметичних засобів компонентами яких є білкові наномолекулы. Разом з тим довгий час нано-косметика, вироблена з використанням пептидів, не могла зайняти свою нішу на ринку косметичних засобів. Велике значення надавали ін’єкційним методами омолодження за допомогою гіалуронової кислоти. Лише після того, як ці методи показали відсутність ефективності в перспективі, косметичні концерни звернули увагу на амінокислотні ланцюги.
У медичній і естетичної косметології застосовують спеціальні ланцюжка, послідовності амінокислотних залишків яких запускають в шкірі процеси реструктуризації колагену або блокують вироблення пігменту, тим самим вирішують питання вікової пігментації шкіри. Ефективні пептиди щодо активності сальних залоз, акне, проблемної шкіри. Але мабуть, найбільш поширеними видами пептидів в косметичних процедурах є ті, які спрямовані на процес неоколлагенеза поверхні шкіри для досягнення ліфтингового ефекту і тонусу.
В даний час скористатися можливостями пептидів в косметиці можна застосовуючи омолоджуючі креми, маски, сироватки до складу яких введені спеціальні комплекси з білкових молекул. Ефективність пептидів в косметології обумовлена мікроскопічними розмірами молекул, які легко проникають в шкіру і активізують захисні комплекси клітин, підвищуючи стійкість до агресивних факторів зовнішнього середовища.
Такі надмалі білкові ланцюжки додають не тільки в косметику, але і кошти щоденної гігієни такі як зубна паста, еліксир для полоскання рота. Завдяки амінокислотним залишкам проводиться лікування захворювань ротової порожнини, придушення розвитку карієсу.
Що таке пептиди в спорті?
Найчастіше такі препарати використовують у пауерліфтингу для спалювання жиру і росту м’язової маси. Перевага їх перед стероїдами в тому, що вони не заборонені на законодавчому рівні, їх легко придбати в інтернеті, крім того, вони не виявляються контролем за застосуванням допінгових речовин завдяки короткому періоду напіврозпаду в організмі і швидкому виведенню. Якщо порівнювати ціну, то у пептидів вона значно нижча.
Пептиди в медицині
У медичних цілях виробляють безліч лікарських засобів, компонентами яких є короткі ланцюжки з амінокислотних залишків. Такі біорегулятори спрямовані на нівелювання вікових змін або патологій органу.
Цікавий факт, відкриття пептидів за значимістю прирівняне до запуску супутника!
Є побічні ефекти при використанні пептидних препаратів? За час застосування серйозних побічних ефектів відмічено не було, крім негативних реакцій організму на випадки передозування. У зв’язку з цим можуть виникнути наступні симптоми, які проходять природним чином при видаленні залишків препарату з організму:
- Мігрені;
- Відчуття слабкості;
- Здуття шкіри на місці уколу, свербіж;
- Невеликі щільні гематоми під шкірою;
- Зниження уваги;
- Підвищення тиску.
Пептиди не токсичні, синтетичні при цьому володіють високою хімічною чистотою.
Роль надмалих коротко білкових молекул в перспективі розвитку косметології та медицини висока. Поки вчені знаходяться на початку шляху дослідження можливостей синтезу штучних пептидів і роботи з кодуванням і послідовностями в амінокислотних ланцюжках.
