Что такое пептиды? Типы и виды пептидов. Пептиды Формулы пептидов

ПЕПТИДЫ , природные или синтетич. соед., к-рых построены из остатков a -аминокислот, соединенных между собой пептидными (амидными) связями C(O) NH. Могут содержать в также неаминокислотную компоненту (напр., остаток ). По числу аминокислотных остатков, входящих в пептидов, различают ди-пептиды, трипептиды, тетрапептиды и т.д. Пептиды, содержащие до 10 аминокислотных остатков, наз. олигопептидами, содержащие более 10 аминокислотных остатков полипепти-дами Прир с мол. м. более 6 тыс. наз.

Историческая справка. Впервые пептиды были выделены из ферментативных гидролизатов . Термин "пептиды" предложен Э. Фишером. Первый синтетический пептид получил T. Курциус в 1881 Э. Фишер к 1905 разработал первый общий метод синтеза пептидов и синтезировал ряд олигопептидов разл. строения. Существ. вклад в развитие пептидов внесли ученики Э. Фишера Э. Абдергальден, Г. Лейке и M. Бергман. В 1932 M Бергман и Л. Зервас использовали в синтезе пептидов бензилоксикарбонильную группу (карбобензоксигруппу) для защиты a -аминогрупп , что ознаменовало новый этап в развитии синтеза пептидов. Полученные N-защищенные (N-карбобензоксиаминокислоты) широко использовали для получения различных пептидов, к-рые успешно применяли для изучения ряда ключевых проблем и этих B-B, напр, для исследования субстратной протеолитич. . С применением N-карбобензоксиаминокислот были впервые синтезированы ( , и др.). Важное достижение в этой области разработанный в нач. 50-х гг. P. Воганом и др. синтез пептидов методом смешанных (подробно методы синтеза пептидов рассмотрены ниже). В 1953 В. Дю Виньо синтезировал первый пептидный -окситоцин. На основе разработанной P. Меррифилдом в 1963 концепции твердофазного пептидного синтеза были созданы автоматич. синтезаторы пептидов. Получили интенсивное развитие методы контролируемого ферментативного синтеза пептидов. Использование новых методов позволило осуществить синтез и др.

Успехи синтетич. пептидов были подготовлены достижениями в области разработки таких , очистки и анализа пептидов, как , на разл. , гель-фильтрация, высокоэффективная (ВЭЖХ), иммуно-хим. анализ и др. Получили большое развитие также методы анализа концевых групп и методы ступенчатого расщепления пептидов. Были, в частности, созданы автоматич. аминокислотные анализаторы и автоматич. приборы для определения первичной структуры пептидов-т.наз. секвенаторы.

Номенклатура пептидов. Аминокислотный остаток пептидов, несущий своб. a -аминогруппу, наз. N-концевым, а несущий своб. a -карбоксильную группу - С-концевым. Название пептида образу ется из назв. входящих в его состав аминокислотных остатков, перечисляемых последовательно, начиная с N-концево-го. При этом используют тривиальные назв. , в к-рых окончание "ин" заменяется на "ил"; исключение C-концевой остаток, назв. к-рого совпадает с назв. соответствующей . Все аминокислотные остатки, входящие в пептиды, нумеруются, начиная с N-конца. Для записи первичной структуры пептидов () широко используют трехбуквенные и однобуквенные обозначения аминокислотных остатков (напр., Ala Ser -Asp Phe -GIy аланил-серил-аспарагил-фенилаланил-гли-цин).

Строение. имеет св-ва частично . Это проявляется в уменьшении длины этой связи (0,132 нм)по сравнению с длиной C N (0,147 нм). Частично двоесвязный характер делает невозможным своб. вращение заместителей вокруг нее. поэтому пептидная группировка является плоской и имеет обычно транс-конфигурацию (ф-ла I). T. обр., остов пептидной цепи представляет собой ряд жестких плоскостей с подвижным ("шарнирным") сочленением в месте, где расположены асимметрич. С (в ф-ле I обозначены звездочкой).

В р-рах пептидов наблюдается предпочтительное образование определенных конформе-ров. С удлинением цепи более выраженную устойчивость приобретают (аналогично ) упорядоченные элементы вторичной структуры (a -спираль и b -струк-тура). Образование вторичной структуры особенно характерно для регулярных пептидов, в частности для полиаминокислот.

Свойства. Олигопептиды по св-вам близки к , подобны . Олигопептиды представляют собой, как правило, кристаллич. в-ва, разлагающиеся при нагр. до 200 300 0 C. Они хорошо раств. в , разб. к-тах и , почти не раств. в орг. р-рителях. Исключение Олигопептиды, построенные из остатков гидрофобных .

Олигопептиды обладают амфотерными св-вами и, в зависимости от кислотности среды, могут существовать в форме , или . Осн. полосы поглощения в ИК спектре для группы NH 3300 и 3080 см -1 , для группы C=O 1660 см -1 . В УФ спектре полоса поглощения пептидной группы находится в области 180-230 нм. Изоэлектрич. точка (рI) пептидов колеблется в широких пределах и зависит от состава аминокислотных остатков в . Величины рК а пептидов составляют для а-СООН ок. 3, для a -N H 2 ок. 8.

Хим. св-ва олигопептидов определяются содержащимися в них функц. группами, а также особенностями . Их хим. превращения в значит. мере аналогичны соответствующим р-циям . Они дают положит. и . Дипептиды и их производные (особенно эфиры) легко циклизуются, превращаясь в . Под действием 5,7 н.

соляной к-ты пептиды гидролизуются до в течение 24ч при 105 0 C.

Синтез. Хим. синтез пептидов заключается в создании между группой COOH одной и NH 2 др. или пептида. В соответствии с этим различают карбоксильную и аминную компоненты р-ции пептидного синтеза. Для проведения целенаправленного контролируемого синтеза пептидов необходима предварит. временная защита всех (или нек-рых) функц. групп, к-рые не участвуют в образовании , а также предварит. активация одной из компонент пептидного синтеза. После окончания синтеза удаляют. При получении биологически активных пептидов необходимое условие - предотвращение на всех этапах пептидного синтеза.

Наиб. важные способы образования при осуществлении р-ции в р-ре-методы активир. эфиров, кар-бодиимидный, смешанных и азидный метод.

Метод активированных эфиров основан на предварит. образовании сложноэфирного производного карбоксильной компоненты путем введения в нее спиртового остатка, содержащего сильный электроноакцепторный заместитель. В результате образуется высокореакционноспо-собный эфир, легко подвергающийся под действием аминокомпоненты пептидного синтеза. В качестве активир. эфиров при синтезе пептидов широко используют пента-фтор-, пентахлор-, трихлор- и n-нитрофениловые и ряд др. эфиров защищенных и пептидов.

