Что такое полипептид. Что такое пептиды? Биологическая роль белков и полипептидов

Человеческий организм является очень сложной структурой, которая состоит из большого количества клеток. В каждой такой клетке содержится особый вид белка. Он является строительным материалом нашего организма, а также выполняет и другие жизненно необходимые функции. Такой белок называется «пептид».

Пептиды – это разновидность химических соединений, которая содержит в своих молекулах остатки аминокислот.

Количество мономерных звеньев аминокислот в одной такой молекуле достигает нескольких десятков. Аминокислоты соединяются друг с другом благодаря «пептидным» связям. Это и дало название веществам.

Краткая характеристика

Пептиды – это самые маленькие элементы молекул белка. Как правило, они формируются из 2–3 аминокислот. Существуют и олигопептиды. В их состав входит до двух десятков аминокислот. После того как число звеньев вырастет до пятидесяти, формируется и сам белок.

Из белка состоит не только человеческий организм, но и организмы других живых существ. Более ста лет назад ученые описали метод, который позволяет синтезировать белки в лабораторных условиях. Этот процесс происходит благодаря живым клеткам человека, представителей флоры и фауны.

Характерные свойства пептидов и их воздействие на человеческий организм зависят от следующих факторов:

числа звеньев аминокислот;
последовательности соединений остатков аминокислот;
вторичной структуры пептидов.

Сегодня известно более 1500 разновидностей этих веществ. Их влияние на человеческий организм изучено на должном уровне.

Классификация пептидов

Согласно выполняемым функциям делятся на несколько видов:

гормональные – в эту группу входят пролактин и соматотропин. Вырабатываются при помощи гипофиза и гипоталамуса. Принимают участие в процессе клеточной регенерации;
нейропептиды – производятся в центральной и периферической нервных системах. Благодаря им осуществляются основные физиологические процессы организма;

иммунологические – выполняют защитную функцию: предотвращают токсическое влияние на человеческий организм;
биорегуляторы – контролируют биологические процессы и регулируют физиологическую активность.

В свою очередь, биорегуляторы делятся на несколько видов:

регулируют выработку гормонов;
регулируют процесс пищеварения и аппетит;
обладают обезболивающим свойством;
регулируют сосудистый тонус и уровень артериального давления.

Существует еще одна классификация - по размеру молекул:

олигопептиды (содержат до 20 аминокислотных остатков);
полипептиды (содержат более 20 аминокислотных остатков). Эта характеристика позволяет отнести полипептиды к числу полноценных белков.

Воздействие на человеческий организм

Механизм влияния пептидов на организм достаточно хорошо изучен. Ученые смогли доказать, что они способны регулировать процессы жизнедеятельности клеток. А также известен тот факт, что скорость старения организма напрямую зависит от уровня пептидов в нем.

Функции, которые они выполняют:

стимулируют процесс выработки гормонов, что усиливает процессы анаболизма и отвечает за прирост мышц;
ликвидируют воспалительные реакции;
ускоряют процесс заживления царапин и других повреждений кожи;
регулируют аппетит;
улучшают состояние кожи, путем стимулирования выработки эластина и коллагена;

регулируют процесс выработки холестерина;
укрепляют кости и связки;
укрепляют иммунную систему;
нормализуют сон;
восстанавливают процессы метаболизма;
поддерживают процесс регенерации;
обладают антиоксидантными свойствами.

Что такое пептиды

Пептиды и спорт

Анализируя пользу цепочек аминокислот для организма можно сделать вывод, что они очень важны для спортсменов. Раньше применяли стероидные препараты. Но сейчас они запрещены и контроль на допинг не допустит спортсмена к соревнованиям, если возникнет хотя бы малейшее подозрение на употребление этих медикаментов.

Белки и пептиды имеют большое значение для человека, занимающегося спортом:

стимулируют процесс синтезирования натуральных гормонов (например, тестостерона);
способствуют быстрому восстановлению мышц;
эффективно ликвидируют сбои в организме на местном уровне.

О последнем пункте нужно рассказать подробнее. Общеизвестным фактом является то, что содержащие гормоны препараты оказывают пагубное влияние на здоровье человека. А пептиды, в свою очередь, положительно сказываются на организме. Они направляют свою энергию на определенный орган. Этот процесс обладает избирательным характером.

Еще одно достоинство пептидов - сравнительно низкая цена. Они не запрещены на законодательном уровне и находятся в свободном доступе. Следует обратить внимание и на то, что пептиды не оставляют следов в организме после их употребления. Это позволяет не беспокоиться о возможных проблемах перед контролем на допинг.

Если говорить о бодибилдинге, то здесь пептиды играют следующую роль:

контролируют уровень аппетита;
повышают качество сна;
приводят в нормальное состояние эмоции;
повышают либидо;
укрепляют защитные силы иммунитета.

