plik


ÿþ3. Aminokwasy, peptydy i biaBka 3.1. Aminokwasy Wszystkie aminokwasy wchodzce w skBad biaBek maj konfiguracj L i nale| do grupy að-ðaminokwasów, to znaczy maj grup aminow przy wglu ssiadujcym z grup karboksylow. Ogólny ich wzór jest nastpujcy: - - COO COO að + + C H H3N lub H3N C H R R W organizmach |ywych wystpuj równie| aminokwasy nie bdcymi skBadnikami biaBek. Poni|ej podano wzory najwazniejszych aminokwasów spotykanych w przyrodzie o|ywionej. COOH COOH COOH H C NH2 H C NH2 COOH H C NH2 CH2 COOH CH H C NH2 CH2 COOH COOH N H2C CH3 H C NH2 CH CH2 NH2 CH H H3C CH3 H3C CH3 H3C CH3 glicyna alanina walina izoleucyna prolina fenyloalanina leucyna COOH COOH H C NH2 H C NH2 COOH COOH CH2 CH2 COOH COOH COOH H C NH2 H C NH2 H C NH2 H C NH2 H C NH2 CH OH CH2 CH2 CH2 S S CH2 OH N CH3 CH2 S CH3 H OH treonina seryna metionina cystyna tryptofan tyrozyna COOH COOH COOH COOH H C NH2 H C NH2 H C NH2 H C NH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH HO N CH2 CH2 CH OH H C NH2 COOH CH2 NH C NH2 CH2 CH2 N CH2 SH N NH CH2 NH2 H CH2 NH2 H histydyna lizyna arginina cysteina hydroksyprolina hydroksylizyna COOH COOH COOH COOH H C NH2 H C NH2 H C NH2 H C NH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CO NH2 COOH CO NH2 COOH kwas kwas glutamina asparagina glutaminowy asparaginowy Aminokwasy spotykane w biaBkach 11 COOH COOH COOH COOH COOH COOH H C NH2 H C NH2 H C NH2 H C NH2 H C NH2 H C NH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 SH CH2 OH CH2 NH2 CH2 NH C NH2 J J J J O O O homoseryna homocysteina ornityna cytrulina COOH COOH CH2 J J CH2 J * H2N CH OH OH CH2 NH2 CH3 tyroksyna trijodotyronina kwas bð-alanina bð-aminomaslowy tyreoglobulina Aminokwasy niebiaBkowe Tyroksyna i trijodotyronina pochodne nie wystpujcej w przyrodzie tyroniny, wystpuj jedynie w tyreoglobulinie, hormonalnym biaBku tarczycy. ²-alanina, karnityna oraz N-metylohistydyna s aminokwasami biologicznie czynnymi lub te| s skBadnikami biologicznie czynnych substancji niskoczsteczkowych. Homocysteina i homoseryna s metabolitami po[rednimi przemian metioniny i cysteiny. Kwas ²-aminomasBowy jest produktem koDcowym rozkBadu nukleotydów pirymidynowych. Z kolei ornityna i cytrulina bior udziaB w syntezie mocznika. Aminokwasy o konfiguracji D wystpuj w przyrodzie rzadko i to wyBcznie w zwizkach wzgldnie prostych, nie bdcymi biaBkami (np. w niektórych antybiotykach pochodzenia bakteryjnego o budowie peptydowej). W laboratoriach sztucznie otrzymuje si caB gam aminokwasów nie spotykanych w przyrodzie o|ywionej. Z ich wykorzystaniem np. do produkcji leków wi|e si du|e nadzieje. PodziaB ±-aminokwasów Poszczególne ±-aminokwasy ró|ni si struktur rodnika. Stosuje si ró|ne kryteria ich podziaBu Rozró|nia si aminokwasy alifatyczne i aromatyczne, a w zale|no[ci od ilo[ci grup aminowych i karboksylowych aminokwasy mono- lub di- aminowe lub karboksylowe. Rodniki aminokwasów cysteiny i metioniny w