ドロソマイシン、ペプチドの例

ペプチドは、ペプチド結合によってつながれたアミノ酸の短い鎖です。[1] [2]ポリペプチドは、より長く連続した分岐のないペプチド鎖です。[3]分子量が10,000 Da以上のポリペプチドはタンパク質と呼ばれます。[4] 20個未満のアミノ酸の鎖はオリゴペプチドと呼ばれ、ジペプチド、トリペプチド、テトラペプチドが含まれます。

ペプチドは、核酸、オリゴ糖、多糖類など とともに、生物学的ポリマーおよびオリゴマーという広い化学クラスに分類されます。

タンパク質は、生物学的に機能的な方法で配置された1つ以上のポリペプチドで構成され、多くの場合、補酵素や補因子などのリガンド、別のタンパク質やDNAやRNAなどの他の高分子、または複雑な高分子アセンブリに結合しています。[5]

ペプチドに組み込まれたアミノ酸は残基と呼ばれます。アミド結合の形成時に水分子が放出されます。[6]環状ペプチドを除くすべてのペプチドは、ペプチドの末端にN末端（アミン基）とC末端（カルボキシル基）の残基を持っています（図のテトラペプチドに示すように）。

分類

ペプチドには、その起源と機能によって分類される多くの種類があります。『生物学的活性ペプチドハンドブック』によると、ペプチドのグループには、植物ペプチド、細菌／抗生物質ペプチド、真菌ペプチド、無脊椎動物ペプチド、両生類／皮膚ペプチド、毒ペプチド、癌／抗癌ペプチド、ワクチンペプチド、免疫／炎症ペプチド、脳ペプチド、内分泌ペプチド、摂取ペプチド、胃腸ペプチド、心血管ペプチド、腎臓ペプチド、呼吸ペプチド、オピオイドペプチド、神経栄養ペプチド、血液脳ペプチドなどが含まれます。[7]

リボソームペプチドの中には、タンパク質分解を受けるものがあります。これらは、高等生物において典型的にはホルモンやシグナル伝達分子として機能します。一部の微生物は、ミクロシンやバクテリオシンなどの抗生物質としてペプチドを産生します。[8]

ペプチドは、リン酸化、水酸化、スルホン化、パルミトイル化、グリコシル化、ジスルフィド形成などの翻訳後修飾を頻繁に受ける。一般的にペプチドは直鎖状であるが、投げ縄構造が観察されている。[9]カモノハシ毒におけるL-アミノ酸からD-アミノ酸へのラセミ化など、より特異な修飾も起こる。[10]

非リボソームペプチドは、リボソームではなく酵素によって組み立てられます。一般的な非リボソームペプチドとしては、ほとんどの好気性生物の抗酸化防御の構成要素であるグルタチオンが挙げられます。 [11]その他の非リボソームペプチドは、単細胞生物、植物、真菌に最も多く見られ、非リボソームペプチド合成酵素と呼ばれるモジュール型酵素複合体によって合成されます。 [12]

これらの複合体はしばしば類似した構造をしており、多くの異なるモジュールを含んでおり、生成中の生成物に対して多様な化学操作を行うことができます。[13]これらのペプチドは環状であることが多く、非常に複雑な環状構造をとることもありますが、線状の非リボソームペプチドもよく見られます。このシステムは脂肪酸やポリケチドを構築する機構と密接に関連しているため、ハイブリッド化合物がしばしば見られます。オキサゾールまたはチアゾールの存在は、化合物がこの方法で合成されたことを示唆することがよくあります。[14]

ペプトンは、動物の乳または肉をタンパク質分解によって消化したものから得られます。[15]得られた物質には、小さなペプチドに加えて、脂肪、金属、塩、ビタミン、その他多くの生物学的化合物が含まれています。ペプトンは、細菌や真菌の培養のための栄養培地に使用されます。[16]