Можно сказать, что пептиды очень важны для человека, который занимается спортом. Они помогают улучшить физическую форму, но при этом не наносят вреда организму, как это делают другие препараты.

Пептиды и косметология

Для того чтобы оздоровить и омолодить кожу в косметические средства стали добавлять некоторые виды белка:

кератин;
коллаген;
эластин.

С недавних пор в составе ухаживающей косметики можно обнаружить и пептиды. Такое новшество появилось в косметологии около 30 лет назад.

Регуляторные пептиды оказывают прямое влияние на соотношение числа клеток на разных этапах их созревания. Эти цепи аминокислот проникают в центр ядра. Они одновременно «следят» и регулируют важные этапы в генетической программе:

контролируют скорость, с которой делятся стволовые клетки;
доставляют информативную базу ДНК, которая регулирует процесс созревания клеток;
поддерживают необходимое количество рецепторов и ферментов на клеточном уровне.

Отзывы покупателей о косметике с пептидами свидетельствуют о том, что она уменьшает количество морщин, подтягивает и увлажняет кожу лица, делает ее светлее.

Такие кремы оздоравливают кожу изнутри, активизируют ее защитные функции, что останавливает процессы старения. Повышают тонус кожи. Черты лица становятся более четкими.

Жиросжигание

На сегодняшний день пептиды применяют не только в спорте, но и для пассивного похудения. Они выступают в качестве стимуляторов активности, что способствует эффективному сжиганию жира и выведению лишней жидкости.

Пептиды – это натуральные БАДы и их можно купить в аптеке или в магазинах спортивного питания. Но прежде чем решиться на такой шаг, необходимо проконсультироваться с врачом.

Для жиросжигания самыми эффективными будут . Они контролируют аппетит, в частности, регулируют количество употребления сладостей.

Пептид понижает количество гормона голода. К группе жиросжигающих пептидов относят и ипамонерил, который замедляет процесс старения организма, улучшает сон и поднимает настроение.

Если вы совмещаете сжигание жира и активные тренировки, то стоит обратить внимание на HGHFrag 176–191. Бывалые спортсмены говорят, что он отлично способствует наращиванию мышечной массы и ускоряет процесс восстановления мышц после тренировки.

Главное достоинство такого метода похудения заключается в том, что сброшенные килограммы не возвращаются обратно. Пептиды делают это гораздо эффективнее любых диет.

В каких продуктах содержатся пептиды?

Человек может оставаться здоровым только в том случае, когда его клетки исправно выполняют свои функции. Для этого нужно отслеживать уровень необходимых веществ и пополнять их запасы.

В случае недостатка синтезируемых в организме пептидов их можно пополнять при помощи медицинских препаратов и продуктов питания. Ученые доказали, что регулярное употребление пищи с высоким содержанием пептидов продлевает жизнь на 30%. Но только при условии полного отказа от вредных привычек и при видении здорового образа жизни.

Продукты, в которых содержится большое количество пептидов:

молоко и кисломолочная продукция;
злаки и бобовые;
рыба и морепродукты (тунец и сардина);
подсолнечные семена и соя;

куриное мясо и яйца;
зелень;
редиска.

Противопоказаний к употреблению такой пищи нет. Она будет особенно полезна для людей преклонного возраста. Необходимо следить за реакцией организма после того, как в рацион будет введен новый продукт.

Побочное действие

Бывают случаи, когда пептиды оказывают небольшое негативное влияние на организм человека. Основными признаками могут стать:

проявление аутоиммунных заболеваний;
задержка лишней жидкости в организме;
небольшое возрастание артериального давления;

слабость;
потеря сенситивности соматических клеток;
возникновение туннельного синдрома.

Но эти признаки довольно незначительные и не требуют длительного лечения. Проходят в течение 3–7 дней.

Для большей эффективности в комплексе с пептидами можно применять витамины, поддерживающие антиоксиданты и экстракты. При правильном употреблении, пептиды могут избавить человека от ожирения, снизить риск возникновения патологий сердечно-сосудистой системы и сахарного диабета.

Видео: Пептиды в спорте

Согласно пептидной теории основой структуры белковой молекулы признана полипептидная цепь. Эта цепь построена из нескольких десятков, а иногда и сотен остатков аминокислот, связанных между собой пептидными связями.

Доказательства. Синтез полипептидов.

Белки – высокомолекулярные азотосодержащие вещества, находящиеся в клетках, преимущественно в коллоидном состоянии, то есть в состоянии, характеризующиеся крайней неустойчивостью, состав которых зависит от свойств среды.

Mrбелков зависит от количества аминокислот в молекуле.

Белки – мономолекулярные соединения.

