Aminokwasy, peptydy i białka

Aminokwasy

• aminokwasy to podstawowe składniki budulcowe białek

• są substancjami krystalicznymi, bezbarwnymi

• łatwo rozpuszczalne w wodzie

• trudno rozpuszczalne w alkoholu

• Aminokwasy:

• glicyna (glikokol)- środek tonizujący układ mięśniowy w stanach zmęczenia

• metionina- aminokwas siarkowy, spełnia funkcję ochronną dla wątroby

• kwas glutaminowy- lek tonizujący psychicznie, składnik komórek nerwowych

• kwas asparaginowy- w postaci soli potasowej i magnezowej (preparat Asparagin) jest stosowany jako lek tonizujący układ nerwowy, w stanach zmęczenia psychicznego, fizycznego i chorobach serca oraz chorobach wieku starczego

• tryptofan- lek nasenny

• ornityna- lek odtruwający komórki wątroby, wpływa również na metabolizm cukrów, tłuszczów i białek

• arginina- lek stosowany w chorobach metabolicznych wątroby, zmniejsza stężenie amoniaku w surowicy krwi

• DOPA- lek stosowany w chorobie Parkinsona, występuje w 1.Vicia faba oraz nasionach 2. Mucuna sp.

Peptydy

• związki te stanowią połączenie aminokwasów

• połączenia dwóch aminokwasów- dipeptydy

• połączenia od 3 do 10 aminokwasów- oligopeptydy

• połączenia ponad 10 aminokwasów- polipeptydy

• Peptydy:

• glutation- wzmacnia organizm, antyutleniacz, stymulator odporności i detoksykant

• Peptydowe toksyny grzybowe:

• amatoksyny: amanityny zawarte głównie u 3. Amanita phalloides, 4. Amanita verna i 5. Amanita virosa, wywołują nieodwracalne uszkodzenie wątroby

• fallotoksyny: faloidyna; bardzo toksyczne, ale resorbują się słabo z przewodu pokarmowego

• Hormony:

• Hormony trzustki:

• insulina- podstawowy lek przeciwcukrzycowy

• glukagon- działa hiperglikemicznie, stosowany w śpiączce cukrzycowej

• Hormony przedniego płata przysadki mózgowej:

• tyreotropina (TSH)- wpływa na czynność tarczycy (wydzielanie hormonów, gromadzenie jodu), stosuje się ją leczniczo w niedoczynności tarczycy i w otyłości

• kortykotropina (ACTH)- pobudza korę nadnerczy do wytwarzania glikokortykosteroidów, stosowana do celów diagnostycznych nadnerczy, a także w niedoczynności nadnerczy, reumatyzmie i dychawicy oskrzelowej

• somatotropina- hormon wzrostu, pobudza biosyntezę białek i wzrost

• gonadotropiny- do tej grupy hormonów zaliczamy głównie: prolaktynę, LTH (pobudza wytwarzanie progesteronu, ciałko żółte oraz wydzielanie gruczołów mlecznych); hormony regulujące funkcje seksualne organizmu

• Hormony tylnego płata przysadki:

• oksytocyna- wywołuje skurcze macicy, pobudza laktację, podnosi ciśnienie krwi; stosowana w ginekologii

• wazopresyna- działa antydiuretycznie, pobudza perystaltykę jelit, podnosi ciśnienie krwi

• Hormony układu pokarmowego:

• wytwarzane są w błonach śluzowych żołądka, dwunastnicy oraz trzustki

• gastryna I i II- pobudzają wydzielanie soku żołądkowego

• sekretyna- wytwarzana przez błonę śluzową dwunastnicy; hamuje wydzielanie soku żołądkowego

• Inne hormony peptydowe:

• aprotynina- występuje w trzustce; stosowana dożylnie w stanach zapalnych trzustki i otrzewnej, a także po zabiegach operacyjnych (preparat Traskolan- powstrzymuje krwawienia)

