background image

 

 

1

PEPTYDY 

BIOLOGICZNIE CZYNNE

Aleksander Kołodziejczyk

Gdańsk 2013

background image

 

 

2

Peptydy należą do bardzo rozpowszechnione związków w 
przyrodzie; pośród nich są: 

hormony

regulatory

antybiotyki

toksyny

glikopeptydy

lipopeptydy

substancje sygnałowe.

Przykłady peptydów naturalnych

Glutation - 

GSH

COOH

CH

2

SH

H

2

N-CH-CH

2

CH

2

CO-NH-CH-CO-NH-CH

2

COOH

Glu

Cys

Gly

-Glu-Cys-Gly

Biosynteza

Glu

+

Cys

ATP

enzym

-Glu-Cys

GSH

Gly, ATP

enzym

Występuje we wszystkich komórkach zwierząt 
wyższych i u wielu mikroorganizmów. Znane są jego 
naturalne analogi, w których zamiast 

Glu

 występuje 

Asp

 lub 

pGlu

GSH

2

[O]

[H]

GSSG

+  HOH

Jest składnikiem koenzymów: 

hydrolazy acyloglutationowej

dehydrogenazy foraldehydowej

tautomerazy 

indolilopirogronowej i innych ciał czynnych.

pozyskiwany

jest z drożdży

     bierze udział

w reakcjach redoks

background image

 

 

3

Tyreoliberyna, uwalnia 

tyreotropinę

pGlu

-

His

-

ProNH

2

Jeden z 

syntetycznych analogów TRF

 jest 

aktywniejszy od 

hormonu natywnego

.

[1-Me-His

2

]TRF

TRF

 Thyreotropin Releasing Factor

N

O

O

NH

CH

2

N

N

CH

3

H

N

CONH

2

O

C

C

C

pGlu

1-Me-His

Pro-NH

2

Peptydy opioidowe – ich nazwa wywodzi się od opium

Z produktów naturalnych wyizolowano kilkanaście peptydów 
opioidowych
, a syntetycznie otrzymano kilka tysięcy ich analogów.

Poszukuje się peptydu opioidowego odziałaniu przeciwbólowym, 
ale pozbawionego niekorzystnych cech 

morfiny

. Zsyntezowano 

peptydy opioidowe znacznie aktywniejsze od 

morfiny

 w działaniu 

przeciwbólowym, ale one też wykazują 

właściwości narkotyczne

uszkadzają organy wewnętrzne

działają szkodliwie na układ 

oddechowy i krążenia

.

background image

 

 

4

Enkefaliny, są to pentapeptydy, początkowo odkryte w mózgu, stąd 
ich nazwa (gr. enkephalos = mózg), później okazało się, że występują 
prawie we wszystkich tkankach.

Tyr-Gly-Gly-Phe-

Leu    

Leu-

enkefalina

 

Tyr-Gly-Gly-Phe-

Met    

Met-enkefalina

 

Prekursorem 

enkefalin

 jest białko – 

proenkefalina A

 – zawierające 

271 reszt AA
w tym 6 sekwencji 

Met-enkefaliny

 i 1 sekwencje 

Leu-enkefaliny

.

Peptydy opioidowe oddziałują z tymi samymi receptorami co 

morfina

: i.

Aktywność opiatów i opioidów sprawdza się za pomocą testów, np. 
dawniej 

gorącej płytki 

czy 

cofania szczurzego ogona 

, a obecnie 

in vitro:

GPI

 – jelita skrętnego świnki morskiej (quina pig ileum

MVD

 – nasieniowodu myszy (mouse vas deferens)

HVD

 – nasieniowodu chomika

RVD

 – nasieniowodu szczura

background image

 

 

5

Enkefaliny jak większość peptydów szybko ulega 

enzymatycznej 

hydrolizie

 tracąc aktywność. Zwiększoną odporność enkefalin na 

biodegradację uzyskano poprzez: 

- zastąpienie 

L-AA

 aminokwasami 

D-AA

,

- modyfikację C-końca – 

amidowanie

redukcja

 -COOH,

- modyfikację N-końca – 

N-alkilowanie

N-acylowanie

,

- wprowadzenie 

wiązań izosterycznych

 czy 

cyklizację

.