Цитохром С – 104 аминокислотных остатка, Mrпостоянна.

Связывание аминокислот между собой

Первое предположение о строении белков 1888 г Данилевским с щелочными растворами CuSO 4 все белки дают сине-фиолетовое окрашивание. Аналогичную реакцию дают пептоны – продукт расщепления белков протолитическими ферментами, подобное дает биурет:, диамид малоновой кислоты:Есть подобные связи:C=O;N-H

В белках амидная связь, которая образуется за счет взаимодействия карбоксильной по 1-ой аминокислоты и аминогруппы другой аминокислоты

а сами белки – полипептиды

Все усилия сводятся: защита аминогруппы и активация карбоксильной группы, чтобы реагировало то, что нужно:

Это синтез полипептида по Фишеру

2. Метод Бергмана, Зиверса, Курциуса.

Защита по Зервесу: для защиты аминогрупп используются бензиловый эфир Cl – угольной кислоты.

Активация по Курциусу:

надо снять защиту с 1-ой аминокислоты.

Граница между полипептидами и белками проведена условно. К белкам относят полипептиды с молекулярной массой 6 тысяч и более и числом аминокислотных остатков свыше 50. Такой принцип деления основан на способности к диализу через природные мембраны.

Белковая молекула может состоять из одной или нескольких полипептидных цепей. Цепи могут быть соединены между собой ковалентными или не ковалентными связями. Белки, состоящие из двух или нескольких полипептидных цепей, не связанных между собой ковалентными связями, называют олигомерным и. Отдельные полипептидные цепи в таких белках называют протомерами; функционально активные части белка - субъединицами.

2Гемоглобин

ГЕМОГЛОБИН - осн. белок дыхат. цикла, участвующий в переносе О2 от органов дыхания к тканям, а в обратном направлении - СО2. Содержится в эритроцитах. В организме человека 5-6 л крови, где ½ ~1/3 эритроциты, во взвешенном состоянии в плазме крови, которая ежедневно переносит

Образуется из ретикулоцитов.

Гемоглобин – сложный белок. Белковая часть – глобин, небелковая часть – гемм.

Глобин состоит из 4-х попарно одинаковых полипептидных цепей (α-2, β-2). Одна цепь из 146β аминокислотных остатков, другая из 141α.

Гемм – ароматическая плоская структура, содержащаяFe, который связан 6 координационными связями с одной стороны с глобином, с другой с атомами азота пирральных колец гемма, 1-с атомом азота гистидина, 1 – с молекулой кислорода.

Оксигемоглобин = гемоглобин + О2. Координационная связь с кислородом, валентность железа не меняется (II). Неустойчив. Эта связь образуется в результате повышения парциального давления кислорода в легких. При этом меняется трепичная структура глобина. Он становится удобным для удержания

Гемоглобин – переносчик протонов и углекислого газа. На связываниеO2 с гемоглобином влияет рН среды и концентрацияCO 2 . Присоединение СО 2 и Н + кHbснижает его способность связыватьO2. В периферических тканях с понижением рН и повышением концентрации СО 2 , сродствоHbк О 2 падает по мере связывания СО 2 и протонов. В легочных капиллярах выделяется СО 2 и повышается рН среды в крови, следовательно повышается сродствоHbк О 2 (эффект Бора).

Протоны присоединяются к радикалам гистидина в 146 положении β-цепи и к другим гистидинам в α-цепи. СО 2 присоединяется к кольцевой α-аминогруппе каждой полипептидной цепи.Hbможет связывать малые молекулыCNиCO. С оксидом углерода (II) связывается легче чем с кислородом и образуется карбоксигемоглобин. При действии некоторых отравляющих окислителей (переводомFe 2+ →Fe 3+) происходит окислениеHbв метгемоглобин. Цвет крови изменяется в коричневый, он не переноситO2, при его повышении наблюдается одышка, легкая утомляемость, резкая головная боль, рвота, потеря сознания, увеличивается печень, серо-синяя окраска слизистых и кожи. Окислители: нитросоед., орг. нитросоед., аминосоед. (анилин, аминофенолы, аминогидрозин и их производные: вакса, краски), хлораты, нафталин, феноны. Окислительно-восстановительные краски: метиленовый, синий.

Лечение. Введение антидотов – восстановителей: глюкоза, сульгидрильные соед. (β – меркаптоэтилаланин, кислородная компрессия (кислородная подушка)).

Это может быть наследственным заболеванием. Происходит если в одной из α цепей глобина в 58 положении вместо гистидина тирозин. Тирозин способствует образованию ковалентной связи вместо координатной и фиксируется степень окисления Fe 3+

У людей ~150 видов мутантных гемоглобинов. Аномалия встречается у 1 из 10000 человек.