ペプチド断片とは、タンパク質の起源を同定または定量するために使用されるタンパク質の断片を指します。[17]多くの場合、これらは実験室で管理されたサンプルに対して行われた酵素分解の産物ですが、法医学的または古生物学的サンプルが自然の影響によって分解されたものである場合もあります。[18] [19]

化学合成

アミノ酸表
Fmoc -α-アミン保護アミノ酸を用いたリンクアミド樹脂上での固相ペプチド合成

タンパク質-ペプチド相互作用

タンパク質（オレンジ）とペプチド（緑）の相互作用の例。Propedia（ペプチド-タンパク質相互作用データベース）より引用。[20]

ペプチドはタンパク質やその他の高分子と相互作用することができます。細胞シグナル伝達など、ヒト細胞における多くの重要な機能を担い、免疫調節剤としても作用します。[21]実際、ヒト細胞におけるタンパク質間相互作用の15～40%はペプチドによって媒介されているという研究報告があります。[22]さらに、医薬品市場の少なくとも10%はペプチド製品に基づいていると推定されています。[21]

家族の例

このセクションのペプチドファミリーは、通常ホルモン活性を有するリボソームペプチドです。これらのペプチドはすべて、細胞内でより長い「プロペプチド」または「プロタンパク質」として合成され、細胞外へ排出される前に切断されます。そして血流中に放出され、そこでシグナル伝達機能を発揮します。[23]

抗菌ペプチド

タキキニンペプチド

血管作動性腸管ペプチド

  • VIP（血管作動性腸管ペプチド； PHM27）
  • PACAP 下垂体Aデノレートシクラーゼ活性化ペプチド​
  • ペプチドPHI 27 (ペプチドHイスチジンIソロイシン 27 )
  • GHRH 1-24 (成長ホルモン放出ホルモン1-24 )​​
  • グルカゴン
  • セクレチン
  • NPY （NユーロペプチドY）​
  • PYY （ペプチドYY）​
  • APP （鳥類膵臓ポリペプチド）​
  • PPY 膵臓ポリYペプチド​​

オピオイドペプチド

カルシトニンペプチド

自己組織化ペプチド

  • 芳香族短鎖ペプチド[24] [25]
  • 生体模倣ペプチド[26]
  • ペプチド両親媒性物質[27] [28] [29] [30]
  • ペプチドデンドリマー[31]

その他のペプチド

用語

長さ

ペプチドに関連するいくつかの用語には厳密な長さの定義がなく、それらの用法が重複していることが多い。[引用が必要]

  • ポリペプチドは、多数のアミノ酸（任意の長さ）がアミド結合によって結合した単一の直鎖です。
  • タンパク質は、1 つ以上のポリペプチド (約 50 個以上のアミノ酸) で構成されます。
  • オリゴペプチドは、わずか数個のアミノ酸（2 〜 20 個）で構成されています。

アミノ酸の数

緑色でマークされたアミノ末端（L-バリン）と青色でマークされたカルボキシル末端（L-アラニン）を持つトリペプチド（例：Val - Gly - Ala）

ペプチドとタンパク質は、多くの場合、その鎖に含まれるアミノ酸の数で説明されます。たとえば、158 個のアミノ酸を含むタンパク質は、「158 アミノ酸長のタンパク質」と説明されることがあります。 特定の短い長さのペプチドは、IUPAC の数値乗数接頭辞を使用して命名されます。

同じ単語は、より大きなポリペプチド内の残基のグループ (例: RGD モチーフ) を説明する場合にも使用されます。

関数

  • 神経ペプチドは、神経組織に関連して活性を示すペプチドです。
  • リポペプチドは脂質が結合したペプチドであり、ペプデュシンはGPCR と相互作用するリポペプチドです。
  • ペプチドホルモンはホルモンとして作用するペプチドです。
  • プロテオースは、タンパク質の加水分解によって生成されるペプチドの混合物です。この用語はやや古風です。
  • ペプチド作動薬（または薬物）は、体内または脳内のペプチドシステムを直接調節する働きを持つ化学物質です。一例として、神経ペプチド作動薬であるオピオイド作動薬が挙げられます。
  • 細胞透過性ペプチドは細胞膜を透過できるペプチドです。