Tyr-

D

-Ala-Gly-Phe-Leu

[

D

-Ala

2

]-Leu-enkefalina

[

D

-Ala

2

,

D

-Leu

5

]-Leu-enkefalina

Tyr-

D

-Ser-Gly-Phe-Leu-Thr

Tyr-

D

-Ala-Gly-N-MePhe-Gly-ol

Enkefaliny modyfikowane:

background image

 

 

6

Tabela      Aktywność przeciwbólowa i selektywność 

morfiny

 i opioidów

 

Analgetyk

IC

50

(nM)

Selektyw-

ność

 

(/)

MVD/GPI

 

GPI

MVD

Morfina

      70

    390

        5,6

Met-enkefalina

    157

      15

        0,1

Leu-enkafelina

    246

      11

       
0,05

-endorfina

      67

      82

         1,2

Dermorfina

        3

      29

         9

Dynorfina A(1-13)

    231

    162

         0,1

[-Ala]-Met-enkefalina

>150
0

>300
0

       >2

[Ala

1

]-dynorfina A(1-13)

    750

25 
500

       34

Tyr-Ala-Gly-
NHCH(CH

3

)CH

2

CH(CH

3

)

2

>5.10

4

>5.10

4

       ~1

Na podstawie aktywności w testach 

GPI

 i 

MVG

 można oszacować 

względną selektywność preparatu wobec receptorów  i 

Tyr-

D

-Met-Gly-MePhe-ol 

(syndyphalin)

>10

5

 

 

background image

 

 

7

Morfina

 i enkefaliny są zupełnie różnymi związkami; różnią się 

składem i kształtem. 

Morfina

 jest sztywnym policyklicznym 

związkiem, a cząsteczki enkefalin są elastyczne, a to pozwala im 
przyjmować różne kształty, w tym zbliżone do pewnych fragmentów 

morfiny

. W 

morfinie

 i w enkefalinach występuje podobny 

strukturalnie fragment przypominający 

tyraminę

 – endogenną 

aminę.

O

H

CH

2

CH

2

NH

2

tyramina

CH

3

O

H

CH

2

CH

O

H

O

morfina

enkefalina

nalokson

CH

2

-CH=CH

2

O

H

CH

2

CH

O

O

O

H

CH

2

CH

NH

2

Gly-Gly-Phe-Leu

O C

Tyr

(Met)

background image

 

 

8

Endorfiny – endogenne morfiny

 

Znane są, ,  i  endorfiny; różnią się one długością łańcucha 

peptydowego (około 30 AA) i nieznacznie składem AA

-endorfina

 człowieka

 

1                                  5                                     10                                 

    15

Thr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-
Val-

 

                          

20                                 25                                

    30

Thr- Leu-Phe-Lys-Asn-Ala-Ile-Ile-Lys-Asn-Ala-Tyr-Lys-Lys-

Gly-Glu

Endorfiny występują w wielu tkankach, np. w mózgu, płynie 
mózgowo-rdzeniowym, nerkach, we krwi, w żołądku, jelitach, a 
nawet w łożysku. 

Wysiłek fizyczny, zadowolenie z osiągniętego sukcesu akupunktura i 
stres wywołują wydzielanie się endorfin. Przyjmowanie 
egzogennnych endorfin prowadzi do uzależnienia.

Inne peptydy opioidowe

dynorfiny

kazomorfiny

dermorfiny

.

background image

 

 

9

Adrenokortykotropina – ACTH, (

kortykotropina

), 39-peptyd

wykryty w latach 50. XX w., pierwsza syntezę przeprowadzono w 
1963 r. 

Hormon produkowany przez przedni płat przysadki mózgowej, działa 
w nadnerczach, gdzie stymuluje wytwarzanie kortykosterydów

   

1                                 5                                        10                      

                 15

   

Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-

Gly-Lys-

 

                                                     

20                                     25                         

             30

-Lys-Arg-Arg-Pro-Val-Lys-Val-Tyr-Pro-Asn-Gly-Ala-Glu-Asp-
Glu-

 

                                                    

35                              39

-Ser-Ala- -Glu-Ala-Phe-Pro-Leu-Glu-Phe

ACTH 
ludzkie

ACTH

 różnych ssaków obserwuje się niewielkie różnice w 

składzie  AAN-końcowy fragment 1-24 zachowuje pełną aktywność 
biologiczną.