• angiotensyna- jest najsilniej działającą substancją podnoszącą ciśnienie krwi

• 6. Herba Visci:

• 7. Viscum album należy do rodziny 8. Viscaceae; jest półpasożytem zimozielonym rosnącym na drzewach liściastych, sośnie i jodle

• składnikami czynnymi jemioły są: toksyczne wiskotoksyny (trucizny komórkowe), lektyny, polisacharydy (pektyny stymulują układ immunologiczny), aminy (cholina), fenolokwasy, flawonoidy, triterpeny, lignany

• działanie: obniża ciśnienie tętnicze krwi, działa uspokajająco na serce, moczopędne, wyciągi jemioły wstrzyknięte do guza nowotworowego hamują jego wzrost i niszczą komórki nowotworowe

• preparaty: Eurixor, Plenosol, Iscador (leczenie guzów i przewlekłych zapaleń stawów), Succus Visci i Intractum Visci (sok i intrakt z jemioły działają hipotensyjnie- obniżają ciśnienie krwi), mieszanka ziołowa Klimaktogran (stosowana u kobiet w zaburzeniach okresu przekwitania)

Białka

• pod względem budowy białka dzielimy na proste i złożone:

• białka proste- w wyniku hydrolizy dają tylko aminokwasy

• białka złożone- w wyniku hydrolizy dają aminokwasy i inne związki

• Białka proste to:

• prolaminy- rozpuszczalne w 70% etanolu, w wyniku hydrolizy dają kwas glutaminowy i prolinę; stanowią zasadnicze składniki białkowe ziarniaków zbóż: gliadyny- pszenicy, hordeiny- jęczmienia, zeiny- kukurydzy

• gluteiny- nie są rozpuszczalne w 70% etanolu

• prolaminy i gluteiny występują u 9. Poaceae

• albuminy- są rozpuszczalne w wodzie, w ich skład wchodzą: kwas glutaminowy, kwas asparaginowy i arginina; do tej grupy zalicza się: rycynę- trująca substancja nasion 10. Ricinus communis z rodziny 11. Euphorbiaceae; stanowią główną część osocza ludzkiej krwi

• globuliny- zawierają kwas glutaminowy, kwas asparaginowy i argininę; są nierozpuszczalne w wodzie, a rozpuszczalne w roztworach soli; występują w rodzinie 12. Fabaceae

• Białka złożone to:

• glikoproteiny- połączenia białek z węglowodanami

• lipoproteiny- połączenia białek z tłuszczami (lipidami)

• chromoproteiny- połączenia białek z barwnikami

• mukoproteiny- połączenia białek z substancjami śluzowymi

• fosforoproteiny- połączenia białek z kwasami fosforowymi

• nukleoproteiny- połączenia białek z kwasami nukleinowymi

• w grupie chromoprotein duże znaczenie ma podstawowy barwnik chloroplastów- chlorofil, który jest środkiem odwaniającym (desodorans); źródłem otrzymywania chlorofilu są głównie liście 13. Urtica dioica z rodziny 14. Urticaceae oraz

15. Medicago lupulina z rodziny 16. Fabaceae

• nukleoproteiny to białka, które wykorzystywane są do produkcji żelatyny (Gelatina) oraz nici chirurgicznych

• Żelatyna (Gelatina) jest produktem białkowym powstałym w wyniku częściowej hydrolizy kolagenu; używana jest do wyrobu kapsułek, opatrunku cynkowego (Gelatina zinci), jest środkiem przeciwkrwotocznym (w postaci spienionej jako tzw. gąbka żelatynowa)

• Katgut to resorbujące się nici chirurgiczne powstające przede wszystkim z jelit cienkich baranich; wewnętrzne szwy katgutowe ulegają zresorbowaniu w ciele ludzkim w okresie 8- 21 dni na skutek działania proteinaz

• Jedwab naturalny to produkt wytwarzany przez kokony jedwabnika morwowego (Bombyx mori) i służy do sporządzania nici chirurgicznych nie resorbujących się

Lektyny (fitoaglutyniny)

• grupa substancji o budowie glikoproteinowej

• występują w nasionach roślin z rodziny Bobowatych (Fabaceae)

• aglutynują erytrocyty

• mają właściwości cytotoksyczne i mitogenne

• aglutynują komórki rakowe (właściwości przeciwnowotworowe wykazują: rycyna i abryna- toksyczne białka; do takich lektyn należą lektyny jemioły)

• mitogenne (pobudzają mitozę) właściwości wykazują: konkanawalina A z nasion

17. Canavalia ensiformis z rodziny 18. Fabaceae; fitoaglutynina nasion 19. Phaseolus vulgaris, fitoaglutynina 20. Robinia pseudoacacia , fitoaglutynina 21. Lens culinaris z rodziny 22. Fabaceae

Toksalbuminy

• toksalbuminy roślinne (fitotoksyny) występują w nasionach roślin

• są toksyczne

• związki:

• rycyna- występuje w nasionach 23. Ricinus communis z rodziny 24. Euphorbiaceae; lek przeciwnowotworowy

• abryna- występuje w nasionach 25. Abrus precatorius z rodziny 26. Fabaceae; ma zastosowanie w okulistyce, lek przeciwnowotworowy

• toksyny bakteryjne- są wytwarzane przez maczugowca błonicy (Corynebacterium diphteriae), pałeczkę tężca (Clostridium tetani); toksyny te pod wpływem formaldehydu przekształcają się w nietoksyczne toksoidy, które wykazują właściwości antygenowe i są stosowane w postaci uodporniających szczepionek

• toksyczne substancje białkowe oraz enzymy (np. hialuronidaza) zawarte są w jadach węży; Viprosal (maść) to preparat zawierający jad żmii zygzakowatej (Vipera lobetina), ma działanie drażniące i wywołuje przekrwienie skóry, stosowany w nerwobólach, a także w reumatyzmie

• jad pszczeli- pozyskiwany z żeńskich osobników pszczół Apis mellifica; złożony jest głównie z toksycznego białka (melityna- ma właściwości hemolityczne); wywołuje silne reakcje odpornościowe organizmu przy podaniu doskórnym

• interferon- substancje białkowe wytwarzane w organizmie pod wpływem zakażenia wirusowego, mają charakter substancji obronnych, hamują namnażanie wirusów przez zahamowanie biosyntezy białka

Enzymy

• enzymy są białkami złożonymi z części białkowej- apoenzymu i części niebiałkowej- koenzymu

• można je podzielić na 6 grup:

1. Oksydoreduktazy- enzymy mające zdolność przenoszenia elektronów

2. Transferazy- enzymy mające zdolność przenoszenia grup funkcyjnych z jednej cząsteczki na drugą

3. Hydrolazy- enzymy mające zdolność katalizowania hydrolizy

4. Liazy- enzymy katalizujące niehydrolityczne rozbijanie wiązań pojedynczych i podwójnych

5. Izomerazy- enzymy katalizujące przemiany wewnątrzcząsteczkowe

6. Ligazy- enzymy katalizujące powstawanie wiązań chemicznych

• Typy enzymów:

1. enzymy hydrolizujące rozszczepiające wiązania holozydowe i heterozydowe:

1. α- glukozydaza i β- glukozydaza- występują w nasionach 27. Amygdalus communis z rodziny 28. Rosaceae

2. amylazy- występują w słodzie jęczmiennym, rozkładają skrobię na dekstrynę i maltozę

3. inwertaza- występuje w drożdżach i sokach trawiennych, hydrolizuje sacharozę na glukozę i fruktozę

2. Enzymy hydrolizujące rozszczepiające połączenia estrowe (esterazy):

1. lipazy- występują w nasionach 29. Ricinus communis, pankreatynie, rozszczepiają tłuszcze na kwasy tłuszczowe i glicerol