swojej budowie zawieraj atom siarki (s to aminokwasy siarkowe). Rodniki waliny, leucyny i izoleucyny posiadaj rozgaBziony BaDcuch alifatyczny (aminokwasy rozgaBzione). Prolina jest z kolei iminokwasem (kwasem pirolidyno-karboksylowym). Czsto aminokwasy dzieli si biorc pod uwag hydrofobowo[ lub hydrofilowo[ BaDcucha bocznego. Aminokwasy z niepolarnymi rodnikami wglowodorowymi (glicyna, alanina, walina, leucyna i izoleucyna) lub zawierajce grup funkcyjn o znikomej polarno[ci (prolina, fenyloalanina, tryptofan, metionina i cystyna) zalicza si do aminokwasów hydrofobowych. Z punktu widzenia warto[ci pokarmowych (dietetycznych) aminokwasy dzieli si na egzogenne (niezbdne) i endogenne (nie niezbdne). Aminokwasy egzogenne musz by dostarczone organizmowi zwierzcemu z zewntrz (np. z pokarmem), z uwagi na zanik zdolno[ci do ich syntetyzowania. Dla czBowieka niezbdnymi aminokwasami s wal in a, le ucyna , i zol euc yn a, f enyloal anina, tr yptof an, t re o ni na, meti oni na i li zyna . 12 3.2. Peptydy Grupa aminowa jednego ±-aminokwasu mo|e reagowa z grup karboksylow innego ±-aminokwasu tworzc wi  za ni e pept yd owe  CO NH , które z chemicznego punktu widzenia jest szczególnym przypadkiem wizania amidowego (co ma pewne znaczenie, z uwagi na specyficzno[ dziaBania niektórych enzymów). Zwizki powstaBe z takiego poBczenia nazwano p ept yda mi . R1 R2 R1 R2 H2N CH COOH + H2N CH COOH H2N CH CO NH CH COOH H2O aminokwas 1 aminokwas 2 dipeptyd Podane wy|ej równanie przedstawia jedynie schemat syntezy peptydu i jego uproszczony wzór, nie uwzgldniajcy budowy przestrzennej. 3.2.1. Budowa peptydów - wizanie peptydowe Badania krystalograficzne wykazaBy, |e wizanie C N w wizaniu peptydowym jest znacznie krótsze ni| zwyczajne pojedyncze wizanie tego typu. Jest to spowodowane, mezomerycznym charakterem wizania peptydowego (hybrydyzazja typu sp2). Wynikiem tej mezomerii jest brak swobodnego obrotu wokóB wizania C  N i std istnienie tylko dwóch stabilnych konformacji cis i trans. Ogólnie w natywnych peptydach i biaBkach wystpuje gBównie forma trans. Zgodnie z tym wBa[ciwsze jest przedstawianie wizania peptydowego za pomoc dwu wzorów granicznych lub wzorem, na którym symbolicznie zaznaczono delokalizacj elektronów. að að dð- - O C O C .. + C N C N að dð+ að C H C H delokalizacja elektronow w wiazaniu peptydowym Z badaD rentgenograficznych wynika, |e konfiguracja wizania peptydowego nie zale|y od rodzaju i wBa[ciwo[ci BaDcuchów bocznych aminokwasów tworzcych wizanie. Wyjtek pod tym wzgldem stanowi prolina i hydroksyprolina, których grupy iminowe zwizane s z BaDcuchami bocznymi. Delokalizacja elektronów w wizaniu peptydowym sprawia, |e wszystkie cztery jego atomy: ¾ðCO¾ðNH¾ð a równie| i oba atomy C± BaDcuchów bocznych, le| w jednej pBaszczyznie (mówi si o planarno[ci wizania peptydowego). W konsekwencji wizanie Bczce atom wgla i azotu wykazuje znaczn sztywno[ wBa[ciw wizaniu podwójnemu, a