AA 5-10 stanowią
miejsce aktywne hormonu

      11-18 miejsce

wiążące z receptorem

11-24

adres

25-39 specyficzność

       gatunkowa

Syntetyczne analogi ACTH (głównie 1-24), produkowane od 1967 
r
., są stosowane klinicznie do leczenia alergii, zapalenia stawów i 
innych organów, stymulowania przysadki, w onkologii, hematologii, 
endokrynologii, dermatologii ...

background image

 

 

10

Prekursorem 

ACTH

 jest glikoproteina - 

proopiomelanokortyna 

Z niej powstają także melanotropinylipotropiny oraz peptydy 
opioidowe
.

C C

C C

R-K

R-R

K-R

K-R

K-K R-R

K-R

K-K

K-R

K-K

1          20          40            60             80            100           120           140            160          180         200          220            240           260

ACTH

-MSH

-MSH

-MSH

peptyd

sygnałowy

peptyd N-terminalny

3

-MSH

-LPH

-LPH

-endorfina

Melanotropina – 

MSH

Przysadka mózgowa 
wytwarza 
trzy melanotropiny

Stymulują one syntezę 

melaniny

 i regulują dystrybucję tego 

barwnika w skórze. Poziom 

MSH

 regulują 

melanoliberyna

 i 

melanostatyna

.

Żaby i jaszczurki pod wpływem MSH dostosowują swoje 
zabarwienie do koloru otoczenia. Syntetyczny analog 

[Nle

4

,D-

Phe

7

]-MSH

 jest znacznie aktywniejszy i działa dłużej niż peptyd 

natywny

 (13 AA)

 (18 AA)

 (12 AA)

           

1                                                                                    10

Ac-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-NH

2

-MSH

background image

 

 

11

Oksytocyna i 
wazopresyna

9-peptydy wytwarzane w podwzgórzu i magazynowane w 
przysadce; należą do 

neuropeptydów

, czyli hormonów 

peptydowych wydziela-nych przez tkankę nerwową. Nazywane są 
też a hormonami tylnego płata przysadki mózgowej.

Są znane również 

hormony tkankowe

, wytwarzane przez tkanki 

pełniące inne funkcje (np. w żołądku wydzielana jest 

gastryna

) i 

hormony gruczołowe

 (wydzielane przez specjalne gruczoły 

dokrewne, np. androgenyestrogeny czy kortykosteroidy

Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH

2

oksytocyna

1          2      3      4          5        6        7        8         9

Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH

2

wazopresyna

1         2       3         4          5        6        7        8         9

OT

Oksytocyna

 i 

wazopresyna

 są cyklicznymi nonapeptydami. 

AVP 

ludzka i wołowa

background image

 

 

12

Oksytocyna

 wywołuje skurcze mięśni gładkich ciężarnej macicy – 

aktywność oksytotyczna

wraz z 

prolatyną

 stymuluje laktację – 

aktywność laktacyjna

Wpływa na zespół zachowań macierzyńskich

 - ZZM

.

Podana dziewiczym samicom szczura wywołuje 

ZZM

 u >40% samic; 

podana dziewiczym samicom szczura wraz z estrogenami wywołała 

ZZM

 w >80% przypadków.

Jest odpowiedzialna za 

aktywność socjalną

.

Wazopresyna

 reguluje stężenia moczu, jest to 

aktywność 

antydiuretyczna

Zagęszcza promocz

 do dziesięciu razy. 

Nazywana  jest też 

antydiuretyną

 (

hormonem antydiuretycznym

).

Brak lub małe stężenie 

AVP

 wywołuje moczówkę prostą. 

AVP

 wpływa na zwiększenie ciśnienia tętniczego krwi jest to 

aktywność presyjna

. Stymuluje także proces zapamiętywania i 

uczenia się.

background image

 

 

13

Zbliżona budowa 

OT

 i 

VP

 są odpowiedzialne 

za resztkową hormonalną aktywność obu 

peptydów

Peptyd

Aktywność [jednostki międzynarodowe IU]

oksytotyczn
a

laktacyjna

antydiu-
retyczna

presyjna

OT

   

520

  

475

4

     

4

AVP

     

14

    

70

   

323

  

369

[Thr

4

]OT

   

923

  

543

       

0,9

      

0,5

[Phe

2

,Orn

8

]OT

     

~1

      

7

       

0,6

  

124

dVDAVP

     

~8

      -

 

1230

antagonist
a

dDAVP

      -

      

3

 

1200

      

0,4

background image

 

 

14

Otrzymywanie oksytocyny

 

Oksytocynę wytwarza się syntetycznie metodą SPPS.