2. fosfatazy- rozszczepiają estry kwasu fosforowego

3. tannazy- rozszczepiają garbniki hydrolizujące na fenolokwasy

3. Enzymy hydrolizujące rozszczepiające wiązania peptydowe (peptydazy):

1. proteazy- występują w owocach 30. Carica papaya z rodziny 31. Caricaceae, jak również w przewodzie pokarmowym zwierząt (pepsyna, trypsyna), rozszczepiają białka na peptydy i aminokwasy

4. Enzymy odszczepiające dwutlenek węgla:

1. karboksylazy

5. Enzymy przenoszące wodór na tlen cząsteczkowy lub nadtlenki:

1. oksydazy

2. peroksydazy

6. Enzymy rozkładające nadtlenki:

1. katalazy

7. Enzymy przenoszące wodór na inny akceptor:

1. reduktazy

• Enzymy pochodzenia zwierzęcego i roślinnego o zastosowaniu leczniczym:

1. farmakopealne pochodzenia zwierzęcego:

• pepsyna

• pankreatyna

2. pozafarmakopealne:

1. pochodzenia zwierzęcego:

• trypsyna

• chymotrypsyna

• trombina

• hialuronidaza

• kalikreina

2. pochodzenia roślinnego:

• z roślin wyższych:

• papaina

• ficyna

• bromelina

• amylazy słodu jęczmiennego

3. z mikroorganizmów:

• celulazy

• amylazy

• lipazy

• proteazy

• streptokinaza

• streoptodornaza

• L- asparaginaza

• penicylinaza

• pepsyna- enzym otrzymywany z błony śluzowej żołądków świń, stosowana zwykle łącznie z kwasem solnym w niedokrwistości i zaburzeniach trawienia

• trypsyna- enzym trzustki, kontynuuje proces trawienia białek rozpoczęty w soku żołądkowym przez pepsynę, stosowana do trawienia martwych tkanek

• chymotrypsyna- enzym wytwarzany w trzustce i otrzymywany z trzustek bydlęcych

• trombina- enzym otrzymywany z krwi bydlęcej, używana do tamowania krwotoków

• hialuronidaza- enzym występujący w jądrach ssaków, ułatwia szybsze przenikanie i wchłanianie się leków podawanych we wstrzyknięciach

• papaina- enzym występujący w soku zielonych owoców 32. Carica papaya z rodziny 33. Caricaceae, stosowana w leczeniu robaczyc i niestrawności, a także zewnętrznie w celu usuwania zmian na skórze i w chorobach przyzębia

• chymopapaina- enzym izolowany z soku mlecznego 34. Carica papaya z rodziny

35. Caricaceae, stosowany w leczeniu dyskopatii

• ficyna- enzym występujący w soku mlecznym rodzaju 36. Ficus sp. z rodziny

37. Moraceae, ma podobne działanie jak papaina

• bromelina- enzym otrzymywany z owoców i liści 38. Ananas comosus z rodziny

39. Bromeliaceae, ma podobne działanie jak papaina, wchodzi w skład preparatu Mexase- lek gastryczny

• Enzymy mikroorganizmów:

• celulazy i hemicelulazy- rozkładają ściany komórkowe komórek pokarmów roślinnych, powodują rozkład celulozy do celobiozy, występują u kropidlaków (Aspergillus sp.), hamują w dolnych odcinkach jelit procesy fermentacyjne

• amylazy- pochodzą z grzybów pleśniowych (Aspergillus sp., Rhizopus sp.) i bakterii (Bacilus subtilis), wspomagają procesy trawienne rozpoczęte w jamie ustnej przez ptialinę

• streptodornaza i streptokinaza- enzymy produkowane przez paciorkowce hemolizujące (Streptococcus haemolyticus), stosowane dożylnie w zakrzepach i stanach zawałowych mięśnia sercowego

• L- asparaginaza- otrzymywana jest z bakterii pałeczka okrężnicy (Escherichia coli), stosowana w leczeniu chorób nowotworowych