Серповидноклеточная анемия. Это наследственное заболевание, под влиянием физических нагрузок возникает одышка, таксикардия, .. в сердце. Содержание Hbв крови уменьшается. Возникают попутные заболевания (почки, сердце, печень). Эритроциты в форме серпов. Они становятся ломкими и быстро выходят из строя, забивают капилляры. Передается детям. Если болеет лишь 1 из родителей, ребенок – носитель (1%), а если гомозиготные, то 50 % эритроцитов. У африканцев 20 % - носители.

Эндемическое заболевания африканцев – малярия, удобные для вируса лишь круглые => основное население вымерло. 8 % негритянского населения – носители гена. В β – цепи в 6 положение вместо глутаминовой кислоты (полярная группа) находится валин (неполярная группа). Валин – липкий участок, к которому присоединяются другие липкие участки → деформирование эритроцитов.

Полипептиды, белки

Биологическая роль белков и полипептидов

Полипептиды и белки – основные вещества живого организма. "Жизнь – это форма существования белковых тел" (Ф.Энгельс). Роль их в обмене веществ уникальна, они выполняют все основные функции метаболизма:

1) Белки – пластический материал тканей;

2) Белки – один из трех видов питательных веществ, необходимых организму;

3) Белковые структуры являются ключевыми в составе ферментов – биохимических катализаторов, "двигателей" метаболизма;

4) Гормоны и вещества, регулирующие пути биохимических превращений – это в основном, полипептиды и белки. Тканевые рецепторы гормонов, биорегуляторов и лекарственных веществ также представляют собой белковые структуры.

Первичная структура полипептидов и белков

Полипептиды и белки – это полимеры, состоящие из остатков аминокислот, связанных между собой пептидными связями.

Условно считается, что полипептиды – это полимеры, содержащие до 100 аминокислотных остатков, более 100 остатков – это белки. Особо выделяются олигопептиды – до 10 аминокислотных остатков.

Полипептиды и белки образуются в результате поликонденсации α-аминокислот:

Физико-химические свойства полипептидов и белков

Молекулы полипептидов и белков имеют в своем составе ионогенные карбоксильные и аминогруппы и, подобно аминокислотам, всегда несут на себе электрический заряд, знак и величина которого зависит от рН раствора.

Все полипептиды и белки характеризуются определенной изоэлектрической точкой (pI ) - значением рН, при котором суммарный заряд молекулы равен нулю.

Если рН раствора ниже изоэлектрической точки (pH < pI), то молекула в целом имеет положительный заряд.

Если рН раствора выше изоэлектрической точки (pH > pI), то молекула в целом имеет отрицательный заряд.

Если количества карбоксильных и аминогрупп в молекуле одинаковы, то изолектрическая точка вещества находится в области нейтрального рН (pI = 7). Это нейтральные полипептиды.

Если в молекуле преобладают карбоксильные группы, то изолектрическая

точка находится в кислотной области рН (pI < 7). Это кислые полипептиды.

Если в молекуле преобладают аминогруппы, то изолектрическая точка находится в основной области рН (pI > 7). Это основные полипептиды.

Растворимость полипептидов в воде зависит от их молекулярной массы.

Олигопептиды и низкомолекулярные полипептиды подобно аминокислотам хорошо растворимы в воде.

Высокомолекулярные белки образуют коллоидные растворы. Их растворимость зависит от рН (т.е. от заряда молекулы). В изоэлектрической точке растворимость белка минимальна и он выпадает в осадок. При подкислении или подщелачивании молекулы снова приобретают заряд и осадок растворяется.

Пространственное строение белков и полипептидов

Высокомолекулярные полипептиды и белки кроме первичной структуры обладают более высокими уровнями пространственной организации – вторичную, третичную и четвертичную структуры.

ПЕПТИДНАЯ ГРУППА

Вторичная структура

1) α-спираль

Строение пептидной группировки определяет пространственное строение полипептидной цепи.

Л.Полинг (1950 г.) расчетным путем показал, что для α-полипептиной цепи одной из наиболее вероятных является структура правозакрученной α-пирали. Вскоре это было экспериментально подтверждено рентгено-структурным анализом:

Между С=О 1-го и N-H 5-го аминокислотных остатков образуются водородные связи, направленные почти параллельно оси спирали, они скрепляют спираль. Боковые радикалы R расположены по периферии спирали.

2) β-складчатая структура

В этом виде вторичной структуры вытянутые одна вдоль другой полипептидные цепи образуют водородные связи между собой:

Многие белки имеют вторичную структуру с чередующимися фрагментами α-спирали и β-складчатой структуры.

Третичная структура

α-Спираль, будучи достаточно протяженной, изгибаясь, складывается в клубок. Это происходит в результате взаимодействия боковых радикалов достаточно удаленных друг от друга. Образуется глобула: