aminokwasy peptydy, Ogrodnictwo, Ogrodnictwo UP Wro, ROK I, semestr II, biochemia, egzamin, poilkj, biochemia

3. Aminokwasy, peptydy i białka

3.1. Aminokwasy

Wszystkie aminokwasy wchodzące w skład białek mają konfigurację L i należą do grupy

aminokwasów, to znaczy mają grupę aminową przy węglu sąsiadującym z grupą karboksylową.

Ogólny ich wzór jest następujący:

W organizmach żywych występują również aminokwasy nie będącymi składnikami białek.

Poniżej podano wzory najwazniejszych aminokwasów spotykanych w przyrodzie ożywionej.

Aminokwasy spotykane w białkach

COO

C H +H3N H

COO

+H3N  lub

hydroksylizyna

C NH2

COOH

CH3

C NH2

COOH

H3C CH3

C NH2

COOH

CH3

CH2

COOH

NH2

glicyna

C NH2

COOH

CH2

H3C CH3

C NH2

COOH

H2C CH3

H3C

alanina walina leucyna izoleucyna

COOH

prolina

C NH2

COOH

CH2

C NH2

COOH

CH2

S S

C NH2

COOH

CH2

cystyna

C NH2

COOH

CH2

CH2 NH2

C NH2

COOH

CH2

tyrozyna seryna treonina

COOH

hydroksyprolina

C NH2

COOH

CH2

cysteina

C NH2

COOH

CH2

CH2 NH C NH2

lizyna arginina

C NH2

COOH

CH2

histydyna

CH2

CH2 NH2

C NH2

COOH

CH2

CH OH

C NH2

COOH

CH2

fenyloalanina

C NH2

COOH

CH2

tryptofan

C NH2

COOH

CH2

CH2 S CH3

metionina

C NH2

COOH

CH2

COOH

kwas

asparaginowy

C NH2

COOH

CH2

COOH

kwas

glutaminowy

C NH2

COOH

CH2

CO NH2

asparagina

C NH2

COOH

CH2

CO NH2

glutamina

Aminokwasy niebiałkowe

Tyroksyna i trijodotyronina pochodne nie występującej w przyrodzie tyroniny, występują jedynie

w tyreoglobulinie, hormonalnym białku tarczycy. β-alanina, karnityna oraz N-metylohistydyna są

aminokwasami biologicznie czynnymi lub też są składnikami biologicznie czynnych substancji

niskocząsteczkowych. Homocysteina i homoseryna są metabolitami pośrednimi przemian metioniny i

cysteiny. Kwas β-aminomasłowy jest produktem końcowym rozkładu nukleotydów pirymidynowych.

Z kolei ornityna i cytrulina biorą udział w syntezie mocznika.

Aminokwasy o konfiguracji D występują w przyrodzie rzadko i to wyłącznie w związkach

względnie prostych, nie będącymi białkami (np. w niektórych antybiotykach pochodzenia

bakteryjnego o budowie peptydowej).

W laboratoriach sztucznie otrzymuje się całą gamę aminokwasów nie spotykanych w przyrodzie

ożywionej. Z ich wykorzystaniem np. do produkcji leków wiąże się duże nadzieje.

Podział α-aminokwasów

Poszczególne α-aminokwasy różnią się strukturą rodnika. Stosuje się różne kryteria ich podziału

Rozróżnia się aminokwasy alifatyczne i aromatyczne, a w zależności od ilości grup aminowych i

karboksylowych aminokwasy mono- lub di- aminowe lub karboksylowe. Rodniki aminokwasów

cysteiny i metioniny w swojej budowie zawierają atom siarki (są to aminokwasy siarkowe). Rodniki

waliny, leucyny i izoleucyny posiadają rozgałęziony łańcuch alifatyczny (aminokwasy rozgałęzione).

Prolina jest z kolei iminokwasem (kwasem pirolidyno-karboksylowym).

Często aminokwasy dzieli się biorąc pod uwagę hydrofobowość lub hydrofilowość łańcucha

bocznego. Aminokwasy z niepolarnymi rodnikami węglowodorowymi (glicyna, alanina, walina,

leucyna i izoleucyna) lub zawierające grupę funkcyjną o znikomej polarności (prolina, fenyloalanina,

tryptofan, metionina i cystyna) zalicza się do aminokwasów hydrofobowych.

Z punktu widzenia wartości pokarmowych (dietetycznych) aminokwasy dzieli się na egzogenne

(niezbędne) i endogenne (nie niezbędne). Aminokwasy egzogenne muszą być dostarczone

organizmowi zwierzęcemu z zewnątrz (np. z pokarmem), z uwagi na zanik zdolności do ich

syntetyzowania. Dla człowieka niezbędnymi aminokwasami są wal ina , l eucyna , i zol eucyna ,

f enyloal anina, t ryptof an, t r eonina , me t ionina i l i zyna .

C NH2

COOH

CH2

CH2 NH C NH2

C NH2

COOH

CH2

CH2 NH2

ornityna cytrulina

CH2 NH2

CH2

COOH

-alanina

C NH2

COOH

CH2

J J

C NH2

COOH

CH2

J J

trijodotyronina tyroksyna

tyreoglobulina

C NH2

COOH

CH2

CH2 SH

C NH2

COOH

CH2

CH2 OH

homocysteina homoseryna

CH2

COOH

CH3

H2N *

kwas

-aminomaslowy

3.2. Peptydy

Grupa aminowa jednego α-aminokwasu może reagować z grupą karboksylową innego

α-aminokwasu tworząc w i ą z a n i e p e p t y d o w e -CO-NH-, które z chemicznego punktu widzenia

jest szczególnym przypadkiem wiązania amidowego (co ma pewne znaczenie, z uwagi na

specyficzność działania niektórych enzymów). Związki powstałe z takiego połączenia nazwano

peptydami .

Podane wyżej równanie przedstawia jedynie schemat syntezy peptydu i jego uproszczony wzór, nie

uwzględniający budowy przestrzennej.

3.2.1. Budowa peptydów - wiązanie peptydowe

Badania krystalograficzne wykazały, że wiązanie C-N w wiązaniu peptydowym jest znacznie

krótsze niż zwyczajne pojedyncze wiązanie tego typu. Jest to spowodowane, mezomerycznym

charakterem wiązania peptydowego (hybrydyzazja typu sp2). Wynikiem tej mezomerii jest brak

swobodnego obrotu wokół wiązania C - N i stąd istnienie tylko dwóch stabilnych konformacji cis i

trans. Ogólnie w natywnych peptydach i białkach występuje głównie forma trans.

Zgodnie z tym właściwsze jest przedstawianie wiązania peptydowego za pomocą dwu wzorów

granicznych lub wzorem, na którym symbolicznie zaznaczono delokalizację elektronów.

Z badań rentgenograficznych wynika, że konfiguracja wiązania peptydowego nie zależy od rodzaju

i właściwości łańcuchów bocznych aminokwasów tworzących wiązanie. Wyjątek pod tym względem

stanowi prolina i hydroksyprolina, których grupy iminowe związane są z łańcuchami bocznymi.

Delokalizacja elektronów w wiązaniu peptydowym sprawia, że wszystkie cztery jego atomy:

CONH a również i oba atomy Cα łańcuchów bocznych, leżą w jednej płaszczyźnie (mówi się o

planarności wiązania peptydowego). W konsekwencji wiązanie łączące atom węgla i azotu wykazuje

znaczną sztywność właściwą wiązaniu podwójnemu, a swobodny obrót wokół niego wymaga

przezwyciężenia oporu około 88 kJ/mol. Na poniższym rysunku przedstawiono perspektywicznie

strukturę wiązania peptydowego w hipotetycznym dipeptydzie.

Drugim ważnym wiązaniem kowalencyjnym, spotykanym w cząsteczkach peptydów, jest wiązanie

disulfidowe (disiarczkowe), tworzone przez sąsiadujące ze sobą grupy tiolowe - SH pochodzące z reszt

cysteiny. Rozróżnia się wewnątrzłańcuchowe wiązania disulfidowe, które występują w tym samym

H2N CH

COOH + H2N CH COOH

H2O

H2N CH

CO NH CH COOH

aminokwas 1 aminokwas 2 dipeptyd

C N

C H



C N

C H

O C



- ..

δ-

δ+

delokalizacja elektronow w wiazaniu peptydowym



  H

C C

H2N C

COOH

łańcuchu peptydowym, oraz międzyłańcuchowe wiązania disulfidowe występujące między dwoma

różnymi łańcuchami peptydowymi:

Wewnątrzcząsteczkowe wiązania S - S występują np. w oksytocynie, wazopresynie, w łańcuchu A

insuliny i w rybonukleazie. Wiązania te mogą spowodować, że części cząsteczki o zupełnie różnych

sekwencjach znajdują się w bezpośrednim zbliżeniu, jak np. w rybonukleazie. W utlenionej formie

glutationu dwa identyczne łańcuchy peptydowe połączone są przez kowalencyjne wiązanie disulfidowe.

W insulinie w ten sam sposób połączone są dwa różne łańcuchy.

Sąsiadujące ze sobą wiązania peptydowe, np. w dwu równoległych peptydach, mogą tworzyć

wiązania wodorowe >CO...HN<, w których odległość atomu tlenu od atomu azotu wynosi nieco mniej

niż 0,3 nm.

Oprócz tych wiązań, czynnikami mającymi wpływ na przyjęcie przez cząsteczkę peptydu

określonej konformacji są oddziaływania kwasowych, zasadowych, aromatycznych i alifatycznych

łańcuchów bocznych różnych aminokwasów ze sobą lub z łańcuchem głównym peptydu. Te

oddziaływania, zwykle stabilizujące, staja się w pełni efektywne dopiero w białkach, niemniej mają one

także znaczenie dla utrzymania odpowiednich efektywnych konformacji wielu polipeptydów

biologicznie aktywnych.

3.2.2. Nazwy i wzory peptydów

Nazwy peptydów są tworzone w zależności od liczby rodników aminoacylowych tworzących

cząsteczkę peptydu. Peptyd zbudowany z dwu aminokwasów nazywa się dipeptydem, z trzech —

tripeptydem, z dziesięciu — dekapeptydem, itp. Peptydy zawierające w cząsteczce do 10 rodników

aminoacylowych nazywa się ol igopeptydami , zawierające zaś większą liczbę —

pol ipeptydami . Te ostatnie stanowią przejście do białek (zaliczanych do makropeptydów), których

cząsteczki są zbudowane ze 100 i więcej rodników aminoacylowych.

Tabela 1.2. Nazwy i symbole najpospolitszych -aminokwasów

Rodnik

aminoacylowy

Symbol Rodnik

aminoacylowy

Symbol

Alanyl

Arginyl

Aspargil

Asparginyl

Cysteil

Cysteinyl

Fenyloalanyl

Glicyl

Glutamil

Glutaminyl

Histydyl

Hydroksylizyl

Ala

Arg

Asp

Asn lub Asp(NH2)

Cys

CysCys1

Fen (Phe)

Gli (Gly)

Glu

Gln lub Glu(NH2)

His

Hyl lub Liz(OH)

Hydroksyprolil

Izoleucyl

Leucyl

Lizyl

Metionyl

Ornityl

Prolina

Seryl

Treonyl

Tryptofanyl

Tyrozyl

Walil

Hyp lub Pro(OH)

Ileu (Ile)

Leu

Liz (Lys)

Met

Orn

Pro

Ser

Tre (Thr)

Try (Trp)

Tyr

Wal (Val)

W nawiasach podano symbole zalecane przez Unię Biochemiczną.

1 również Cys Cys

CH2 S S H2C

O C

mostek disiarczkowy

Szczegółowe nazwy peptydów są albo zwyczajowe, albo mają charakter systematycznych nazw

chemicznych określających je jako aminoacyloaminokwasy. Na przykład tripeptyd zbudowany z

glicyny, alaniny i cysteiny nosi nazwę glicyloalanylocysteiny. Nazwa ta podaje skład aminokwasowy

peptydu i jednocześnie kolejność łączenia się aminokwasów. I tak tripeptyd wspomniany wyżej jest

zupełnie różnym od alanyloglicylocysteiny, peptydu zbudowanego z identycznych aminokwasów, ale

połączonych w innej kolejności.

W celu uproszczenia zapisywania wzorów peptydów i uniknięcia długich nazw, ustalono, by

rodniki aminoacylowe oznaczać pierwszymi trzema literami nazwy aminokwasu. W tabeli 1.2 podano

nazwy i symbole rodników najpospolitszych -aminokwasów.

Przy pisaniu wzorów peptydów symbole łączy się krótką kreską, przy czym lewa strona symbolu

odpowiada grupie aminowej, a jego prawa strona - grupie karboksylowej. Wzory przytoczonych wyżej

tripeptydów można więc zapisać symbolicznie: Gli-Ala-Cys oraz Ala-Gli-Cys. Jeżeli zachodzi

specjalna potrzeba wyraźnego wskazania kierunku, w jakim połączone są ze sobą cząsteczki

aminokwasów w peptydzie (np. przy przedstawianiu struktury peptydów pierścieniowych) wówczas

zaznacza się strzałką → kierunek powstawania wiązań od grupy karboksylowej do aminowej:

Gli→Ala→Cys. Jeżeli kolejność łączenia się aminokwasów nie jest znana dla jakiegoś fragmentu

łańcucha polipeptydowego, to fragment ten ujmuje się w nawiasy, wewnątrz których symbole oddziela

się przecinkami, np. Gli-Ala-Cys-(Arg, Tyr, Leu)-Pro-Ala-Fen. Końcowy aminokwas z wolną grupą

aminową, tzw. N-terminalny aminokwas, symbolizuje się dopisaniem litery H- lub H2N-, zaś końcowy

aminokwas z wolną grupą karboksylową, czyli C-terminalny aminokwas, dodaniem liter -OH lub -

COOH: H-Gli-Ala-Cys-OH lub H2N-Gli-Ala-Cys-COOH.

3.2.3. Ważniejsze peptydy naturalne

W ciągu ostatnich 20 lat liczba peptydów znalezionych w materiale zwierzęcym, roślinnym i

bakteryjnym ogromnie wzrosła. Większość znajdowanych w przyrodzie peptydów składa się

wyłącznie z aminokwasów, które zwykle spotykamy w białkach. Jednak w naturalnych peptydach

często występują inne proste aminokwasy, takie jak β-alanina i kwas γ-aminomasłowy.

Najprostszym i jednocześnie najwcześniej poznanym dipeptydem wyodrębnionym z tkanek była

ka rnozyna , czyli -alanylohistydyna. Obok niej w mięśniach kręgowców spotyka się także

anserynę: -alanylo-N-metylohistydynę. Rola obydwu dipeptydów jest do dzisiaj nie poznana.

Glutation (GSH) jest tripeptydem, który szeroko rozpowszechniony jest w zarówno w tkankach

zwierzęcych jak i roślinnych. Zawiera on kwas glutaminowy, cysteinę i glicynę. Był pierwszym

znanym peptydem zawierającym wiązanie inne niż α-peptydowe.

Związek ten łatwo ulega odwracalnym przemianom oksydacyjno-redukcyjnym. Reakcja

utlenienia jest katalizowana solami Cu i Fe. Redukcja disulfidu i przekształcenie do GSH

katalizowane jest przez reduktazę glutationową.

Funkcje biochemiczne glutationu są bardzo różne. Jest to koenzym hydrolazy

hydroksyacyloglutationowej, dehydrogenazy formaldehydowej, tautomerazy indolilopirogronianowej,

izomerazy maleiloacetooctanowej i innych enzymów. Stanowi on również grupę prostetyczną

dehydrogenazy fosfogliceroaldehydowej oraz odgrywa pewną rolę w działaniu dehydrochlorynazy

DDT, którą odkryto w odpornych na DDT muchach domowych. Glutation jest także bardzo ważnym

związkiem w wielu biologicznych reakcjach redox, ponieważ może stabilizować wolne grupy - SH.

COOH

CH-NH2

CH2

CH2 C N

CH2

CH2 COOH



glutation

Glu

Cys

2 Gli -2H+

Glu

Cys Gli

Glu

utlenianie i redukcja glutationu

Biosynteza glutationu zachodzi następująco:

Glu + Cys +ATP → Glu(Cys) + ADP + H3PO4 I

Gly + Glu(Cys) + ATP → Glu(Cys-Gly) + ADP + H3PO4 II

Reakcja I jest katalizowana przez syntetazę γ-glutamylocysteinową, a reakcja II przez syntetazę

glutationową.

Hormony peptydowe

Hormony są substancjami chemicznymi, produkowanymi w specjalnych organach lub tkankach

i przynoszonymi do miejsca działania poprzez układ krwionośny. Ta chemicznie zróżnicowana grupa

substancji - regulatorów, między innymi, obejmuje pewną liczbę peptydów i białek. Znaczna liczba

hormonów peptydowych i białkowych produkowana jest w gruczołach wydzielania wewnętrznego

(podwzgórze, przysadka, tarczyca, przytarczyce, komórki Langerhansa w trzustce, itp.). Pozostała

część jest produkowana w specjalnych tkankach. Na tej podstawie rozróżniamy hormony gruczołowe i

tkankowe.

Wiele ze znanych hormonów peptydowych ma prekursory białkowe, z których w skutek

działania enzymów następuje uwalnianie aktywnych związków. Typowymi przykładami są

angiotensyna, bradykinina, kalidyna i insulina. Przypuszcza się, że podobne metaboliczne prekursory

istnieją dla wazopresyny, gastryny, glukagonu, hormonu paratyreotropowego i ACTH. Najpierw, na

rybosomach zachodzi synteza biologicznie nieaktywnych prekursorów o dużej masie cząsteczkowej.

Następnie jeden lub więcej enzymów uwalnia hormony lub prohormony. Okres półtrwania wolnych

hormonów nie przekracza zwykle 30 min. Są one dezaktywowane przez różne egzo i endopeptydazy.

Angiot ensyna I I zaliczana do oligopeptydów jest oktopeptydem wytwarzanym w nerkach o

wzorze: H-Asp-Arg-Wal-Tyr-Ileu-His-Pro-Fen-OH. Hormon ten powoduje wzrost ciśnienia krwi i

pobudza wytwarzanie hormonów kory nadnercza. Jest to jeden z najefektywniejszych regulatorów

ciśnienia krwi. Związek ten wywołuje silny skurcz naczyń krwionośnych, przez co automatycznie

zwiększa się ciśnienie krwi.

Peptydy regulacyjne

Od czasów odkrycia pierwszych hormonów rośnie stale liczba „chemicznych posłańców”, czyli

związków niosących określoną informację biologiczną od komórek wydzielniczych do komórek

docelowych. Ostatnie 20 lat przyniosło wiele doniesień na temat nieznanych dotąd peptydów o

aktywności: hormonalnej, neuromodulacyjnej, immunoregulacyjnej i mitogennej. Wszystkie te

peptydy określane są często wspólną nazwą peptydów r egul acyj nych.

Przyjmuje się obecnie trzy podstawowe sposoby przekazywania informacji międzykomórkowej z

udziałem peptydów regulacyjnych: endokrynny, parakrynny i autokrynny.

(1) Transport endokrynny, w którym peptyd syntetyzowany przez wyspecjalizowane

komórki wydzielany jest do krwioobiegu i przenoszony z krwią do komórek docelowych. Ten

sposób transportu jest typowy dla hormonów dokrewnych.

(2) Hipoteza transportu parakrynnego zakłada, że peptydy regulacyjne przenoszone są w

drodze dyfuzji międzykomórkowej. Przypuszczalnie wiele peptydów działa lokalnie tą drogą.

Podobny sposób transportu (neuroparakrynny) przyjmuje się w przypadku przenoszenia sygnału

przez synapsy chemiczne w obrębie układu nerwowego.

(3) Hipoteza regulacji autokrynnej przyjmuje, że komórkami docelowymi są te same

komórki, które syntetyzują peptyd regulacyjny. Regulacja autokrynna ma przypuszczalnie istotne

znaczenie w kontroli wzrostu komórek neoplastycznych, aczkolwiek autoregulacja jest zjawiskiem

stwierdzonym wielokrotnie w hodowlach komórek nietransformowanych.

Antybiotyki o budowie peptydowej peptydowe

Liczne antybiotyki wytwarzana przez mikroorganizmy mają budowę peptydową. Niektóre z nich

produkowane są na skalę przemysłowa w oparciu o wgłębną hodowlę bakterii Bacillus. Jako przykład

można wymienić g r a m i c y d y n ę S, pierścieniowy dziesięciopeptyd wytwarzany przez Bacillus

brevis. Gramicydynę S stosuje się jako składnik maści i roztworów używanych zewnętrznie do

leczenia owrzodzeń oraz zainfekowanych ran i oparzeń.

Bakterie Bacillus brevis wytwarzają jeszcze inne antybiotyki, m.in. tyrocydyny A, B i C,

będące również cyklicznymi oligopeptydami, zawierającymi -D-fenyloalaninę, podobnie jak

gramicydyna S. Znanych jest obecnie ponad 25 antybiotyków wytwarzanych przez różne szczepy tych

bakterii.

Innym przykładem antybiotyku o budowie peptydowej jest bacyt r a cyna , wytwarzana na skalę

przemysłową (m.in. w PZF „POLFA” w Pabianicach) w oparciu o hodowlę bakterii Bacillus subtilis.

Poszczególne szczepy bakterii Bacillus subtilis produkują ponad 65 antybiotyków o budowie

polipeptydowej. Z kolei Bacillus polymyxa wytwarza pol imyksyny. Wszystkie te antybiotyki

działają na bakterie gramujemne, gramdodatnie i grzyby. Ich działanie jest różne. Niektóre blokują

syntezę ściany komórkowej lub zakłócają funkcje błon biologicznych, inne, mniej liczne, zakłócają

replikację, transkrypcję lub translację.

Aktynomycyny (nazywane chromopeptydami gdyż zawierają chromofor) są bardzo

toksycznymi antybiotykami produkowanymi przez różne gatunki Streptomyces. Wydzielono i

wykrystalizowano więcej niż 20 różnych związków należących do tej grupy. Różnią się one jedynie

sekwencja aminokwasową układu cyklicznego zbudowanego z dwóch pierścieni laktonowych

przyłączonych do aktynocyny wiązaniami amidowymi. W tej grupie antybiotyków, aktynomyc yna

C1 wykazuje najsilniejsze działanie przeciwbakteryjne.

Peni cyl ina jest najstarszym i najlepiej poznanym antybiotykiem - mówi się o niej, że jest

prototypem antybiotyków. Jej budowa ma jednak mało wspólnego z peptydami, tym niemniej

rozpatruje się ją przy okazji omawiania antybiotyków o budowie peptydowej. W niektórych

publikacjach mówi się o pseudopeptydowej budowie penicyliny:

D-Fen L-Orn L-Wal

L-Pro

L-Leu

L-Wal L-Orn L-Leu D-Fen

L-Pro

gramicydyna S

aktynocyna

Aktynomycyna C1

O N

H3C

O NH2

Thr

Thr Pro Sar Me-Val

D-Val

Pro Sar Me-Val

Sar = sarkozyna (N-metyloglicyna)

Me-Val = metylowalina

cysteina

HC N

H3C

HOOC

NH CO R

walina

R = CH2

benzylopenicylina

penicylina

S CH

NH2

CH2-CH3

CH3

O C

D-Glu L-Leu

L-His

D-Fen L-Asp

L-Ile

D-Orn

D-Asn

L-Liz L-Ile

bac ytracy na

Wytwarzana jest przez pleśń Penicillium notatum. Biogeneza jej wynika z połączenia waliny

oraz cysteiny. W jej cząsteczce występuje silnie napięty czteroczłonowy pierścień -laktamowy oraz

drugi pierścień zawierający siarkę. Grupa aminowa cysteiny jest N-acylowana, przy czy rodnik R

kwasu acylującego może mieć różną naturę. Np. benzylopenicylina zawiera rodnik benzylowy.

Depsipeptydy

Nazwa deps ipeptyd, jest kombinacją terminów depsyd (ester hydroksykwasu) i peptyd.

Nazwę tę zaproponował Szemiakin w 1953 roku w celu określenia związków, które zawierają

zarówno wiązania estrowe jak i peptydowe.

R2 R1 R2 R1

│ │ │ │ │

- NH - CH - CO - O - CH - NH - CH - CO - O - CH - CO - NH - CH - CO -

R1- reszty aminokwasu

R2 - reszta hydroksykwasu

Związki cykliczne tego rodzaju wykryto w dużych ilościach w mieszaninie produktów

metabolizmu bakterii. Wykazują one zadziwiająco duża aktywność antybiotyczną. Szersze

zastosowanie tych związków w medycynie jest ograniczone ze względu na to, że wiązania estrowe

bardzo łatwo ulęgają rozszczepieniu w warunkach sprzyjających hydrolizie.

Do depsipeptydów, zawierających wyłącznie aminokwasy (często także ich pochodne

N-metylowe i D-aminokwasy) i hydroksyaminokwasy, zaliczamy: eniatyny, amidomycynę,

walinomycynę, sporydesmolidy, serratomolid i esperynę.

W innych depsipeptydach mogą istnieć wiązania estrowe utworzone z udziałem grup

hydroksylowych hydroksyaminokwasów, takich jak seryna i treonina. Depsipeptydy mogą także

zawierać skomplikowane jednostki strukturalne, których nigdy nie wykryto w białkach. Do tej grupy

należą: pektynomycyny, etamycyna i

echinomycyna. Depsipeptydy w zależności od ich

struktury dzieli się na O-peptydy, peptolidy i

laktony peptydowe.

Najprostszym, występującym w przyrodzie

depsipeptydem jest fitopatogenetyczna toksyna z

Pseudomonas tabaci. Cząsteczka tego związku

składa się z cząsteczek kwasu mlekowego i

2,5-diaminoadypinowego, związanych ze sobą w

taki sposób, że powstaje pierścień

dioksomorfolinowy:

Struktura innego depsipeptydu, amidomycyn y jest do tej pory nie wyjaśniona. Wiadomo

tylko, że depsipeptyd ten składa się z kwasu D-hydrosywalerianowego i D-waliny. Jego działanie

antybiotyczne polega na hamowaniu wzrostu niektórych mikroorganizmów wywołujących choroby

roślin oraz niektórych typów drożdży.

Wal inomycyna , nazywana tak ze względu na dużą zawartość waliny, jest cyklicznym

dwunastopeptydem. Działa ona na M.tuberculosis

Ser r atomol id, cykliczny tetradepsipeptyd, oraz e spe ryna zawierają β-hydroksykwasy. W

wyniku całkowitej hydrolizy serratomolidu stwierdzono, że zawiera on L-serynę i kwas

D-β-hydroksydekanowy.

Protaminy

Do peptydów zalicza się również prot aminy, polipeptydy o masie cząsteczkowej rzędu 16 kDa

wyizolowane z jąder plemników ryb. Zawierają one znaczne ilości argininy, przekraczające połowę

wszystkich aminokwasów w cząsteczce, stąd wybitnie zasadowe właściwości.

CH3

CH CH2 CH2

NH2

HOOC

depsipeptyd z Pseudomonas tabaci

Toksyny peptydowe

Śmiercionośne toksyny zawarte w kapeluszu muchomora Amanita phalloides dzieli się na

fallatoksyny (falloidyna, falloina i fallacydyna) i amatoksyny (α-, β-, γ- amanidyny), które są bardziej

toksyczne, ale działają wolniej. Związki te są cyklicznymi siedmiopeptydami.

Fallacydyna zamiast jednostki Ala-D-Thr, wchodzącej w skład falloidyny, zawiera kwas

Val-D-erytro-β-hydroksyasparaginianowy.

Amatoksyny, które składają się wyłącznie z L-aminokwasów są także siedmiopeptydami

cyklicznymi. Zamiast grupy tioeterowej występuje grupa sulfotlenkowa. O toksyczności stanowi

obecność grupy γ - hydroksylowej w łańcuchu bocznym izoleucyny. Amanulina nie zawiera tej grupy

hydroksylowej i mimo to, że pod względem struktury jest bardzo podobna do γ-amatyliny, jest

nietoksyczna.

Można się całkowicie zabezpieczyć przed działaniem tych toksyn jedynie wtedy, gdy w tym

samym czasie, co toksynę spożyje się odpowiednią dawkę antamanidyny. Zabezpieczające działanie

antamanidyny i niektórych jej analogów związane jest z ich działaniem na błony. Związki te tworzą

kompleksy z jonami K+ i Na+, analogicznie do tworzenia eniatyny i walinomycyny.

Peptydy strepogeninowe

St r epogeniny pobudzają wzrost bakterii, głównie bakterii kwasu mlekowego. Ich obecność

stwierdzono np. w ekstraktach z wątroby, soku pomidorowym i częściowych hydrolizatach

enzymatycznych, uzyskanych z insuliny, kazeiny, rybonukleazy, itp.

Wzorcową jednostka aktywności strepogeninowej jest przyrost tempa wzrostu Lactobacillus

casei, spowodowany przez działanie 1 mg wzorcowego ekstraktu z wątroby. Aktywność

strepogeninowa produktów syntetycznych związana jest z obecnością cysteiny. Najwyższą aktywność

stwierdzono w przypadku, gdy cysteina jest albo powiązana z N-końcową leucyną, albo umieszczona

między dwoma resztami leucynowymi.

Peptydy endorfinowe

Endor f iny to peptydy będące ligandami receptorów opiatowych, tzn. działających podobnie

jak morfina. Najważniejsze z nich - enkef al iny -są pentapeptydami. Obok naturalnie

znajdowanych enkefalin (np. Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu), w ostatnim czasie wytwarzane są syntetyczne ich

analogi:

syntetyczny analog enkefaliny

Tyr - D-Ala - Gly - Phe - Hse-lakton Hse-lakton =

NH O

lakton homoseryny

CH2

NH CH CO

H2C

NH CO

CH3

N CO

H3C

CH CO

NH CH CH2

NH CO

HC CH3

Ala Trp

Ala

Cys D-Thr

Hyp

falloidyna: R= C

CH2OH

CH3

falloina: R=

fallotoksyny