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Peptidi, Cosa sono i peptidi
I peptidi sono catene formate dall’unione da 2 a 50 molecole di aminoacidi. I singoli amminoacidi nella catena di peptidi sono collegati tra loro dai cosiddetti legami peptidici. Le catene di amminoacidi, che consistono in più di 50 molecole di aminoacidi collegate, sono già chiamate proteine. Le proteine sono costituite da uno o più polipeptidi disposti in modo biologicamente funzionale. Tuttavia, le proteine possono anche essere scissi dagli enzimi (altre proteine) in brevi frammenti di peptidi. Il termine polipeptide si riferisce a una catena di peptidi più lunga, contigua e non ramificata che non specifica esattamente il numero di aminoacidi da cui è fatto. Al contrario, la designazione oligopeptide rappresenta un breve peptide composto da 2 a 20 aminoacidi.
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Peptidirientrano nelle ampie classi chimiche di oligomeri biologici e polimeri, insieme agli acidi nucleici, agli oligosaccaridi, ai polisaccarides e altri. In natura, l’importanza dei peptidi è insostituibile, perché si trovano in tutti gli organismi viventi, dove svolgono un ruolo chiave in tutti i tipi di attività biologiche. I peptidi dal design sintetico prodotti dai laboratori, a loro volta, sono spesso utili, ad esempio, negli studi sui peptidi, nella produzione di anticorpi e ormoni peptidici (o analoghi), o nella progettazione di nuovi enzimi e farmaci. Grazie alle sue eccellenti proprietà intrinseche, attraente profilo farmacologico, specificità e di solito bassa tossicità; ciò che tutto si traduce in ottima sicurezza, tollerabilità ed efficienza, i peptidi rappresentano un ottimo punto di partenza per il nuovo sviluppo terapeutico.
Peptidi e legame peptidico
Il legame peptide è un tipo amide di legame chimico covalente, che collega due alfa-aminoacidi consecutivi da C1 (carbonio numero uno) di un alfa-aminoacido e N2 (azoto numero due) di un altro aminoacido. La formazione di un legame peptide è un tipo di reazione di condensa, che consuma energia (negli organismi vivi, questa energia si ottiene dall’ATP). 2 aminoacidi si avvicinano l’un l’altro, con la catena non laterale (C1) acido carboxylico moiety di uno che si avvicina alla catena non lato (N2) aminomomomomomomo moiety dell’altro. Uno perde l’idrogeno e l’ossigeno del suo gruppo di carboxyl (COOH) e l’altro perde un idrogeno dal suo gruppo di amminomino (NH2). Questa reazione produce una molecola di acqua (H2O) e due aminoacidi uniti da un legame peptide (-CO-NH-).
Gli amminoacidi che sono stati incorporati nei peptidi sono indicati residui di aminoacidi. Tutti i peptidi, ad eccezione dei peptidi ciclici, hanno un residuo del terminale N (gruppo di ammine) e del terminale C (gruppo carboxyl) alla fine del peptid. Le informazioni che definiscono quali aminoacidi hanno formato il peptide e in quale ordine sono collegati dal legame peptide è chiamata sequenza di amminoacidi. Ogni peptide o proteina ha una sequenza propria e unica, e più di 100.000 diverse sequenze di aminoacidi di vari peptidi e proteine sono attualmente già conosciute e registrate.
Aminoacidi proteici
Gli amminoacidi naturali che si combinano in catene di peptidi e proteine sono chiamati aminoacidi proteici (o anche contrassegnati come aminoacidi “standard”). Circa 500 aminoacidi naturali sono noti, ma solo 22 di loro sono “proteine”. Di questi 22 aminoacidi proteici, 20 sono codificati dal codice genetico universale; e ci sono un gran numero di loro possibili combinazioni, che possono formare molti peptidi e proteine diversi. 20 aminoacidi proteinogenici, codificati dal codice genetico universale:
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Il codice genetico è l’insieme di regole utilizzate dalle cellule viventi per tradurre le informazioni codificate all’interno del materiale genetico (SEQUENZe di DNA o mRNA di terzine nucleotidiche, o codoni) in peptidi e proteine. Nella traduzione,l’RNA messaggero (mRNA) viene decodificato nel centro di decodifica del ribosoma per produrre una specifica catena di amminoacidi, o polipeptide. Il codice genetico definisce come i codoni specificano quale aminoacido verrà aggiunto successivamente durante la sintesi peptide/proteina. Il codice genetico è molto simile tra tutti gli organismi.
Funzioni principali dei Peptidi
Le proprietà chimiche e fisiche di un peptide dipendono direttamente dagli amminoacidi che costituiscono la sua struttura, dalla sequenza in cui sono collegati, nonché dalla forma specifica del peptide o da possibili modifiche post-traduzionali. E così come la loro struttura e le proprietà risultanti possono variare notevolmente, così i loro effetti e funzioni possono anche essere molto diversi. I peptidi sono sintetizzati in tutti gli organismi viventi – nell’uomo, negli animali, nelle piante e svolgono molti compiti importanti e funzioni insostituibili. Le funzioni più importanti dei peptidi negli organismi viventi includono:
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- I neuropeptidi servono neuroni nel cervello per comunicare tra loro
- I peptidi neurotropici promuovono la crescita, la sopravvivenza e la differenziazione dei neuroni in via di sviluppo e maturi
- Gli ormoni peptidi agiscono sul sistema endocrino e trasmettono segnali tra cellule e ghiandole (come messaggeri biologici)
- I peptidi cardiovascolari sono secreti dal cuore rispetto alle pressioni trasmurali cardiache
- I peptidi oppioidi svolgono un ruolo nelle emozioni, nei sentimenti, nella risposta allo stress o al dolore, nel controllo dell’assunzione di cibo, ecc.
- I peptidi antimicrobici sono una parte importante della difesa immunitaria innata in molti organismi viventi
- I peptidi antinfiammatori hanno proprietà antinfiammatorie, negli organismi multicellulari formano una parte importante del sistema immunitario
- I peptidi gastrointestinali controllano le funzioni degli organi digestivi
- I peptidi fungono da componenti strutturali: sono gli elementi costitutivi delle proteine
- I peptidi, come enzimi e catalizzatori biologici, accelerano le reazioni metaboliche
- I peptidi della pelle sono utilizzati nella cura della pelle
- I peptidi velenosi si trovano nei veleni animali
- I peptidi vegetali regolano la crescita, lo sviluppo e la riproduzione delle piante