Пептиды (греч. πεπτος — питательный) — семейство веществ, молекулы которых построены из остатков α-аминокислот, соединённых в цепьпептидными(амидными) связями —C(O)NH—. Это природные или синтетические соединения, содержащие десятки, сотни или тысячимономерных звеньев - аминокислот. В 1900 году немецкий химик-органик Герман Эмиль Фишер выдвинул гипотезу о том, что пептиды состоят из цепочки аминокислот, образованных определенными связями. И уже в 1902 году он получил неопровержимые доказательства существования пептидной связи, а к 1905 году разработал общий метод, при помощи которого стало возможным синтезировать пептиды в лабораторных условиях. Постепенно ученые изучали строение различных соединений, разрабатывали методы разделения полимерных молекул на мономеры, синтезировали все больше и больше пептидов. На сегодняшний день известно более 1500 видов пептидов, определены их свойства и разработаны методы синтеза.

 Свойства пептидов: Пептиды постоянно синтезируются во всех живых организмах для регулирования физиологических процессов. Свойства пептидов зависят, главным образом, от ихпервичной структуры — последовательности аминокислот, а также от строения молекулы и ее конфигурации в пространстве .

Классификация пептидов и строение пептидной цепочки

Молекула пептида — это последовательность аминокислот: два и более аминокислотных остатка, соединенных между собой амидной связью, составляют пептид. Количество аминокислот в пептиде может сильно варьировать. И в соответствии с их количеством различают:

1. олигопептиды — молекулы, содержащие до десяти аминокислотных остатков; иногда в их названии упоминается количество входящих в их состав аминокислот, например, дипептид, трипептид, пентапептид и др.;
2. полипептиды — молекулы, в состав которых входит более десяти аминокислот.

Соединения, содержащие более ста аминокислотных остатков, обычно называются белками. Однако это деление условно, некоторые молекулы, например, гормон глюкагон, содержащий лишь двадцать девять аминокислот, называют белковым гормоном. По качественному составу различают:

1. гомомерные пептиды — соединения, состоящие только из аминокислотных остатков;
2. гетеромерные пептиды — вещества, в состав которых входят также небелковые компоненты.

Пептиды также делятся по способу связи аминокислот между собой:

1. гомодетные — пептиды, аминокислотные остатки которых соединены только пептидными связями;
2. гетеродетные пептиды — те соединения, в которых помимо пептидных связей встречаются еще и дисульфидные, эфирные и тиоэфирные связи.

Цепочка повторяющихся атомов называется пептидным остовом: (—NH—CH—OC—). Участок (—CH—) с аминокислотным радикалом образует соединение (—NH—C(R1)H—OC—), называемое аминокислотным остатком. N-концевой аминокислотный остаток имеет свободную α-аминогруппу (—NH), в то время как у C-концевого аминокислотного остатка свободной является α-карбоксильная группа (OC—). Пептиды различаются не только по аминокислотному составу, но и по количеству, а также расположению и соединению аминокислотных остатков в полипептидную цепочку. Пример: Про-Сер-Про-Ала-Гис и Гис-Ала-Про-Сер-Про Несмотря на одинаковый количественный и качественный состав, эти пептиды имеют совершенно разные свойства.

Значение.

Пептидные гормоны и нейропептиды например, регулируют большинство процессов организма человека, в том числе, и принимают участие в процессах регенерации клеток. Пептиды иммунологического действия защищают организм от попавших в него токсинов. Для правильной работы клеток и тканей необходимо адекватное количество пептидов. Однако с возрастом и при патологии возникает дефицит пептидов, который существенно ускоряет износ тканей, что приводит к старению всего организма. Сегодня проблему недостаточности пептидов в организме научились решать. Пептидный пул клетки восполняют синтезированными в лабораторных условиях короткими пептидами.

Синтез пептидов

Образование пептидов в организме происходит в течение нескольких минут, химический же синтез в условиях лаборатории — достаточно длительный процесс, который может занимать несколько дней, а разработка технологии синтеза – несколько лет. Однако, несмотря на это, существуют довольно весомые аргументы в пользу проведения работ по синтезу аналогов природных пептидов. Во-первых, путем химической модификации пептидов возможно подтвердить гипотезу первичной структуры. Аминокислотные последовательности некоторых гормонов стали известны именно благодаря синтезу их аналогов в лаборатории.

Во-вторых, синтетические пептиды позволяют подробнее изучить связь между структурой аминокислотной последовательности и ее активностью. Для выяснения связи между конкретной структурой пептида и его биологической активностью была проведена огромная работа по синтезу не одной тысячи аналогов. В результате удалось выяснить, что замена лишь одной аминокислоты в структуре пептида способна в несколько раз увеличить его биологическую активность или изменить ее направленность. А изменение длины аминокислотной последовательности помогает определить расположение активных центров пептида и участка рецепторного взаимодействия.

В-третьих, благодаря модификации исходной аминокислотной последовательности, появилась возможность получать фармакологические препараты. Создание аналогов природных пептидов позволяет выявить более «эффективные» конфигурации молекул, которые усиливают биологическое действие или делают его более продолжительным.

В-четвертых, химический синтез пептидов экономически выгоден. Большинство терапевтический препаратов стоили бы в десятки раз больше, если бы были сделаны на основе природного продукта.

Зачастую активные пептиды в природе обнаруживаются лишь в нанограммовых количествах. Плюс к этому, методы очистки и выделения пептидов из природных источников не могут полностью разделить искомую аминокислотную последовательность с пептидами противоположного или же иного действия. А в случае специфических пептидов, синтезируемых организмом человека, получить их возможно лишь путем синтеза в лабораторных условиях.

Биологически активные пептиды

Пептиды, обладая высокой физиологической активностью, регулируют различные биологические процессы. По своему биорегуляторному действию пептиды принято делить на несколько групп:

• соединения, обладающие гормональной активностью (глюкагон, окситоцин, вазопрессин и др.);
• вещества, регулирующие пищеварительные процессы (гастрин, желудочный ингибирующий пептид и др.);
• пептиды, регулирующие аппетит (эндорфины, нейропептид-Y, лептин и др.);
• соединения, обладающие обезболивающим эффектом (опиоидные пептиды);
• органические вещества, регулирующие высшую нервную деятельность, биохимические процессы, связанные с механизмами памяти, обучения, возникновением чувства страха, ярости и др.;
• пептиды, которые регулируют артериальное давление и тонус сосудов (ангиотензин II, брадикинин и др.).

Однако такое деление условно, так как действие многих пептидов не ограничивается каким-либо одним направлением. Так, например, вазопрессин, помимо сосудосуживающего и антидиуретического действия, улучшает память.

Пептидные гормоны

Пептидные гормоны — это многочисленный и наиболее разнообразный по составу класс гормональных соединений, представляющий собой биологически активные вещества. Их образование происходит в специализированных клетках железистых органов, после чего активные соединения поступают в кровеносную систему для транспортировки к органам-мишеням. По достижении цели гормоны специфически воздействуют на определенные клетки, взаимодействуя с соответствующим рецептором.

Нейропептиды

Нейропептиды — соединения, синтезируемые в нейронах, обладающие сигнальными свойствами. Действие нейропептидов на ЦНС очень разнообразно. Они воздействуют непосредственно на мозг и контролируют сон, влияют на память, поведение, процесс обучения, обладают обезболивающим действием.

Пептиды иммунологического действия

Наиболее изученные пептиды, участвующие в иммунном ответе — тафцин, тимопотин II и тимозин α1. Их синтез в клетках организма человека обеспечивает функционирование иммунной системы.

Пептидные биорегуляторы

На основе разработанной петербургскими учеными технологии из органов и тканей животных были выделены пептиды, обладающие тканеспецифическим действием, способные восстанавливать на оптимальном уровне метаболизм в клетках тех тканей, из которых они выделены. Важным отличием этих пептидов является их регулирующее действие: при подавлении функции клетки они ее стимулируют, а при повышенной функции – снижают до нормального уровня. Это позволило создать новый класс лекарственных препаратов – пептидные биорегуляторы.

Первый из них – иммуномодулятор тималин – уже более 28 лет находится на фармацевтическом рынке и применяется для восстановления функции иммунной системы при заболеваниях различного генеза, включая онкологические заболевания. За ним последовали эпиталамин (биорегулятор нейроэндокринной системы), сампрост (препарат для лечения заболеваний предстательной железы), кортексин (препарат для лечения широкого спектра неврологических заболеваний), ретиналамин (препарат для лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний сетчатки). За 25 лет широкого применения пептидных биорегуляторов их получили более 15 млн человек. При этом не было выявлено противопоказаний к их применению и побочного действия.

История открытия пептидов, конец XIX – середина XX века.

Состав и свойства живого интересовали человечество не одну сотню лет. Многие ученые пытались выделить вещества, которые бы способствовали не только нормализации естественных процессов жизнедеятельности организма, но и выводили токсины и другие отравляющие вещества из него.

Постепенно, шаг за шагом, биологи и ученые научились расщеплять на более мелкие элементы важнейшие составляющие клеток, тканей и органов. Так, в смесях, получавшихся при гидролизе белков, важнейших элементов человеческого организма, находили отдельные аминокислоты (к 1900 году их было обнаружено всего 13), всё остальное называли пептонами, свойства которых ни исследовать, ни описать не представлялось возможным.

Но наука, как и жизнь на Земле, не стояла на месте, и Э. Фишером была высказана теория о строении белков как цепочек аминокислот. В доказательство к этому он разработал обширную комплексную программу исследования белков. И важное место в ней занимал именно синтез аминокислот и пептидов, т.е. их искусственное получение, сохраняющее не только структуру, но и все свойства.

Немного позже Э.Фишер писал о том, что, несмотря на большие трудности, нужно стремиться к поиску такого способа соединения молекул аминокислот, который можно будет назвать, охарактеризовать, и который будет нести определенный смысл и пользу для организма.

Надо сказать, что его теория, в конце концов, нашла неоспоримые доказательства, а строение белков (пептидов) в виде цепочек аминокислот до сих пор является основой для многих научных работ, исследований и нововведений.  Но это было далеко не сразу, ибо все новое человеком воспринимается негативно. Были последователи, но были и откровенно недовольные.

Сотрудниками Э. Фишера было синтезировано более 125 пептидов (цепочек аминокислот), которые имели как разное строение, так и свойства. Самый крупный пептид содержал 18 аминокислотных остатков. После многих дополнительных исследований, доказательств, выдвижения других, абсолютно полярных, теорий о строении белка, во второй половине XX века наконец-то признали неопровержимость теории Э.Фишера, а также начали исследовать природные белки, усовершенствовать и применять на практике уже полученные данные.

История открытия пептидов, конец XX – начало XXI века. Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии Северо-Западного отделения РАМН.

В 70-х годах XX века в Военно-Медицинской академии м. С.М. Кирова в Санкт-Петербурге под руководством В.Х.Хавинсона начались работы по выделению коротких пептидов из различных тканей животных, исследования их влияния на органы и ткани человека при поступлении их в организм. Продолжая различные опыты, В.Х.Хавинсон с сотрудниками пришли к выводу, что пептиды оказывают не просто положительное влияние на ткани человека, но и увеличивают в них самих синтез белковых структур, восстанавливающих все жизненно важные функции клеток, тканей и органов.  В последующем было замечено и обосновано, что наибольшая эффективность действия наблюдалась в тех клетках, из тканей которых пептиды были выделены.

На сегодняшний день коллективом под руководством главного геронтолога Санкт-Петербурга, члена-корреспондента РАМН профессора В.Х. Хавинсона разработаны и зарегистрированы свыше 40 пептидных биорегуляторов. В настоящее время два препарата на основе коротких пептидов («Бронхоген Форте» и «Панкраген Форте») проходят процесс регистрации в качестве лекарственных средств, ряд других препаратов также готовится к регистрации в качестве лекарств. Разработки компании запатентованы в 13 странах, в том числе в США.

Что такое короткие пептиды?

Этот вопрос, который сейчас задают все чаще и чаще, поскольку интерес к пептидной теме увеличивается стремительно. – Отвечает основатель теории пептидной биорегуляции В.Х.Хавинсон.

Пептиды являются сигнальными молекулами, которые регулируют активность гена, стабилизируют геном. Они восстанавливают синтез белка в организме.

«Мы удивились: в результате применения коротких пептидов продолжительность жизни увеличивалась на 30-40%»

Как правильно принимать пептидные биорегуляторы?

И какова польза от приема пептидных биорегуляторов для обычных людей, непричастных к большому спорту? В.Х.Хавинсон указывает на 4 ключевых фактора сохранения молодости и здоровья:

Во-первых, это образ жизни – работа по ночам, сбитый биоритм, чрезмерные нагрузки – отражается негативно на продолжительности жизни и здоровье.

Во-вторых, питание. Самое главное лекарство для человека – это питание. Качественные продукты, потому что пептиды содержатся в продуктах, но в очень маленькой концентрации.

В-третьих, это физкультура, физические нагрузки. Физическая активность является важнейшим фактором сохранения здоровья.

И, в-четвертых – применение пептидных биорегуляторов. 

Мне 30 лет! Нужно ли мне принимать пептидные биорегуляторы в этом возрасте?

До 30 лет человек обычно не задумывается над своим возрастом. А с какого возраста принимать пептидные препараты – отвечу: система защиты своего организма необходима ежедневно.

Что говорят врачи?

О применении пептидных биорегуляторов в современной медицинской практике. – отвечает А.Эдигер

Весь мир занимается этими исследованиями, это десятки миллиардов на научные исследования. У нас же – в Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии – все сделано: препараты понятны, развитие линии препаратов понятно, и самое главное – понятен эффект и практика.Все сделано. Единственное, что осталось – это довести все до широкого применения. Это одна из фундаментальнейших находок последних десятилетий.

Пептиды, собственной разработки компании Sisel International, применяются во многих продуктах компании в средствах уходу за кожей.