Карбодиимидный метод образования предусматривает использование в качестве конденсирующих разл. замещенных . Особенно широкое применение при синтезе пептидов получил дициклогексил-карбодиимид:

X и Y-соотв. N- и С-защитные группы С этим конденсирующим можно осуществлять синтез пептидов и в водных средах, т. к. скорости р-ций и промежуточно образующейся О-ацилизомо-чевины (II) существенно различаются. При синтезе пептидов находят также применение разл. водорастворимые карбодиими-ды (напр., N-диметиламинопропил-N"-этилкарбодиимид).

Метод смешанных основан на предварит. активации карбоксильной компоненты пептидного синтеза путем образования смешанного с карбоновой или неорг. к-той. Наиб. часто используют алкиловые эфиры хлормуравьиной (хлоругольной) к-ты, особенно этиловый и изобутиловый эфиры, напр.:

В - третичный

При синтезе пептидов по этому методу весьма эффективны смешанные N-ациламинокислот и пивалиновой (триметилуксусной) к-ты. Благодаря сильному положит. трет-бутилъной группы электро-фильность карбоксильного С в остатке пивалиновой к-ты существенно снижена, и это, наряду со стерич. препятствиями, подавляет нежелат. побочную р-цию образования и своб. N-ациламинокислоты, к-рая осуществляется по схеме:

В одном из вариантов метода смешанных применяют в качестве конденсирующего агента 1-этоксикар-бонил-2-этокси-1,2-дигидрохинолин. Это соед. легко образует с карбоксильной компонентой пептидного синтеза про-межут. смешанный , быстро вступающий в р-цию , причем полностью исключается нежелат. побочная р-ция.

Частный случай метода смешанных - метод симметрич. , в к-ром используют 2 O. Их применение исключает возможность или неправильного .

Азидный метод синтеза предусматривает активацию карбоксильной компоненты предварит, превращением ее в N-замещенной или пептида:

Ввиду нестойкости их в своб. виде из р-ра, как правило, не выделяют. Если вместо для р-ции с гидразидом использовать алкиловые эфиры азотистой к-ты (напр., трет-бутилнитрит), то азид-ную можно проводить в орг. р-рителе; образующуюся HN 3 связывают третичными . Нередко азидная осложняется нежелат. побочными р-циями (превращ. гидразида не в , а в амид; р-ция гидразида с , ведущая к образованию 1,2-диацил-гидразина; промежут. образование , к-рый в результате перегруппировки Курциуса может приводить к производному или соответствующему и др.). Преимущества азидного метода-малая степень , возможность применения и без защиты .

Для превращ. защищенных пептидов в свободные используют спец. методы деблокирования, к-рые основаны на р-циях, обеспечивающих отщепление разл. , гарантирующих сохранение всех в . Примеры деблокирования: удаление оксикарбониль-ной группы каталитич. при атм. и комнатной т-ре, отщепление трет-бутилоксикарбонильной группы мягким , а также гидролитич. отщепление трифторацетильной группы под действием разб. р-ров .

При синтезе биологически активных пептидов важно, чтобы не происходила , к-рая может осуществляться в результате обратимого отщепления H + от a -атома С N-ациламинокислоты или пептида. способствуют и к-ты, высокая т-ра и полярные р-рители. Решающую роль играет , катализируемая , к-рая может протекать по т. наз. азлактоновому механизму или через енолизацию по схеме:

Наиб. важные способы исключения : 1) наращивание пептидной цепи в направлении от С-конца к N-концу с применением N-защитных групп типа ROC(O). 2) Активация N-защищенных пептидных фрагментов с С-концевы-ми остатками или . 3) Использование азид-ного метода (при отсутствии избытка третичного и поддержании низких т-р в реакц. среде). 4) Применение активир. эфиров , к-рых протекает через переходное состояние, стабилизир. водородными мостиками (напр., эфиров, образованных с N-гидроксипипери-дином и 8-гидроксихинолином). 5) Использование карбоди-имидного метода с N-гидроксисоед. или к-т Льюиса.

Наряду с синтезом пептидов в р-рах, важное значение имеет синтез пептидов с применением нерастворимых . Он включает пептидов (р-ция, или метод, Мэр-рифилда) и синтез пептидов с использованием полимерных .

Стратегия твердофазного пептидного синтеза предусматривает временное закрепление синтезируемой пептидной цепи на нерастворимом полимерном и осуществляется по схеме:

Благодаря этому способу удалось заменить весьма сложные и трудоемкие процедуры разделения и очистки промежут. пептидов простыми операциями промывки и , а также свести процесс пептидного синтеза к стандартной последовательности периодически повторяющихся процедур, легко поддающихся автоматизации. Метод Меррифилда позволил существенно ускорить процесс синтеза пептидов. На основе этой методологии созданы разл. типы автоматич. синтезаторов пептидов.

Соединение высокопроизводит. пептидов с разделяющими способностями препаративной ВЭЖХ обеспечивает выход на качественно новый уровень хим. синтеза пептидов, что, в свою очередь, благотворно влияет на развитие разл. областей , мол. биологии, фармакологии и медицины.

Стратегия синтеза пептидов с применением полимерных предусматривает временное связывание с высокомол. активир. карбоксильной компоненты или конденсирующего агента пептидного синтеза. Преимущество этого метода: закрепленные на могут вводиться в избытке, а отделение синтезированных пептидов от нерастворимых не представляет затруднений.

Пример такого синтеза-пропускание аминокомпоненты в заданной последовательности через неск. колонок, в каждой из к-рых находится связанный с полимерным активир. эфир определенной

На рис. 4.1 изображен трипептид, состоящий из аминокислотных остатков аланина, цистеина и валина. Отметим, что трипептид содержит три остатка, но не три пептидные связи.

Рис. 4.1. Структурная формула трипептида. Пептидные связи для наглядности затенены.

Структуру пептида принято изображать так, чтобы N-концевой остаток (содержащий свободную а-аминогруппу) располагался слева, а С-концевой остаток (со свободной а-карбоксильной группой) - справа. Такой пептид имеет только одну свободную а-аминогруппу и только одну а-карбоксильную группу. Это справедливо для всех полипептидов, которые образованы только аминокислотными остатками, соединенными друг с другом пептидными связями, образовавшимися между а-аминогруппой и а-карбоксильной группой. В некоторых пептидах концевая аминогруппа или концевая карбоксильная группа модифицирована (примером могут служить ацильное производное аминогруппы или амид карбоксильной группы) и, таким образом, не является свободной.

Запись структурной формулы пептидов

Укажем самый простой способ записи. Во-первых, нарисуем «остов» из связанных друг с другом и из атомов а-углерода. Эти группы чередуются вдоль остова цепи. Затем подсоединим к a-углеродным атомам соответствующие боковые группы. Опишем эту процедуру подробнее.

1. Вычертим зигзагообразную линию произвольной длины и добавим слева N-концевую аминогруппу:

2. Встроим в цепочку а-углеродные атомы, а-карбоксильную и а-аминную группы:

3. Присоединим соответствующие -группы (они затенены) и атомы а-водорода к а-углеродным атомам:

Рис. 4.2. Представление первичной структуры гексапептида с помощью трехбуквенных и однобуквенных обозначений аминокислотных остатков. Данный гексапептид содержит на N-конце глутамат (Glu. Е). а на С-конце аланин

Первичная структура пептида

Линейная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи называется первичной структурой пептида. Чтобы определить первичную структуру Полипептида, нужно установить число, химическую структуру и порядок расположения всех аминокислотных остатков, входящих в его состав.

Полипептиды (белки) могут содержать 100 и более остатков, поэтому традиционные структурные формулы оказываются неудобными для представления первичной структуры. «Химическая скоропись» использует либо трехбуквенные, либо однобуквенные обозначения аминокислот, выписанные во втором столбце табл. 3.3 (рис. 4.2). При наименовании пептида его рассматривают как производное С-концевого аминокислотного остатка.

Если первичная структура однозначно установлена, то трехбуквенные обозначения аминокислотных остатков соединяют черточками. Однобуквенные обозначения черточками не соединяют. Если на каком-то участке полипептидной цепи точный порядок следования аминокислотных остатков неизвестен, эти остатки заключают в скобки и разделяют запятыми (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Гептапептид, содержащий участок, точная первичная структура которого не установлена.

Физиологические последствия изменений в первичной структуре

Замена всего одной аминокислоты на другую в линейной последовательности из 100 и более аминокислот может привести к снижению или полной потере биологической активности пептида, а это повлечет за собой весьма серьезные последствия (в качестве примера можно привести серповидноклеточную анемию; см. гл. 6). Многие наследуемые нарушения метаболизма обусловлены именно одиночными заменами такого типа. С развитием новых мощных методов определения структуры белков и ДНК удалось выяснить биохимическую основу многих наследуемых болезней, связанных с нарушениями метаболизма.

ПЕПТИДЫ - биополимеры, молекула к-рых построена из аминокислотных остатков, соединенных пептидной связью (-CO-NH-); в биохимии пептидами принято называть низкомолекулярные фрагменты белковых молекул, состоящих из небольшого числа аминокислотных остатков (от двух до нескольких десятков). Многие П. обладают биол, активностью. Гидролитическое расщепление П. катализируется специфическими ферментами - пептид-гидролазами (см.). Наиболее интересную и важную группу биологически активных П. составляют пептидные гормоны. К ним относятся: гормоны гипоталамуса: тиролиберин, гонадолиберин, соматостатин (см. Гипоталамические нейрогормоны); гормоны гипофиза: вазопрессин (см.), окситоцин (см.), адренокортикотропный гормон (см.), липотропин (см. Липотропные факторы гипофиза); гормон щитовидной железы - кальцитонин (см.); гормон поджелудочной железы - глюкагон , (см.); гормоны жел.-киш. тракта: секретин (см.), гастрин (см.), панкреозимин, а также ангиотензин (см.), брадикинин и каллидин (см. Медиаторы аллергических реакций). К природным П. относятся нек-рые антибиотики (грамицидин С и др.), ионофоры (антаманид и др.), ингибиторы протеиназ, яды змей и насекомых, а также биологически активные ди- и трипептиды: глутатион (см.), карнозин (см.) и ансерин (см.), принимающие участие во многих биохим, процессах, протекающих в клетке. Особую группу П. составляют эндогенные опиаты (см. Опиаты эндогенные), а также гормоны сна, стимуляторы памяти и другие так наз. нейропептиды.

Почти все биологически активные П., в т. ч. пептидные гормоны, кинины (см.), энкефалины и др., синтезируются в организме в виде белковых предшественников, из к-рых они образуются в результате специфического гидролиза определенных пептидных связей под действием пептид-гидролаз. П. выполняют важную функцию в организме. Гипоталамические нейрогормоны регулируют деятельность гипофиза, контролирующего функцию многих периферических эндокринных желез. П., обладающие морфиноподобным действием, влияют на механизмы восприятия болевых стимулов и другие процессы, протекающие в мозге. Вазопрессин, окситоцин, кортикотропин и меланотропин, помимо хорошо известных эффектов, оказывают влияние на поведение, память, мотивацию и обучение. Пептидные гормоны жел.-киш. тракта и Гипоталамические нейрогормоны, кроме тех органов, из к-рых они были выделены впервые, обнаружены в заметных количествах в различных структурах головного мозга.

Хим. и биол, свойства П. зависят от свойств пептидной связи и последовательности аминокислотных остатков в молекуле пептида. В каждом П., за исключением циклических, имеются аминный и карбоксильный концы молекулы (NH 2 - и COOH-концы соответственно). В общем виде структура П. может быть представлена в следующем виде:

Где R1, R2, R3, ..., Rn - боковые радикалы аминокислотных остатков. Пептидная связь имеет жесткую структуру, все ее атомы находятся в транс-положении и располагаются в одной плоскости. Наибольшими степенями свободы обладают связи, располагающиеся с двух сторон от альфа-углеродного атома, а именно связи - C α -NH- и C α -CO-, вокруг которых может вращаться вся пептидная цепь, что позволяет П. в р-ре принимать различную пространственную структуру - конформацию (см.).

В зависимости от количества аминокислотных остатков, входящих в состав молекулы, пептиды называются ди-, три-, тетрапептидами и т. д., олигопептидами и полипептидами. Наименование П. начинается с названия аминокислоты, имеющей свободную a-NH2- группу, к к-рому прибавляется суффикс -ил. Суффикс -ил включается и в название всех остальных аминокислотных остатков, за исключением аминокислоты, имеющей свободную COOH-группу, название к-рой не изменяется. Например, трипептид NH 2 -Глу-Гис-Фен-COOH получил название глутамил-гистидил-фенилаланин.

П. являются амфотерными электролитами (см. Амфолиты) и обычно хорошо растворимы в воде. Поскольку П. способны нести электрический заряд, для препаративного разделения их смеси и очистки индивидуальных П. широко используют различные методы ионообменной хроматографии (см.) и электрофореза (см.), особенно высоковольтный электрофорез. Благодаря наличию асимметрических a-угле родных атомов П. обладают оптической активностью. Электронные переходы пептидной связи обусловливают существование полосы поглощения П. в ультрафиолетовой части спектра при 180-230 нм, а присутствие в П. остатков ароматических аминокислот- триптофана, тирозина и фенилаланина - объясняет наличие максимума поглощения в области 280 нм. На этих свойствах основаны нек-рые количественные методы определения П. Валентные колебания NH- и CO-групп обусловливают интенсивные полосы поглощения в инфракрасной части спектра при 3300 см -1 , 3080 см -1 и 1660 см -1 .

П. дают характерную цветную реакцию с нингидрином (см.), к-рый используется для проявления П. на бумаге после распределительной хроматографии или электрофореза. Существуют специфические реактивы, взаимодействующие с N-концевой аминогруппой П., такие, как фенилизотиоцианат, дансилхлорид, динитрофторбензол и др., позволяющие идентифицировать N-концевой аминокислотный остаток в П. Фенилизотиоцианат, кроме того, дает возможность последовательно отщеплять аминокислотные остатки от NH 2 -конца П. и т. о. устанавливать его первичную структуру (метод Эдмана). Знание структуры П. позволяет получать их синтетическим путем и широко использовать синтетические физиологически активные П. в мед. практике и при экспериментальных исследованиях.

Наиболее простой качественной реакцией на пептидную связь является биуретовая реакция (см.). Значительную трудность представляет собой количественное определение биологически активных П., т. к. они присутствуют в биол, жидкостях и тканях в ничтожных количествах. Поэтому для количественного определения индивидуальных биологически активных П. широко пользуются радиоиммунологическими методами (см.), обладающими высокой специфичностью и чувствительностью. С помощью радиоиммунологических методов получены практически все сведения об изменениях концентрации биологически активных П. в крови и тканях человека в норме и при различных патологических состояниях.

Библиография: Ашмарин И. П. и др. Олигопептиды мозга - анальгетики, стимуляторы памяти и сна, Молек. биол., т. 12, № 5, с. 965, 1978, библиогр.; Биохимия гормонов и гормональной регуляции, под ред. Н. А. Юдаева, с. 44, М., 1976; Дзвени Т. и Гергей Я. Аминокислоты, пептиды и белки, пер. с англ., М., 1976; Ленинджер А. Биохимия, пер. с англ., М., 1976; Шредер Э. и Любке К. Пептиды, пер. с англ., т. 1-2, М., 1967-1969.

Расскажите друзьям:

Пептиды уже давно были предметом пристального внимания ученых. Почему? Да хотя бы потому, что они играют жизненно важные роли в развитии нашего организма и поддержании его жизнедеятельности. Пептиды - самые разно­образные сигнальные молекулы в организме. С их помощью отдельные клетки и целые органы общаются между собой. Очень многие гормоны, например, инсу­лин и гормон роста - пептиды. Пептиды работают в мозгу, влияя на наше само­чувствие и поведение. Знаменитый эндорфин, «гормон счастья» - тоже пептид! Пептиды и белки регулируют уровень активности иммунных клеток, развитие и прекращение воспаления. Они обеспечивают нормальное состояние нашего ор­ганизма и необходимы для заживления различных повреждений.

Пептиды, как и белки, являются цепями аминокислот. Аминокислотные цепочки условно делят на:

Олигопептиды (2-10 аминокислот);

Полипептиды (10-100 аминокислот);

Белки (более 100 аминокислот).

Для удобства олигопептиды имеют еще и собственные названия в зависимости от количества образующих их аминокислот: две аминокислоты - дипептид, три - трипептид и т.д. Число возможных комбинаций аминокислот в пептидных цепочках невообразимо, даже если учитывать только 20 наиболее распростра­ненных в живой природе аминокислот. А ведь еще существуют особые, редко встречающиеся в природе аминокислоты, а также синтетические аминокислоты, которые, будучи включенными в пептидные цепи, могут придать особые свой­ства пептидам. Кроме того, пептидные цепочки могут особым образом заколь­цовываться, что порой необходимо для выполнения биологической функции пептида или белка.

Естественно, широкие возможности пептидов нашли свое применение в меди­цине. Вспомним тот же инсулин, которым лечатся диабетики. Но люди не ограни­чились предоставленными им природой веществами. В наше время накоплено достаточно информации о связи структуры и биологических функций пептидов. Часто, видя определенную последовательность аминокислот, мы можем с доста­точно большой уверенностью сказать, каково будет направление ее действия. То есть существует возможность не перебирать комбинации вслепую, а целена­правленно создавать пептиды с заданной биологической активностью. Можно и «подправлять» естественные последовательности, делая новый пептид более эф­фективным или, например, стабильным. Созданы пептиды, направленные на лече­ние депрессии, гормональных нарушений и даже рака. Пептиды могут проявлять противомикробную или противовирусную активность. Ботулотоксин А, с таким успехом применяющийся в косметологии и медицине, также является белком.

Преимущества пептидов как активных ингредиентов

Пептиды работают во всем нашем организме, и кожа не исключение. Поэтому сейчас они все шире применяются в косметологии и дерматологии. В современ­ной косметике нужны эффективные активные вещества, которые работали бы в низких концентрациях и давали наглядный результате минимумом побочных эф­фектов. К тому же в отличие от природных экстрактов, состоящих из множества отдельных веществ, пептид имеет строго определенный и неизменный состав и его поведение в рецептуре более предсказуемо.

Пептиды имеют еще одно выгодное отличие от других биологически активных веществ. Их физические свойства, токсичность, способность проникать через кожу, эффективность - все это полностью определяется набором и последова­тельностью входящих в них аминокислот. Это открывает бесконечные возмож­ности для поиска новых и видоизменения уже известных пептидов. Причем для модификаций не требуется принципиальных изменений в линии производства и сложной обработки, как для многих других веществ. Пептиды являются пре­красным объектом для создания новых активных ингредиентов, все более эф­фективных и направленных на решение различных проблем определенных .

Множество исследований подтвердили важность целого ряда пептидных сиг­нальных веществ для кожи. Эти пептиды могут вырабатываться в самой коже или поступать в нее стоком крови, но в любом случае они регулируют и поддержива­ют гомеостаз кожной ткани. Поэтому многие лаборатории ищут и разрабатывают пептиды, чья биологическая активность была бы близка или даже более выраже­на, чем у природных аналогов. К тому же существует возможность создать более короткие по сравнению со свойственными для человека, но такие же эффектив­ные пептиды. А чем меньше будет молекула активного вещества, тем легче ей проникнуть сквозь роговой слой кожи. Эти пептиды-биомиметики действуют на те же физиологические механизмы, что и собственные пептиды организма, и специфичным образом запускают строго определенные естественные процессы, например, синтез конкретного типа коллагена в коже. Синтетические пептиды могут функционально отличаться от своих природных прототипов. Например, многие сигнальные пептиды обладают целым спектром биологических активно­стей, действуя сразу во многих направлениях и далеко не только в коже. Более короткие и узкоспециализированные пептиды действуют только в нужном нам направлении и не вызывают нежелательных системных эффектов. Кроме того, в организме существует активно действующая система пептидаз - ферментов, разрушающих пептиды. Определенные модификации позволяют сделать синте­тический пептид более устойчивым к их воздействию. А это значит, что он будет дольше действовать. Неудивительно, что активные вещества с подобными свой­ствами быстро нашли свой путь в косметику.

Существует одна проблема с проникновением даже коротких пептидов через кожу. Большинство биологически активных пептидов, которые представляют интерес для косметики, - водорастворимые вещества. В своем исходном виде они оказываются неспособны проникнуть сквозь роговой слой кожи и достиг­нуть живых клеток. Однако эта проблема была решена: к пептиду «пришивают» остаток жирной кислоты, благодаря чему он становится липофильным и легко проходит сквозь липидный барьер. В более глубоких слоях кожи жирная кисло­та отщепляется, и из липопептидного комплекса высвобождается биологически активный пептид.

Особенно интересны низкомолекулярные пептиды, состоящие из 2-10 аминокислот. Аминокислотная цепочка такого пептида может представлять собой фрагмент белка, присутствующего в организме, а может быть подобрана экспериментальным путем. В большинстве своем пептиды - водорастворимые соединения, поэтому для лучшего проникновения сквозь кожный барьер их модифицируют гидрофобными группами, например, прикрепляют жирную кислоту (часто это пальмитат) или ацетат. Такая сложная молекула, состоящая из белковой и липидной частей, называется липопептидом. В коже липидная часть «отрезается» ферментами, высвобождая пептидный фрагмент, который начинает действовать в соответствии со своей природой.

Перспектива применения природных пептидов в косметике

Природный дипептид карнозин был открыт еще в 1900 году в мышечной ткани. Оказалось, что он и родственные ему гистидинсодержащие дипептиды (ГСД) ши­роко представлены в нашем организме и выполняют целый ряд важных функций. В живой клетке избыточное окисление приводит к повреждению и разрушению жизненно важных молекул и даже к ее гибели. Карнозин - часть естественной антиоксидантной системы организма, защищающей его клетки от окислительного воздействия. Он способен нейтрализовать свободные радикалы и связывать ионы металлов. В косметических рецептурах он сохраняет эту активность и может играть роль водорастворимого антиоксиданта. Во множестве опытов было пока­зано, что карнозин ускоряет ранозаживление и контролирует воспаление, при­чем повреждения заживают «качественно», без рубцов. Это его свойство весьма привлекательно для , направленных на решение проблем поврежденной и воспаленной кожи, предназначенных для реабилитации после травмирующих процедур. Этот пептид-антиоксидант, к тому же поддерживающий нормальное состояние кожи, можно включать и в средства, помогающие коже бороться с внешними стрессовыми факторами и процессами старения. Еще одна особенность карнозина - он является эффективным буфером протонов, что мож­но использовать в средствах для кислотного . Добавив карнозин, можно не снижать концентрацию кислоты (а значит, сохранить эффективность продукта) и одновременно повысить рН, сделав пилинг менее раздражающим.

Матрикины - небольшие пептидные фрагменты не более 20 аминокислот - образуются при ферментативном гидролизе структурных белков дермального матрикса (коллагена, эластина и фибронектина) на стадии естественного очищения раны перед тем, как она стала заживать. В ходе гидролиза высвобождаются водоростворимые пептидные фрагменты, которые являются аутокринными и паракринными мессенджерами, регулирующими и запускающими определенную последовательность событий при заживлении. Суть действия матрикинов в следующем: они сигнализируют фибробластам о распаде компонентов матрикса, и взамен разрушенных белков фибробласты начинают синтезировать новые. Это происходит не только при ранении кожи, но и в норме при естественном обновлении кожи.

Естественный физиологический фактор, медьсодержащий трипептид, был изна­чально описан как фактор роста, а затем было обнаружено его участие и в других процессах в коже. Этот пептид, GHK-Cu, содержится в плазме крови, моче и слюне человека. Он обладает мощным защитным и противовоспалительным действием и стимулирует перестройки в тканях после ранних стадий ранозаживления. Из­вестно, что его уровень снижается с возрастом, что может играть роль в ухуд­шении восстановительных способностей тканей. Он и подобные ему медьсодер­жащие пептиды весьма перспективны сразу в нескольких областях применения. Прежде всего это . В ней оказывается востребован весь набор свойственных этим пептидам функций. Стимуляция синтеза коллагена, эластина, протеогликанов и гликозаминогликанов в межклеточном матриксе кожи при­водит в конечном итоге к сокращению морщин. Причем этот пептид не только стимулирует синтез новых белков межклеточного матрикса, он еще и активизи­рует разрушение крупных коллагеновых агрегатов, нарушающих нормальную структуру матрикса. В сумме все эти процессы приводят к восстановлению нор­мальной структуры кожи, улучшению ее упругости и внешнего вида. Поскольку медьсодержащим пептидам свойственна антиоксидантная и противовоспали­тельная активность, они подходят для включения в продукты, предназначенные для применения после таких стрессирующих кожу воздействий, как пилинги или пребывание на солнце.

Кроме того, эти медьсодержащие пептиды - привлекательные кандидаты на роль стимуляторов роста волос. Проблема оздоровления и восстановления во­лос остается очень острой, несмотря на все те препараты, что применяются в на­стоящее время. К ослаблению и выпадению волос приводит целый ряд причин. Сюда относятся и действие мужских половых гормонов, и миниатюризация во­лосяных фолликулов, и их недостаточное кровоснабжение, и агрессивные фак­торы окружающей среды. При облысении на волосистой части головы толстые терминальные волосы замещаются пушковыми. Медьсодержащие пептиды спо­собны бороться сразу с несколькими причинами ухудшения качества волос. Они улучшают микроциркуляцию в волосяном фолликуле, увеличивают его размеры, уменьшают воспаление и улучшают состояние кожи волосистой части головы. Медьсодержащие пептиды блокируют 5а-редктазу, фермент, превращающий тестостерон в дигидротестостерон, ответственный за андрогенную алопецию. Кроме того, они стимулируют превращение пушкового волоса в толстый и пиг­ментированный терминальный волос.

Процессы старения и способы борьбы с ними: пептиды в anti-age косметике

Старение кожи - крайне сложный процесс. На него влияют внешняя среда, состояние организма и наследственность. Нельзя сказать, что старение кожи обусловлено каким-то одним фактором. Происходит комплексное изменение в структуре кожи, в состоянии ее клеток и межклеточного матрикса, в процессах обмена веществ и активности различных ферментов. Здесь-то и могут сыграть свою роль пептиды. Они способны защищать кожу от стресса, препятствовать нарушению ее структуры, активизировать клетки, способствовать обновлению и восстановлению кожи естественным путем.

Ключевую роль в поддержании упругости и эластично­сти кожи играет внеклеточный матрикс. Он образован сложно организованной сетью из волокон коллагена различного типа, эластина, фибронектина, целого ряда других белков и протеоголиканов. В ходе старения кожи фибробласты, клетки, ответственные за формирование внеклеточного матрикса, все реже делятся и производят все меньше коллагена. Кроме того, активизируется рас­пад коллагеновых волокон. За разрушение компонентов межклеточного матрикса отвечает целая группа фермен­тов, которые называются матичными металлопротеиназами (ММР). При воспалении, постоянном пребывании на солнце и в ходе возрастного старения эти ферменты становятся активнее. Одновременно снижается продук­ция веществ, в норме подавляющих активность ММР. Еще один важный фермент - эластаза. Он разрушает эластин, а потеря эластина необратима и не поддается восстановлению. В результате всех этих взаимосвязан­ных процессов стареющая кожа теряет свою упругость и эластичность.

Пептиды в нашем организме играют важнейшую роль в процессах формирования внеклеточного матрикса кожи. Образование и восстановление поврежденного матрикса включает деление и дифференциацию клеток и синтез новых белков. Эти процессы запускаются и регулируются целым комплексом веществ пептидной природы. Неуди­вительно, что имитирующие их синтетические пептиды оказались крайне эффективны в решении проблем, свя­занных со старением кожи.

Поскольку восстановительные процессы в коже изна­чально связаны с пептидными сигнальными вещества­ми, синтетические пептиды-биомиметики позволяют активизировать естественные физиологические про­цессы и направить их на борьбу со старением. Разные пептиды имеют дополняющие друг друга эффекты, и их применение в косметике anti-age представляет очень заманчивую альтернативу инъекциям ботупотоксина или хирургическому вмешательству. Регулярное исполь­зование пептидов-биомиметиков способно защитить от ускоренного преждевременного старения и смягчить естественное старение, улучшить внешний вид кожи и сделать ее более гладкой и упругой.

Один такой трипептид, Kollaren® (Atrium Biotechnologies), способный восстанавливать межклеточный матрикс, поя­вился в ходе исследований естественных факторов роста, вовлеченных в заживление кожи. Он имитирует опреде­ленную последовательность в белке - предшественнике коллагена. Его действие заключается в стимуляции син­теза коллагена типов I и III, фибронектина и ламинина. Сейчас уже создано множество похожих по направле­нию воздействия пептидов, способных стимулировать синтез различных белков и протеогликанов межкле­точного матрикса, например, Syn®-Coll (Pentapharm), Dermican™ и Syniorage™ (Laboratoires Serobiologiques), Matrixyl® (Sederma). А обновление и упорядочивание структуры межклеточного матрикса в конечном итоге приводит к сокращению морщин и улучшению общего состояния кожи. Кроме того, многие из таких пептидов дополнительно укрепляют и увлажняют кожу. Некото­рые из пептидов-биомиметиков стимулируют выде­ление естественных факторов роста (Dermican™) или напрямую активизируют деление клеток, что важно для стареющей кожи. Есть и другой способ поддержать нормальную структуру матрикса. Эту стратегию реализует трипептид ECM-Protect® (Atrium Biotechnologies), который ингибирует ММР-1 (разрушающую коллаген) и эластазу. Он обладает высокой активностью и защищает дермальный матрикс от избыточного разрушительного действия этих ферментов.

Еще одним процессом, сопровождающим старение кожи, является нарушение структуры дермоэпидермального соединения. С возрастом в нем синтезирует­ся все меньше и разрушается все больше структурных белков. Само соединение уплощается, а значит, уменьшается площадь взаимодействия эпидермиса и дер­мы. Это приводит к ухудшению питания и очищения от продуктов обмена веществ в эпидермисе. Тетрапептид-биомиметик ChroNOIine™ (Atrium Biotechnologies) способен стимулировать синтез белков в дермоэпидермальном соединении и предотвращать его уплощение. В результате сокращаются мелкие морщинки, а кожа выглядит моложе.

Еще одна проблема, о которой надо помнить, - фотостарение. Стремясь получить красивый загар или просто подолгу пребывая на солнце, люди зачастую забывают, что ультрафиолет может очень сильно повредить кожу и ускорить ухудшение ее состояния. УФА-излучение, если не использовать способно привести к окислению липидов кожи до токсичных продуктов и повреждению ДНК. А с возрастом способность клеток восстанавливаться после таких повреждений падает. В результате кожа ускоренно стареет, а в худшем случае возможно развитие рака кожи. Для борьбы с пагубными последствиями воздействия УФ был создан пептид Preventhelia™ (Lipotec). Он способен нейтрализовать токсичные продукты окисления липидов и стимулировать клеточные систе­мы починки ДНК. В результате при регулярном применении пептида кожа оказывается защищена от негативных последствий УФ-облучения и уско­ренного старения.

Пептиды, улучшающие качество межклеточного матрикса - так называемые ремоделирующие пептиды, придают средствам по уходу за кожей новые свойства, а именно способность запускать обновление матрикса физиологическим путем, имитируя естественный механизм регуляции процессов распада/ синтеза его компонентов.

Сегодня их можно встретить в косметике, предназначенной для ухода за травмированной кожей (например, после пилинга и мезотерапии), фотоповрежденной кожей, увядающей кожей. Пептиды-стабилизаторы характеризуются общеукрепляющим действием на кожу, связанным с повышением ее собственного защитного потенциала. Это благоприятно сказывается на состоянии кожи, причем позитивные изменения происходят на разных уровнях и затрагивают разные структуры - начиная от барьера рогового слоя и заканчивая дермальным матриксом.

Пептиды и защитная функция кожи

Пептиды играют ключевые роли в регуляции нашей иммунной системы и за­щите от патогенных организмов и токсинов. Поэтому логично их использо­вание в средствах, направленных на борьбу с бактериальной и грибковой инфекцией и воспалением кожи. Бета-дефенсины - полипептиды, участвую­щие в защите кожи от патогенных организмов и регуляции иммунного ответа, улучшающие ранозаживление. В норме их экспрессию стимулируют вещества бактериальной природы и внутренние факторы, регулирующие воспаление (некоторые интрелейкины, TNFa). Бета-дефенсины вырабатываются керати-ноцитами и характеризуются широким спектром антимикробной и противо­грибковой активности. При заживлении ран они стимулируют миграцию и пролиферацию кератиноцитов. Недостаточная выработка бета-дефенсинов делает кожу уязвимой для инфекций, например, у лиц, страдающих атопическим дерматитом. Пептид Bodyfensine™ (Lipotec), при наружном применении стимулирующий выработку дефенсинов кожей, повышает ее естественную защиту. Он снижает риск развития инфекций, например, на предрасположен­ной к акне коже.

Наша иммунная система реагирует на многие вещества бактериального происхо­ждения. Обнаружив их, иммунная система активизируется и запускает ответную реакцию - воспаление. Этот универсальный механизм действует и в случае раз­вития акне. Пептиды могут связывать продукты бактериального происхождения и таким образом снижать воспалительный ответ на них. Синтетический пептид oligopeptide-10 (Grant Industries), обладающий таким свойством, предназначен для . Кроме того, он смягчает симптоматику при грибковых пора­жениях кожи, например, перхоти и себорейном дерматите.

Есть и другой способ регулировать иммунные реакции: существует пептид, спо­собный ослабить воспалительный ответ, протекающий с участием интерлейкинов б и в. Пептиды, уменьшающие воспаление, будут полезны в косметике, предназначенной для применения после пребывания на солнце или для .

Регуляция пигментации кожи

Пептиды помимо всего прочего могут помочь в реше­нии проблем, связанных с пигментацией кожи. Пеп­тидные конъюгаты способны многократно усиливать эффективность непептидных веществ, блокирующих меланогенез. Используемая в койевая кислота ингибирует тирозиназу - фермент, необходимый для синтеза меланина. Добавление три-пептида к койевой кислоте повышает ее эффектив­ность в 100 раз и приблизительно в 15 раз увеличи­вает ее стабильность при хранении. Что немаловажно, одновременно снижается токсичность.

Были обнаружены циклические пептиды, способные самостоятельно ингибировать тирозиназу, однако они еще не были клинически исследованы из-за спец­ифического строения и связанных с ним сложностей с синтезом больших количеств вещества. Таким обра­зом, пептиды могут помочь, когда мы хотим добиться общего осветления кожи или избавиться от неравно­мерной пигментации.

Пептиды могут не только ослаблять, но и усиливать под действием ультрафиолета. В нашем организме пептидный а-меланоцитстимулирующий гормон (а-МСГ) активирует меланоциты кожи и сти­мулирует выработку меланина. Существуют более короткие пептидные аналоги, обладающие даже боль­шей эффективностью, например, Melitane® (Atrium Biotechnologies). Они стимулируют меланогенез и уси­ливают восстановление клеток после повреждения уль­трафиолетом. Есть и пептид-биомиметик Melanostatine® (Atrium Biotechnologies), наоборот, блокирующий ре­цепторы к а-МСГ на меланоцитах и таким образом пре­пятствующий дальнейшему синтезу меланина.

Альтернативы ботулотоксину А

Ботулотоксин А нашел свое применение не только в медицине, но и в косметологии. Этот токсин белковой природы полностью блокирует выброс медиатора из нервного окончания нейрона, необратимо разрушая один из элементов системы, обеспечивающей выброс. Таким образом, он прекращает передачу возбуждения от нейрона к мышце и парализует ее. С его помощью удается избавиться от глубоких мимических морщин на лбу, в носогубных складках и т.д. Однако при местном нанесении токсин бесполезен, и потому идет активный поиск веществ со схожим эффектом, но способных про­никать через кожу.

Первым косметическим «аналогом» ботулотоксина стал гексапептид Argireline® (Lipotec), представляющий собой последовательность из шести аминокислот. Он тоже препятствует выбросу медиатора из нервного окончания и уменьшает глубину морщин, правда, мо­лекулярный механизм его действия иной, нежели чем у ботулотоксина. Его аминокислотная последователь­ность намного короче, чем у ботулотоксина А, значит, он легче проникает через кожу и пригоден для накож­ного нанесения. Позже появились и другие синтети­ческие пептиды, блокирующие передачу импульса с нервного окончания на мышцу. Например, пентапеп ид Leuphasyl® (Lipotec), уменьшая возбуждение в нейроне и дополнительно сни­жая выброс медиатора, расслабляет мышцу. Совместное действие этих пептидов еще лучше разглаживает мимические морщины. Для получения нужного эффекта можно воздействовать не только на нервное окончание, но и на мышечную клет­ку. Ацетилгексапептид-25 (Acetyl hexapeptide-25, Lipotec) нарушает путь передачи сигнала на постсинаптической мембране (т. е. непосредственно на мышце). Он блокирует один из элементов сложного каскада, запускающего мышечное сокра­щение: в результате не происходит нужных молекулярных перестроек и сигнал не проходит в клетку. Еще одним источником для поиска пептидов с ботулиноподобным действием яв­ляются природные яды, предназначенные для парализации добычи. Был создан синтетический трипептид Synake" (Pentapharm), схожий по своему действию с ядом змеи храмовой куфии. Он блокирует рецепторы на мышце, и она перестает воспринимать приходящий от нейрона сигнал и сокращаться.

Пептиды «с эффектом ботокса» используются в косметике уже несколько лет, так что накоплено достаточно много наблюдений по их применению. Лучше всего они разглаживают мимические морщинки вокруг глаз, что же касается глубоких морщин на лбу и носогубных складок, то в этих зонах результаты хуже.

Следует помнить, что пептиды «с эффектом ботокса» не могут помочь в борьбе с мор­щинками, возникающими по причине дряблости и . Здесь нужны веще­ства, восстанавливающие и обновляющие структуру стареющей кожной ткани.

Сочетание нескольких пептидов с разными свойствами и механизмами действия может существенно усилить косметический эффект. Разработчики готовых обязательно должны знать о том, в каких «отношениях» находятся активные вещества - будет ли это синергизм или антагонизм, и при дизайне рецептуры исходить именно из этого. У косметологов также должен быть доступ к этим сведениям, чтобы иметь возможность правильно подбирать препараты для каждого конкретного случая.

Как работают пептиды - резюме

С внедрением небольших биоактивных пептидов на рынке косметических средств появилась новая категория высокотехнологичных и наукоемких препа­ратов, предназначенных для решения самого широкого спектра задач. Пептиды попали и в состав , и в состав .

Одним из важных химических свойств α-аминокислот, зависящим от одновременного присутствия в молекуле аминной и карбоксильной групп, является их способность в определенных условиях образовывать пептиды. Схема этого процесса, протекающего по типу реакции поликонденсации, такова:

В действительности в организме процесс идет много сложнее. Указанная реакция образования пептидов из аминокислот имеет большое значение для понимания химического строения белковых тел.

В результате реакции поликонденсации аминокислот можно получить соединения, составленные из многих аминокислотных остатков с очень высокими молекулярными массами. Такие соединения называют полипептидами, а -СО-NH-группировки в них - пептидными группами или пептидными связями. Пептиды могут быть получены также при неполном гидролизе белков.

Так как аминокислоты в составе пептидов находятся в форме ацилов, то в названии пептида им придается характерное для ацилов окончание -ил. Название концевой аминокислоты со свободной карбоксильной группой оставляют без изменений. Наименование пептида начинают с аминокислоты, сохранившей свободную α-аминогруппу.

Термин пептиды сейчас утратил свое первоначальное значение, так как когда-то под пептидами понимали конечные продукты переваривания белков, т.е. по существу - аминокислоты. Поэтому логично было продукты переваривания, составленные из двух аминокислотных остатков (пептидов), называть дипептидами, а из многих - полипептидами. Гораздо точнее пептиды именовать гетерополиаминокислотами, т.е. соединениями, составленными из того или иного числа различных аминокислот. Однако термин пептиды прочно вошел в химию белков, но в новом значении.

Рис. Схема твердофазного синтеза пептидов и белков

В лабораторных условиях пептиды могут быть получены разнообразными методами, общей чертой которых является обязательная защита в одной из реагирующих аминокислот аминной, а в другой - карбоксильной группы, с тем чтобы они могли вступить в реакцию конденсации только лишь по оставшейся свободной (или активированной в результате присоединения химического реагента) карбоксильной (СООН-) или аминной (NH2-) группе. Наибольшую известность приобрел метод твердофазного синтеза пептидов, предложенный Р.Меррифилдом. СООН-группу исходной аминокислоты здесь защищают присоединением к полимеру, a NH2-группу присоединяемой аминокислоты - трет-изобутилоксикарбонильным (БОК) радикалом. Метод поддается автоматизации, и на его основе создан автоматический синтезатор, при посредстве которого синтезируют не только пептиды, но и белки.

Из природных источников выделено несколько сотен индивидуальных пептидов и во многих случаях детально изучены их строение, свойства и биологическая активность. Приведем несколько примеров.

(y-глутамилцистеинилглицин, y-глу-цис-гли)- один из наиболее широко распространенных внутриклеточных пептидов, принимающий участие в окислительно-восстановительных процессах в клетках и переносе аминокислот через биологические мембраны:

Глутатион открыт Ф.Гопкинсом в 1921 г. Он представляет собой кристаллический порошок с температурой плавления 190-192 °С. Из раствора в 0,5 н. H2SO4 выпадает в виде нерастворимого меркаптида меди при добавлении Сu2O.

Приведенная выше формула соответствует так называемому восстановленному глутатиону (HS-глутатиону). В клетке наряду с восстановленной формой глутатиона всегда присутствует окисленная форма (SS-глутатион), переходящая в восстановленную при посредстве фермента-глутатионредуктазы:

Офтальмовая кислота (y-глутамил-α-аминобутирилглицин) - антагонист глутатиона, столь же широко распространена в природе, как и сам глутатион:

Присутствуя в клетках в ничтожных количествах, составляющих от 0,1 до 0,001 концентрации глутатиона, офтальмовая кислота действует как ингибитор в процессах, идущих с участием глутатиона.

(β-аланилгистидин; β-ала-гис) - пептид, содержащийся в мышцах животных:

Он препятствует накоплению и устраняет продукты перекисного окисления липидов, участвует в поддержании буферной емкости мышечного сока, ускоряет процесс распада углеводов в мышцах и в виде фосфата вовлекается в энергетический обмен в мышце. Впервые выделил карнозин из мышечной ткани и выяснил его строение В.С.Гулевич.

Роль пептидов в процессах жизнедеятельности крайне многообразна. Многие из них служат гормонами, некоторые представлены сильнейшими ядами (яды змей, жаб, улиток, пауков, насекомых, высших грибов, микробов), мощными антибиотиками, рилизинг-факторами (способствуют синтезу и высвобождению гормонов), регуляторами клеточного деления, переносчиками молекул и ионов через биологические мембраны, регуляторами психической деятельности. Значительное число природных пептидов синтезировано; кроме того, искусственным путем получены сотни их аналогов, некоторые из которых обладают более сильным биологическим действием, нежели их натуральные предшественники. И те и другие находят широкое практическое применение. На рис. приведено строение некоторых из них.

Рис. Биологически активные пептиды: Цифры около названий аминокислотных остатков обозначают их местоположение в молекуле, считая от N-конца к С-концу пептида. Стрелки начинаются от аминокислот, участвующих в образовании пептидной связи СООН-группами. Соседние остатки цистеина в циклах связаны дисульфидными мостиками. Группа NH2, заключенная в скобки, обозначает амидную группу. Подразумевается, что аминокислотные остатки соединены пептидными связями. Окситоцин и вазопрессин - гормоны задней доли гипофиза. Поступая в кровь, первый из них стимулирует сокращение мышечных волокон, расположенных вокруг альвеол молочных желез и мышц матки, второй - действует главным образом на гладкие мышцы кровеносных сосудов и участвует в регуляции водного баланса организма на уровне почек. Фаллоидин - ядовитое начало мухомора, вызывающее в ничтожных концентрациях гибель организма вследствие выхода ферментов и К+ из клеток; связь между остатками цистеина и триптофана в молекуле фаллоидина образована за счет взаимодействия сульфгндрильной группы и пиррольного кольца их радикалов. Грамицидин - антибиотик, действующий на многие грамположительные бактерии (пневмококки, стрептококки, стафилококки и др.), изменяет проницаемость биологических мембран для низкомолекулярных соединений и вызывает гибель клеток. Тиролиберин - гормон, синтезирующийся в гипоталамусе и обеспечивающий высвобождение (отсюда его другое название - рилизинг-фактор), а возможно, в усиление биосинтеза в гипофизе другого гормона - тиротропина, который, в свою очередь, контролирует деятельность щитовидной железы и образование в ней гормона - тироксина; указанная иерархия в регуляции биосинтеза гормонов является ярким примером участия пептидов в регуляции обмена веществ. Мет-энкефалин — пентапетид, возникающий в нервной ткани и изменяющий (ослабляющий) болевые ощущения. Он связывается с рецепторами, на которые воздействуют наркотики, например морфин, и представляет собой эндогенное вещество психотропного действия. Соматостатин - пептид, тормозящий освобождение из передней доли гипофиза синтезируемого там гормона роста - соматотропного гормона. Антаманид - циклический декапептид, образующий с Na+, Са2+ и некоторыми другими катионами комплексы, которые являются прообразами структур, ответственных за перенос ионов через биологические мембраны.