Z-Cys(Bzl)-Tyr(Bzl)-Ile-Gln-Asn-Cys(Bzl)-Pro-Leu-Gly-

P

NH

3

/MeOH

Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH

2

[O]

Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH

2

Z-Cys(Bzl)-Tyr(Bzl)-Ile-Gln-Asn-Cys(Bzl)-Pro-Leu-Gly-NH

2

Na/NH

3

liq

Znana jest również synteza enzymatyczna 

OT

Boc-Cys(Acm)-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys(Acm)-Pro-Leu-Gly-NH

2

CT: chymotrypsyna; CP: chymopapaina; P: papaina; Y
karboksypeptydaza; 
PPSE: postprolinowa specyficzna endoproteaza

P CT Y CP CP

P PPSE Y

background image

 

 

15

Insulina

51-peptyd wytwarzany w trzustce należy do jednych z najlepiej 
znanych peptydów, ponieważ jest powszechnych lekiem dla 
diabetyków. Zaliczana jest czasami do białek, ponieważ tworzy 
dimery, a nawet heksamery zawierające ponad 100 reszt AA.

Została odkryta w 1921 r. a jej odkrywcy otrzymali nagrodę Nobla 
już w 1923 r. 

Insulina

 zbudowana jest z dwóch łańcuchów: A, w 

którym jest 21 reszt AA i B, zawierającym 30 reszt. Oba łańcuchy 
połączone są dwoma mostkami disilfidowymi, a ponadto w łańcuchu 
A znajduje się trzeci mostek disulfidowy.

Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn

1    2     3      4      5        6      7      8      9    10     11  12     13     14    15     16     17    18    19    20      21

1      2       3       4      5      6        7       8      9     10     11    12    13    14    15     16    17    18     19    20    21

Phe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg

22

Gly

30        29        28        27        26        25         24

Phe

23

Tyr

Phe

Thr

Pro

Lys

Thr

S-S

S-S

S

S

A

B

background image

 

 

16

Insulina jest lekiem ratującym życie diabetykom. Przez 
dziesiątki lat w terapii stosowano 

insulinę

 izolowaną z trzustek 

zwierząt rzeźnych – wołową i wieprzową. Z 1 kg trzustek wołowych 
otrzymuje się około 2000 IU 

insuliny

, a jednorazowa dawka 

lecznicza wynosi kilkaset IU.

 

Insulina

 wieprzowa i wołowa wykazują aktywność biologiczną 

prawie identyczną z HI, jednak po długotrwałym stosowaniu mogą, 
jako obce białka, wywoływać reakcje alergiczne, nawet groźne dla 
życia.

1 mg insuliny = 24 IU

Chemiczna synteza HI jest ekonomicznie nieopłacalna, nie można jej 
również ze względów oczywistych pozyskiwać z materiału ludzkiego. 
W latach 80. XX w. rozpoczęto produkcję HI dzięki inżynierii 
genetycznej wykorzystując bakterie E. coli zawierające gen 
odpowiedzialny za wytwarzanie tego hormonu.

Produkcję prowadzi się dwoma sposobami:

a. wytwarzanie 

proinsuliny

 i jej hydrolizę do 

insuliny

b. osobną syntezę obu łańcuchów i utlenianie ich do HI

background image

 

 

17

S

S

S

S

S

S

OOC

H

3

N

5

10

15

20

25

30

5

10

15

20

5

10

10

15

20

25

-

+

33

proinsulina

84 AA

S

S

S

S

S

NH

3

OOC

S

5

5

10

15

20

10

15

20

25

-

+

insulina

 51 AA

background image

 

 

18

W drugiej metodzie łączenie obu łańcuchów 

A

 i 

B

 tak, żeby powstała 

insulina

 początkowo napotykało na ogromne trudności. Utlenianie 

obu łańcuchów prowadzi do powstania wielu produktów: 
monomerówoligomerów liniowych i cyklicznych, w tym tylko 1-
2%
 właściwej HI.
Powstają 4 monomery

3 A

   i   

1 B 

dimerów jest więcej

57 A

2

,  

 

2 B

2

,   

12 AB

; tworzy się ~ 3000 trimerów

A

3

B

3

A

2

B

AB

ponadto tetramery i wyższe oligomery.

SH SH

SH

SH

SH

SH

A

B

[O]

S S

S

S

[O]

S S

S

S

+

S

S

S

S

+

AA

S

S

BB

[O]

S S

S

S

S

S

HI

S

S

S

S

S

S

+

S

S

S

S

S

S

+

S

S

S

S

S

S

+

S S

S

S

S

S

+

S

S

S

S

S

S

+

+

background image

 

 

19

O

3

SS

SSO

3

S

S

O

3

SS

O

3

SS

SO

3

30

B

Phe

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

14

15

17

28

13

16

Cys

24

23

18

19

20

21

22

25

27

29

26

Phe

Val

Asn

Gln

His

His

Leu

Gly

Gly

Gly

Ser

Leu

Leu

Leu

Val

Val

Glu

Glu

Ala

Tyr

Tyr

Cys

Arg

Phe

Thr

Pro

Lys

Thr

1

A

Gly

Ile

Val

Glu

Gln

Cys

Cys

Cys

Thr Ser

Ile

Ser

Leu

Tyr

Gln

Leu Glu Asn

Tyr

Cys

Asn

13

16

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

14

15

17

18

19

20

21

-

O

3

S

-

-

-

-

-

+

DTT

DTT – odczynnik Clelanda

S

H

O

H

OH

SH

butano-2,3-diol-1,4-ditiol

HI 50%

S S

S

S

1

A

Gly

Ile

Val

Glu

Gln

Cys

Cys

Cys

Thr Ser

Ile

Ser

Leu

Tyr

Gln

Leu

Glu

Asn

Tyr

Cys

Asn

13

16

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

14

15

17

18

19

20

21

S

S

B

Phe

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

14

15

17

28

13

16

Cys

24

23

18

19

20

21

22

25

27

26

Phe

Val

Asn

Gln

His

His

Leu

Gly

Gly

Gly

Ser

Leu

Leu

Leu

Val

Val

Glu

Glu

Ala

Tyr

Tyr

Cys

Arg

Phe

Thr

Pro

Lys

Thr

30

29

background image

 

 

20

Znana jest także mikrobiologiczno-chemiczna metoda otrzymywania 
HI

Są drożdże wytwarzające peptyd zbliżony budową do HI, tzw 

des(B30)

, znany jako 

insulina jednołańcuchowa

. Ma ona mostki 

disulfidowe w tych samych miejscach co HI, brakuje jej jednak 

Thr

30

des(B30)

 przekształca się w HI w reakcji transpeptydacji za 

pomocą 

trypsyny

 w obecności estru 

Thr

.

S

S

S

S

S

S

Lys-Gly

Asn

Phe

S

S

S

S

S

S

Gly

Asn

Phe

Lys-Thr-OR

Thr-OR

T

 

                         Proces

Zawartość

białka 

drożdży 

[ppm]

SCI  lub 
HI

[%]

 

(HPLC)

Fermentacja 
drożdżowa

 

 

Odwirowanie 

komórek 

drożdżowych

 

 

Oczyszczanie 

na 

jonitach

>15 
000

90

Krystalizacja

               

<10

97

Transpeptydacja 

do 

estru HI

 

 

Filtracja 

żelowa, 

oddzielenie

 

 

Oczyszczanie 

na 

jonitach

 

 

Usuwanie 

osłony 

estrowej

 

 

Preparatywna HPLC

                   

<1

       

>99,5

Insulina

 do celów 

farmakologicznych musi 
być dokładnie oczyszczona

Insulina 
jednoskładnikowa

 – 

jeden pik w HPLC

background image

 

 

21

Od końca XX w. 

insulinę

 zaczęto wykorzystywać do dopingu. 

Pomaga ona zwiększać masę mięśni, działa synergicznie ze 
sterydami anabolicznymi i 

hormonem wzrostu

. Podana wraz z 

glukozą

 bezpośrednio przed zawodami

 zwiększa wydolność 

zawodnika

, ponieważ zwielokrotnia szybkość spalania glukozy.

Egzogenna insulina jest 

trudna do wykrycia

, gdyż trudno ją 

odróżnić od endogennej, a ponadto połowiczny czas rozpadu 

insuliny

 wynosi tylko kilka minut.

Insulina

 jest nie tylko 

nielegalnym anabolikiem

, ale i 

substancją 

niezwykle groźną dla zdrowia i życia

Niszczy system 

immunologiczny

degeneruje organy wewnętrzne

wywołuje 

bezpłodność

, a przedawkowanie prowadzi do 

śpiączki

 i 

zgonu

.

background image

 

 

22

Tuftsyna, jest to tetrapeptyd – 

Thr-Lys-Pro-Arg

 – o 

właściwościach immuno-regulacyjnychantybakteryjnych
antywirusowych antykancerogennych, wyizolowany został z 
krwi ssaków. Pomimo wielu prób i otrzymaniu dużej liczby analogów 
nie znalazła zastosowania terapeutycznego; szybko ulega 
biodegradacji.

Proktolina– peptydowy hormon owadzi – 

Arg-Tyr-Leu-Pro-Thr 

Działa jako 

neurotransmiter

 i 

czynnik miotropowy

 – wywołuje 

skurcze odbytnicy, mięśni gładkich, szkieletowych, serca, jelit i 
jajowodów. Prowadzono próby wykorzystania 

proktoliny 

do 

zwalczania niepożądanych owadów.

Bombezynę I wyizolowana ze skóry żab europejskich rodzaju 
Bombina.

pGlu-Gln-Arg-Leu-Gly-Asp-Gln-Trp-Ala-Val-Gly-His-Leu-Met-
NH

2

Obniża ciśnienie krwi, wywołuje skurcze mięśni gładkich, silnie 
oddziałuje na central-ny układ nerwowy, zaburza działanie 
mechanizmu utrzymującego stałą temperaturę ciała ssaków. 1 ng 
wprowadzony do mózgu szczura przetrzymywanego w pomiesz-
czeniu o temp. 4

o

Cpowoduje obniżenie temperatury jego ciała do 

5

o

C w ciągu 15 min.

background image

 

 

23

Somatotropina

 – STH

hormon wzrostu

 – GH

Ludzka STH zawiera 191 reszt AA, jest więc białkiem, jednak 
zwykle omawia się ją razem z h. peptydowymi. Nazwa 

somatotropina

 pochodzi od tego, że oddziałuje na całe ciało – 

działa anabolicznie

Jej 

synteza

 zachodzi w przednim płacie przysadki mózgowej

Stymuluje wzrost ciała (stąd 

h. wzrostu

), wpływa głównie na 

podłużny wzrost kości, co umożliwia rozrost tkanek miękkich. 
Syntezę STH uruchamia  

somatoliberyna

, a wstrzymuje 

somatostatyna

Brak STH w okresie wzrostu prowadzi do 

karłowatości

; zdarza się 

kilkanaście przypadków na 1 mln urodzeń. Nadmiar STH w okresie 
wzrostu prowadzi do 

gigantyzmu

, a w wieku dorosłym wywołuje 

akromegalię

 – przerost kończyn, języka, nosa, podbródka i uszu.

Karłowatość

 można leczyć 

somatoliberyną

. W wielu przypadkach 

trzeba jednak stosować STH. Za pomocą tego hormonu można 
zwiększyć wzrost o 20 cm, a nawet więcej. Hormon należy podawać 
od momentu wykrycia karłowatości do osiągnięcia wieku dorosłego. 
Koszt kuracji – 

tysiące euro miesięcznie

.

STH stosuje się też w przypadku zespołu Turnera, rzadkiego 
schorzenia 
dziewcząt wynikającego z braku u nich drugiego chromosomu X
Podawanie takim dziewczynkom STH nie leczy, ale zmniejsza objawy 
schorzenia poprzez przyspieszenie wzrostu pacjentek i zapewnia 
zachowanie żeńskich proporcji ich ciała.

Nie leczy z bezpłodności

background image

 

 

24

Chemiczna synteza STH jest nierealna, otrzymuje się nią z 1% 
wydajnością i 2% aktywnością. Pozyskiwanie STH z ludzkich zwłok 
jest mało wydajne i niebezpieczne ze zdrowotnego punktu widzenia. 
STH innych ssaków jest nieaktywne dla ludzi.

STH jest pierwszym białkiem, którego produkcja została 
uruchomiana dzięki inżynierii genetycznej.
STH jest szeroko stosowana w terapii, między innymi do leczenia 
oparzeń

niepłodności

dystrofii mięśniowej

, 

rzeszotowienia 

kości

,

odleżyn i złamań

, przewlekłej niewydolności nerek,  

zaburzeń 

okresu przekwitania

. Przedawkowanie STH prowadzi do 

cukrzycy

 

nowotworów

.

Pod koniec XX w. STH zaczęto stosować jako środek dopingowy. Jest 
również reklamowana jako cudowny eliksir młodości.

Wykorzystywanie STH w sporcie jest zakazane!

 

Ze względu na obecność endogennej STH wykrycie stosowania jej 
jako dopingu było bardzo trudne. Początkowo domyślano się 
wykorzystywania STH jako dopingu na podstawie wzmożonego 
przemytu tego preparatu przed ważnymi zawodami. Obecnie można 
wykryć endogenny STH w próbce krwi pobranej od zawodnika.

background image

 

 

25

Toksyny

Wiele toksyn ma budowę peptydową. Zawierają one często AA 
niebiałkowe, w
tym 

D

-AA i 

-rozgałęzione, co utrudnia ich biodegradację w 

organizmie, a więc przeciwdziała szybkiej utracie aktywności. 
Podobną rolę pełni cykliczna budowa toksycznych peptydów.

N

H

CH

3

OS

CH

2

R''

HC

N

H

OH

CO

CH

3

NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH

2

-CO

CO-CH-NH-CO-CH-NH-CO-CH

2

-N

H

2

C-COOR'''

NH

CH-CH-CH

2

-CH

3

CO

RCHR

CHCH

3

Amatoksyna 

toksyczny peptyd

jadu 

muchomora sromotnikowego

background image

 

 

26

Antybiotyki peptydowe

Do antybiotyków peptydowych należą m.i. penicyliny i 
cefalosporyny.

O

NH

N

S

C

H

3

C

H

3

HOOC

C-CH

2

O

Val

Cys

RCO-

benzylopenicylina

(

penicylina G

)

Wydzielana przez pleśń Penicilinum notatum

 penicylina G

, odkryta 

przez Fleminga 1929 r. została w terapii zastosowana w 1942 r
1945 rFleming oraz Florey i Chain otrzymali nagrodę 
Nobla

1998 r. czytelnicy Polityki uznali 

penicylinę

 

za największe 

odkrycie

 XX w.

background image

 

 

27

Penicylina G

 przez dziesiątki lat była najczęściej stosowanym 

antybiotykiem. 
Później wprowadzono do terapii jej półsyntetyczne analogi

odporniejsze

 na działanie 

-laktamazy; są one przyjmowane

 

doustnie

 lub pod 

innym względem

 przewyższają związek 

macierzysty.

Produkcja penicylin półsyntetycznych oparta jest na aminokwasie – 
6-AP 
(

kwasie 6-aminopenicylanowym

) otrzymywanym z 

penicyliny G

 w 

reakcji 

hydrolizy

, enzymatycznej lub chemicznej

O

NH-CO-CH

2

-

N

S

C

H

3

C

H

3

HOOC

hydroliza

enzymatyczna

lub chemiczna

O

NH

2

N

S

C

H

3

C

H

3

HOOC

penicylina G

kwas 6-aminopenicylanowy

                 6-AP

pierścień 
tiazolidynowy

Kwas 6-AP można acylować dowolnym kwasem.

O

NH

N

S

C

H

3

C

H

3

HOOC

R

O

C

R

O

H

2

C

V-cylina

 –

fenoksymetylopenicylina

, zawiera resztę 

kwasu fenoksyoctowego, powstaje fermentacyjnie 
po dodaniu 

kwasu fenoksyoctowego

 do brzeczki 

fermentacyjnej

background image

 

 

28

N

O

C

H

3

oksacylina

 – 

3-fenylo-5-metylo- 4-

izoksazolilopenicylina

reszta kwasu 3-fenylo-5-
metyloizoksazolokarboksylowego

O

NH

N

S

C

H

3

C

H

3

HOOC

MeO

O

CH

S

COOH

C

temocylina

 – metoksypenicylina, bardzo 

odporna na działanie -laktamaz

O

NH

N

S

C

H

3

C

H

3

O

O

O

O

O

C(CH

3

)

3

CH

NH

2

CH

2

C

C

C

piwampicylina

 – wchłania się szybko i 

prawie całkowicie z przewodu 
pokarmowego

S

CH

2

N

O

NH

COOH

O

O

C

H

3

(CH

2

)

3

O

CH

NH

2

COOH

C

C

cefalosporyna C

pierścień 
tetrahydrotiazynowy

penicyliny półsyntetyczne

ampicylina

 – 

aminofenylometylopenicylina

, reszta 

fenyloglicyny.

MeO

MeO

metycylina

 – 

2,6-dimetoksyfenylopenicylina 

reszta 

kwasu 
2,6-dimetoksybenzoesowego

CH

NH

2

background image

 

 

29

Bacytracyny są wytwarzane przez Bacillus licheniformis

11-peptyd

Antybiotyk bardzo toksyczny dla ludzi; używany zewnętrznie, w 
postaci kropel, maści lub proszku.

N

H

2

N

S

CH

3

-CH

2

-CH-CH

CO

H

C

H

3

H

H

bacytracyna A

Leu

D

-Glu Ile

Lys

D

-Orn

Ile

D

-Phe

His

D

-Asp

Asn

background image

 

 

30

Aktynomycyny są wytwarzane przez szczepy Streotomyces

O

N

CH

3

CH

3

NH

2

O

Thr

O O

Thr

O

O

C

C

D

-Val

MeVal

Pro

Sar

D

-Val

Pro

Sar

MeVal

Dwa pierścienie pentadepsipeptydowe 
przyłączone do barwnego układu 
aminofenoksazonowego – 

kwasu 2-amino-

4,6-dimetylo--3-okso-3H-fenoksazono-1,9-
dikarboksylowego

Należą do chromopeptydów, barwnych związków zawierających 
chromofory. 

Polimyksyny są wytwarzane przez bakterie Bacillus polymyxa

i-oktanoilo-

A

2

bu-Thr-A

2

bu-A

2

bu-A

2

bu-D-Phe-A

2

bu-A

2

bu-Thr

polimyksyna B

2

N-acylowane cykliczne dekapeptydy , bardzo aktywne przeciw 
bakteriom Gram-ujemnym; toksyczne dla ludzi. Stosowane są 
zewnętrznie, np. w kroplach do oczu i uszu.

Aktomycyna D

(

daktynomycyna

); ma pomarańczowe zabarwienie.

background image

 

 

31

Walinomycyna

Cykliczny 12-peptyd o 
właściwościach jonoforowych

trzykrotnie powtarzający się 
tetradepsipeptyd

           L

-mle-

Val

-

D

-HO-i-wal-

D

-Val

L

-mle

kwas 

L

-mlekowy

D

-HO-i-wal: kwas 

D

-

hydroksyizowaleraianowy

D

-Val

Val

L

-mle

D

-HO-i-wal

Val

D

-Val

L

-mle

D

-HO-i-wal

Val

D

-Val

L

-mle

D

-HO-i-wal

O

N

O

O

H

CH

3

CH

3

O

CH

3

N

O

O

O

H

CH

3

CH

3

CH

3

C

H

3

N

O

H

O

O

C

H

3

CH

3

N

C

H

3

O

H

C

H

3

C

H

3

O

N

C

H

3

C

H

3

O

O

H

C

H

3

C

H

3

O

N

C

H

3

CH

3

O

H

CH

3

CH

3

O

C

H

3

O

background image

 

 

32

Gramicydyny są wytwarzane przez Bacillus brevis

Mają właściwości jonoforowe

Leu

Orn

Val

Pro

D

-Phe

Leu

Orn

Val

Pro

D

-Phe

gramicydyna S

dwukrotnie 
powtórzony
fragment 
pentapeptydowy

Zagnieżdża się w błonach 
komórkowych tworząc wyrwy, 
przez które transportowane 
są protony i jony metali 
alkalicznych, co zaburza 
gospodarkę mineralną komórki 

K

+

Gramicydyna A

 jest liniowym 15-peptydem, który 

przyjmuje kształt 
helisy z hydrofobowymi grupami bocznymi 
ustawionymi na zewnątrz

 

Taka helisa w postaci dimeru ogon-ogon 
zagnieżdżając się w błonie komórkowej tworzy 

transbłonowy kanał

 transportujący jony 

kationów metali alkalicznych, np. Na

+

Pojedynczy kanał jest w stanie 
przetransportować 
10

7

 kationów/sek

-Val

Gly

Ala

D

-Leu

D

-Val

Val

Trp

D

-Val

Ala

D

-Leu

Trp

D

-Leu

Trp

Trp

D

-Leu

-NH-CH

2

-CH

2

OH

CHO

1

5

10

15


Document Outline