swobodny obrót wokóB niego wymaga przezwyci|enia oporu okoBo 88 kJ/mol. Na poni|szym rysunku przedstawiono perspektywicznie struktur wizania peptydowego w hipotetycznym dipeptydzie. R2 H H að O N að C H C C C COOH að N H2N C O R2 H R1 H Drugim wa|nym wizaniem kowalencyjnym, spotykanym w czsteczkach peptydów, jest wizanie disulfidowe (disiarczkowe), tworzone przez ssiadujce ze sob grupy tiolowe  SH pochodzce z reszt cysteiny. Rozró|nia si wewntrzBaDcuchowe wizania disulfidowe, które wystpuj w tym samym 13 BaDcuchu peptydowym, oraz midzyBaDcuchowe wizania disulfidowe wystpujce midzy dwoma ró|nymi BaDcuchami peptydowymi: NH HN O C C O CH CH2 S S H2C HC HN NH C O O C mostek disiarczkowy Wewntrzczsteczkowe wizania S  S wystpuj np. w oksytocynie, wazopresynie, w BaDcuchu A insuliny i w rybonukleazie. Wizania te mog spowodowa, |e cz[ci czsteczki o zupeBnie ró|nych sekwencjach znajduj si w bezpo[rednim zbli|eniu, jak np. w rybonukleazie. W utlenionej formie glutationu dwa identyczne BaDcuchy peptydowe poBczone s przez kowalencyjne wizanie disulfidowe. W insulinie w ten sam sposób poBczone s dwa ró|ne BaDcuchy. Ssiadujce ze sob wizania peptydowe, np. w dwu równolegBych peptydach, mog tworzy wizania wodorowe >CO...HN<, w których odlegBo[ atomu tlenu od atomu azotu wynosi nieco mniej ni| 0,3 nm. Oprócz tych wizaD, czynnikami majcymi wpByw na przyjcie przez czsteczk peptydu okre[lonej konformacji s oddziaBywania kwasowych, zasadowych, aromatycznych i alifatycznych BaDcuchów bocznych ró|nych aminokwasów ze sob lub z BaDcuchem gBównym peptydu. Te oddziaBywania, zwykle stabilizujce, staja si w peBni efektywne dopiero w biaBkach, niemniej maj one tak|e znaczenie dla utrzymania odpowiednich efektywnych konformacji wielu polipeptydów biologicznie aktywnych. 3.2.2. Nazwy i wzory peptydów Nazwy peptydów s tworzone w zale|no[ci od liczby rodników aminoacylowych tworzcych czsteczk peptydu. Peptyd zbudowany z dwu aminokwasów nazywa si dipeptydem, z trzech  tripeptydem, z dziesiciu  dekapeptydem, itp. Peptydy zawierajce w czsteczce do 10 rodników aminoacylowych nazywa si oli gope pt yda mi , zawierajce za[ wiksz liczb  p oli pept yda mi . Te ostatnie stanowi przej[cie do biaBek (zaliczanych do makropeptydów), których czsteczki s zbudowane ze 100 i wicej rodników aminoacylowych. Tabela 1.2. Nazwy i symbole najpospolitszych að-aminokwasów Rodnik Symbol Rodnik Symbol aminoacylowy aminoacylowy Alanyl Ala Hydroksyprolil Hyp lub Pro(OH) Arginyl Arg Izoleucyl Ileu (Ile) Aspargil Asp Leucyl Leu Asparginyl Asn lub Asp(NH2) Lizyl Liz (Lys) Cysteil Cys Metionyl Met Cysteinyl Ornityl Orn Cys¾ðCys1 Fenyloalanyl Prolina Pro Fen (Phe) Glicyl Seryl Ser Gli (Gly) Glutamil Treonyl Tre (Thr) Glu Glutaminyl Tryptofanyl Try (Trp) Gln lub Glu(NH2) Histydyl Tyrozyl Tyr His Hydroksylizyl Walil Wal (Val) Hyl lub Liz(OH) W nawiasach podano symbole zalecane przez Uni Biochemiczn. 1 równie| Cys Cys 14 SzczegóBowe nazwy peptydów s albo zwyczajowe, albo maj charakter systematycznych nazw chemicznych okre[lajcych je jako aminoacyloaminokwasy. Na przykBad tripeptyd zbudowany z glicyny, alaniny i cysteiny nosi nazw glicyloalanylocysteiny. Nazwa ta podaje skBad aminokwasowy peptydu i jednocze[nie kolejno[ Bczenia si aminokwasów. I tak tripeptyd wspomniany wy|ej jest zupeBnie ró|nym od alanyloglicylocysteiny, peptydu zbudowanego z identycznych aminokwasów, ale poBczonych w innej kolejno[ci. W celu uproszczenia zapisywania wzorów peptydów i uniknicia dBugich nazw, ustalono, by rodniki aminoacylowe oznacza pierwszymi trzema literami nazwy aminokwasu. W tabeli 1.2 podano nazwy i symbole rodników najpospolitszych að-aminokwasów. Przy pisaniu wzorów peptydów symbole Bczy si krótk kresk, przy czym lewa strona symbolu odpowiada grupie aminowej, a jego prawa strona - grupie karboksylowej. Wzory przytoczonych wy|ej tripeptydów mo|na wic zapisa symbolicznie: Gli-Ala-Cys oraz Ala-Gli-Cys. Je|eli zachodzi specjalna potrzeba wyraznego wskazania kierunku, w jakim poBczone s ze sob czsteczki aminokwasów w peptydzie (np. przy przedstawianiu struktury peptydów pier[cieniowych) wówczas zaznacza si strzaBk ®ð kierunek powstawania wizaD od grupy karboksylowej do aminowej: Gli®ðAla®ðCys. Je|eli kolejno[ Bczenia si aminokwasów nie jest znana dla jakiego[ fragmentu BaDcucha polipeptydowego, to fragment ten ujmuje si w nawiasy, wewntrz których symbole oddziela si przecinkami, np. Gli-Ala-Cys-(Arg, Tyr, Leu)-Pro-Ala-Fen. KoDcowy aminokwas z woln grup aminow, tzw. N-terminalny aminokwas, symbolizuje si dopisaniem litery H- lub H2N-, za[ koDcowy aminokwas z woln grup karboksylow, czyli C-terminalny aminokwas, dodaniem liter -OH lub - COOH: H-Gli-Ala-Cys-OH lub H2N-Gli-Ala-Cys-COOH. 3.2.3. Wa|niejsze peptydy naturalne W cigu ostatnich 20 lat liczba peptydów znalezionych w materiale zwierzcym, ro[linnym i bakteryjnym ogromnie wzrosBa. Wikszo[ znajdowanych w przyrodzie peptydów skBada si wyBcznie z aminokwasów, które zwykle spotykamy w biaBkach. Jednak w naturalnych peptydach czsto wystpuj inne proste aminokwasy, takie jak ²-alanina i kwas ³-aminomasBowy. Najprostszym i jednocze[nie najwcze[niej poznanym dipeptydem wyodrbnionym z tkanek byBa ka r nozyna , czyli bð-alanylohistydyna. Obok niej w mi[niach krgowców spotyka si tak|e anseryn: bð-alanylo N-metylohistydyn. Rola obydwu dipeptydów jest do dzisiaj nie poznana. Glutation (GSH) jest tripeptydem, który szeroko rozpowszechniony jest w zarówno w tkankach zwierzcych jak i ro[linnych. Zawiera on kwas glutaminowy, cystein i glicyn. ByB pierwszym znanym peptydem zawierajcym wizanie inne ni| ±-peptydowe. COOH Glu aðCH-NH 2 Cys Gli Glu CH2 H O S -2H+ 2 Cys Gli CH2 C N CH C N CH2 COOH S SH O CH2 H Cys Gli SH Glu glutation utlenianie i redukcja glutationu Zwizek ten Batwo ulega odwracalnym przemianom oksydacyjno-redukcyjnym. Reakcja utlenienia jest katalizowana solami Cu i Fe. Redukcja disulfidu i przeksztaBcenie do GSH katalizowane jest przez reduktaz glutationow. Funkcje biochemiczne glutationu s bardzo ró|ne. Jest to koenzym hydrolazy hydroksyacyloglutationowej, dehydrogenazy formaldehydowej, tautomerazy indolilopirogronianowej, izomerazy maleiloacetooctanowej i innych enzymów. Stanowi on równie| grup prostetyczn dehydrogenazy fosfogliceroaldehydowej oraz odgrywa pewn rol w dziaBaniu dehydrochlorynazy DDT, któr odkryto w odpornych na DDT muchach domowych. Glutation jest tak|e bardzo wa|nym zwizkiem w wielu biologicznych reakcjach redox, poniewa| mo|e stabilizowa wolne grupy  SH. 15 Biosynteza glutationu zachodzi nastpujco: Glu + Cys +ATP ’! Glu(Cys) + ADP + H PO I 3 4 Gly + Glu(Cys) + ATP ’! Glu(Cys-Gly) + ADP + H PO II 3 4 Reakcja I jest katalizowana przez syntetaz ³-glutamylocysteinow, a reakcja II przez syntetaz glutationow. Hormony peptydowe Hor mo ny s substancjami chemicznymi, produkowanymi w specjalnych organach lub tkankach i przynoszonymi do miejsca dziaBania poprzez ukBad krwiono[ny. Ta chemicznie zró|nicowana grupa substancji  regulatorów, midzy innymi, obejmuje pewn liczb peptydów i biaBek. Znaczna liczba hormonów peptydowych i biaBkowych produkowana jest w gruczoBach wydzielania wewntrznego (podwzgórze, przysadka, tarczyca, przytarczyce, komórki Langerhansa w trzustce, itp.). PozostaBa cz[ jest produkowana w specjalnych tkankach. Na tej podstawie rozró|niamy hormony gruczoBowe i tkankowe. Wiele ze znanych hormonów peptydowych ma prekursory biaBkowe, z których w skutek dziaBania enzymów nastpuje uwalnianie aktywnych zwizków. Typowymi przykBadami s angiotensyna, bradykinina, kalidyna i insulina. Przypuszcza si, |e podobne metaboliczne prekursory istniej dla wazopresyny, gastryny, glukagonu, hormonu paratyreotropowego i ACTH. Najpierw, na rybosomach zachodzi synteza biologicznie nieaktywnych prekursorów o du|ej masie czsteczkowej. Nastpnie jeden lub wicej enzymów uwalnia hormony lub prohormony. Okres póBtrwania wolnych hormonów nie przekracza zwykle 30 min. S one dezaktywowane przez ró|ne egzo i endopeptydazy. Angi o te ns yna II zaliczana do oligopeptydów jest oktopeptydem wytwarzanym w nerkach o wzorze: H-Asp-Arg-Wal-Tyr-Ileu-His-Pro-Fen-OH. Hormon ten powoduje wzrost ci[nienia krwi i pobudza wytwarzanie hormonów kory nadnercza. Jest to jeden z najefektywniejszych regulatorów ci[nienia krwi. Zwizek ten wywoBuje silny skurcz naczyD krwiono[nych, przez co automatycznie zwiksza si ci[nienie krwi. Peptydy regulacyjne Od czasów odkrycia pierwszych hormonów ro[nie stale liczba  chemicznych posBaDców , czyli zwizków nioscych okre[lon informacj biologiczn od komórek wydzielniczych do komórek docelowych. Ostatnie 20 lat przyniosBo wiele doniesieD na temat nieznanych dotd peptydów o aktywno[ci: hormonalnej, neuromodulacyjnej, immunoregulacyjnej i mitogennej. Wszystkie te peptydy okre[lane s czsto wspóln nazw p ep t ydów r e gul acyj nyc h . Przyjmuje si obecnie trzy podstawowe sposoby przekazywania informacji midzykomórkowej z udziaBem peptydów regulacyjnych: endokrynny, parakrynny i autokrynny. (1) Transport endokrynny, w którym peptyd syntetyzowany przez wyspecjalizowane komórki wydzielany jest do krwioobiegu i przenoszony z krwi do komórek docelowych. Ten sposób transportu jest typowy dla hormonów dokrewnych. (2) Hipoteza transportu parakrynnego zakBada, |e peptydy regulacyjne przenoszone s w drodze dyfuzji midzykomórkowej. Przypuszczalnie wiele peptydów dziaBa lokalnie t drog. Podobny sposób transportu (neuroparakrynny) przyjmuje si w przypadku przenoszenia sygnaBu przez synapsy chemiczne w obrbie ukBadu nerwowego. (3) Hipoteza regulacji autokrynnej przyjmuje, |e komórkami docelowymi s te same komórki, które syntetyzuj 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 maj budow peptydow. Niektóre z nich produkowane s na skal przemysBowa w oparciu o wgBbn hodowl bakterii Bacillus. Jako przykBad mo|na wymieni gr a mic ydyn  S, pier[cieniowy dziesiciopeptyd wytwarzany przez Bacillus brevis. Gramicydyn S stosuje si jako skBadnik ma[ci i roztworów u|ywanych zewntrznie do leczenia owrzodzeD oraz zainfekowanych ran i oparzeD. 16 NH2 L-His CH2-CH3 D-Asn D-Fen L-Leu L-Orn L-Wal S CH CH CH3 N D-Fen L-Asp L-Pro L-Pro O C L-Ile L-Liz L-Ile L-Leu D-Glu L-Wal L-Orn L-Leu D-Fen D-Orn gramicydyna S bac ytracy na Bakterie Bacillus brevis wytwarzaj jeszcze inne antybiotyki, m.in. t yr oc ydyny A, B i C, bdce równie| cyklicznymi oligopeptydami, zawierajcymi að-D-fenyloalanin, podobnie jak gramicydyna S. Znanych jest obecnie ponad 25 antybiotyków wytwarzanych przez ró|ne szczepy tych bakterii. Innym przykBadem antybiotyku o budowie peptydowej jest bac yt ra c yn a , wytwarzana na skal przemysBow (m.in. w PZF  POLFA w Pabianicach) w oparciu o hodowl bakterii Bacillus subtilis. Poszczególne szczepy bakterii Bacillus subtilis produkuj ponad 65 antybiotyków o budowie polipeptydowej. Z kolei Bacillus polymyxa wytwarza p oli myks yny. Wszystkie te antybiotyki dziaBaj na bakterie gramujemne, gramdodatnie i grzyby. Ich dziaBanie jest ró|ne. Niektóre blokuj syntez [ciany komórkowej lub zakBócaj funkcje bBon biologicznych, inne, mniej liczne, zakBócaj replikacj, transkrypcj lub translacj. Akt ynomyc yny (nazywane chromopeptydami gdy| zawieraj chromofor) s bardzo toksycznymi antybiotykami produkowanymi przez ró|ne gatunki Streptomyces. Wydzielono i wykrystalizowano wicej ni| 20 ró|nych zwizków nale|cych do tej grupy. Ró|ni si one jedynie sekwencja aminokwasow ukBadu cyklicznego zbudowanego z dwóch pier[cieni laktonowych przyBczonych do aktynocyny wizaniami amidowymi. W tej grupie antybiotyków, a kt ynomyc yn a C1 wykazuje najsilniejsze dziaBanie przeciwbakteryjne. H3C CO NH Thr D-Val Pro Sar Me-Val O N H3C CO NH Thr D-Val Pro Sar Me-Val O NH2 Sar = sarkozyna (N-metyloglicyna) Me-Val = metylowalina aktynocyna Aktynomycyna C1 Pe ni c yli na jest najstarszym i najlepiej poznanym antybiotykiem - mówi si o niej, |e jest prototypem antybiotyków. Jej budowa ma jednak maBo wspólnego z peptydami, tym niemniej rozpatruje si j przy okazji omawiania antybiotyków o budowie peptydowej. W niektórych publikacjach mówi si o pseudopeptydowej budowie penicyliny: cysteina S H3C C CH CH NH CO R H3C R = CH2 HOOC HC N C O benzylopenicylina walina penicylina 17 Wytwarzana jest przez ple[D Penicillium notatum. Biogeneza jej wynika z poBczenia waliny oraz cysteiny. W jej czsteczce wystpuje silnie napity czteroczBonowy pier[cieD bð-laktamowy oraz drugi pier[cieD zawierajcy siark. Grupa aminowa cysteiny jest N-acylowana, przy czy rodnik R kwasu acylujcego mo|e mie ró|n natur. Np. benzylopenicylina zawiera rodnik benzylowy. Depsipeptydy Nazwa de psi pept yd , jest kombinacj terminów depsyd (ester hydroksykwasu) i peptyd. Nazw t zaproponowaB Szemiakin w 1953 roku w celu okre[lenia zwizków, które zawieraj zarówno wizania estrowe jak i peptydowe. R1 R2 R1 R2 R1 % % % % % - NH  CH  CO  O  CH  NH  CH - CO  O  CH  CO  NH  CH  CO  R1- reszty aminokwasu R2  reszta hydroksykwasu Zwizki cykliczne tego rodzaju wykryto w du|ych ilo[ciach w mieszaninie produktów metabolizmu bakterii. Wykazuj one zadziwiajco du|a aktywno[ antybiotyczn. Szersze zastosowanie tych zwizków w medycynie jest ograniczone ze wzgldu na to, |e wizania estrowe bardzo Batwo ulgaj rozszczepieniu w warunkach sprzyjajcych hydrolizie. Do depsipeptydów, zawierajcych wyBcznie aminokwasy (czsto tak|e ich pochodne N-metylowe i D aminokwasy) i hydroksyaminokwasy, zaliczamy: eniatyny, amidomycyn, walinomycyn, sporydesmolidy, serratomolid i esperyn. W innych depsipeptydach mog istnie wizania estrowe utworzone z udziaBem grup hydroksylowych hydroksyaminokwasów, takich jak seryna i treonina. Depsipeptydy mog tak|e zawiera skomplikowane jednostki strukturalne, których nigdy nie wykryto w biaBkach. Do tej grupy nale|: pektynomycyny, etamycyna i echinomycyna. Depsipeptydy w zale|no[ci od ich O struktury dzieli si na O peptydy, peptolidy i NH2 C laktony peptydowe. CH2 CH O HOOC CH CH2 Najprostszym, wystpujcym w przyrodzie depsipeptydem jest fitopatogenetyczna toksyna z HN CH CH3 Pseudomonas tabaci. Czsteczka tego zwizku C skBada si z czsteczek kwasu mlekowego i O 2,5-diaminoadypinowego, zwizanych ze sob w taki sposób, |e powstaje pier[cieD depsipeptyd z Pseudomonas tabaci dioksomorfolinowy: Struktura innego depsipeptydu, a mi d omycyn y jest do tej pory nie wyja[niona. Wiadomo tylko, |e depsipeptyd ten skBada si z kwasu D hydrosywalerianowego i D waliny. Jego dziaBanie antybiotyczne polega na hamowaniu wzrostu niektórych mikroorganizmów wywoBujcych choroby ro[lin oraz niektórych typów dro|d|y. W ali n omyc yn a , nazywana tak ze wzgldu na du| zawarto[ waliny, jest cyklicznym dwunastopeptydem. DziaBa ona na M.tuberculosis Se rr at omoli d, cykliczny tetradepsipeptyd, oraz e spe r yna zawieraj ² hydroksykwasy. W wyniku caBkowitej hydrolizy serratomolidu stwierdzono, |e zawiera on L seryn i kwas D-²-hydroksydekanowy. Protaminy Do peptydów zalicza si równie| pr ot a mi ny, polipeptydy o masie czsteczkowej rzdu 1¸ð6 kDa wyizolowane z jder plemników ryb. Zawieraj one znaczne ilo[ci argininy, przekraczajce poBow wszystkich aminokwasów w czsteczce, std wybitnie zasadowe wBa[ciwo[ci. 18 Toksyny peptydowe Zmierciono[ne toksyny zawarte w kapeluszu muchomora Amanita phalloides dzieli si na fallatoksyny (falloidyna, falloina i fallacydyna) i amatoksyny (±-, ²-, ³ amanidyny), które s bardziej toksyczne, ale dziaBaj wolniej. Zwizki te s cyklicznymi siedmiopeptydami. Ala Trp H3C CH CO NH CH CO NH CH CH2 R CH2OH CH2 NH CO falloidyna: R= C CH3 NH CO OH H2C S N Hyp H Ala CH N CO HC CH3 H CH3 NH CO CH NH CO OH C CH3 falloina: R= HO CH OH CH3 D-Thr Cys fallotoksyny Fallacydyna zamiast jednostki Ala D-Thr, wchodzcej w skBad falloidyny, zawiera kwas Val-D-erytro ²-hydroksyasparaginianowy. Amatoksyny, które skBadaj si wyBcznie z L aminokwasów s tak|e siedmiopeptydami cyklicznymi. Zamiast grupy tioeterowej wystpuje grupa sulfotlenkowa. O toksyczno[ci stanowi obecno[ grupy ³  hydroksylowej w BaDcuchu bocznym izoleucyny. Amanulina nie zawiera tej grupy hydroksylowej i mimo to, |e pod wzgldem struktury jest bardzo podobna do ³ amatyliny, jest nietoksyczna. Mo|na si caBkowicie zabezpieczy przed dziaBaniem tych toksyn jedynie wtedy, gdy w tym samym czasie, co toksyn spo|yje si odpowiedni dawk antamanidyny. Zabezpieczajce dziaBanie antamanidyny i niektórych jej analogów zwizane jest z ich dziaBaniem na bBony. Zwizki te tworz kompleksy z jonami K+ i Na+, analogicznie do tworzenia eniatyny i walinomycyny. Peptydy strepogeninowe Str e po ge niny pobudzaj wzrost bakterii, gBównie bakterii kwasu mlekowego. Ich obecno[ stwierdzono np. w ekstraktach z wtroby, soku pomidorowym i cz[ciowych hydrolizatach enzymatycznych, uzyskanych z insuliny, kazeiny, rybonukleazy, itp. Wzorcow jednostka aktywno[ci strepogeninowej jest przyrost tempa wzrostu Lactobacillus casei, spowodowany przez dziaBanie 1 mg wzorcowego ekstraktu z wtroby. Aktywno[ strepogeninowa produktów syntetycznych zwizana jest z obecno[ci cysteiny. Najwy|sz aktywno[ stwierdzono w przypadku, gdy cysteina jest albo powizana z N koDcow leucyn, albo umieszczona midzy dwoma resztami leucynowymi. Peptydy endorfinowe End or fi ny to peptydy bdce ligandami receptorów opiatowych, tzn. dziaBajcych podobnie jak morfina. Najwa|niejsze z nich  e nkef ali n y  s pentapeptydami. Obok naturalnie znajdowanych enkefalin (np. Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu), w ostatnim czasie wytwarzane s syntetyczne ich analogi: H2C O Tyr - D-Ala - Gly - Phe - Hse-lakton Hse-lakton = NH CH O lakton homoseryny syntetyczny analog enkefaliny 19

Wyszukiwarka