参照

Wikiquoteにペプチドに関する引用があります。

参考文献

  1. ^ Hamley, IW (2020年9月). ペプチド科学入門. Wiley. ISBN 978-1-119-69817-3。
  2. ^ ネルソン, デイビッド・L.; コックス, マイケル・M. (2005). 『生化学の原理』（第4版）. ニューヨーク: W. H. フリーマン. ISBN 0-7167-4339-6。
  3. ^ サラディン、K.（2011年1月13日）『解剖学と生理学：形態と機能の統一』（第6版）マグロウヒル、67頁。ISBN 978-0-07-337825-1。
  4. ^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 5th ed. (the "Gold Book") (2025). オンライン版: (2006–) "proteins". doi :10.1351/goldbook.P04898.
  5. ^ Ardejani, Maziar S.; Orner, Brendan P. (2013-05-03). 「ペプチド組み立てのルールに従う」. Science . 340 (6132): 561– 562. Bibcode :2013Sci...340..561A. doi :10.1126/science.1237708. ISSN  0036-8075. PMID  23641105. S2CID  206548864.
  6. ^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 5th ed. (the "Gold Book") (2025). オンライン版: (2006–) "amino-acid residual in a polypeptide". doi :10.1351/goldbook.A00279.
  7. ^ Abba J. Kastin編 (2013). 『生物学的に活性なペプチドハンドブック（第2版）』Elsevier Science. ISBN 978-0-12-385095-9。
  8. ^ Duquesne S, Destoumieux-Garzón D, Peduzzi J, Rebuffat S (2007年8月). 「マイクロシン：腸内細菌由来の遺伝子コード化抗菌ペプチド」. Natural Product Reports . 24 (4): 708–34 . doi :10.1039/b516237h. PMID  17653356.
  9. ^ ポンズ M、フェリス M、アントニア モリンズ M、ジラルト E (1991 年 5 月)。 「天然に存在する投げ縄であるバシトラシン A の立体構造分析」。生体高分子。31 (6): 605–12 .土井:10.1002/bip.360310604。PMID  1932561。S2CID 10924338  。
  10. ^ Torres AM, Menz I, Alewood PF, et al. (2002年7月). 「哺乳類Ornithorhynchus anatinus（オーストラリアカモノハシ）の毒液に含まれるC型ナトリウム利尿ペプチド中のD-アミノ酸残基」. FEBS Letters . 524 ( 1–3 ): 172–6 . Bibcode :2002FEBSL.524..172T. doi :10.1016/S0014-5793(02)03050-8. PMID  12135762. S2CID  3015474.
  11. ^ Meister A, Anderson ME; Anderson (1983). 「グルタチオン」. Annual Review of Biochemistry . 52 (1): 711– 60. doi :10.1146/annurev.bi.52.070183.003431. PMID  6137189.
  12. ^ Hahn M, Stachelhaus T; Stachelhaus (2004年11月). 「非リボソームペプチド合成酵素間の選択的相互作用は、短いコミュニケーション媒介ドメインによって促進される」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 101 (44): 15585–90 . Bibcode :2004PNAS..10115585H. doi : 10.1073/pnas.0404932101 . PMC 524835. PMID  15498872 . 
  13. ^ Finking R, Marahiel MA; Marahiel (2004). 「非リボソームペプチドの生合成1」. Annual Review of Microbiology . 58 (1): 453– 88. doi :10.1146/annurev.micro.58.030603.123615. PMID  15487945.
  14. ^ Du L, Shen B; Shen (2001年3月). 「ハイブリッドペプチド-ポリケチド天然物の生合成」. Current Opinion in Drug Discovery & Development . 4 (2): 215–28 . PMID  11378961.
  15. ^ 「UsvPeptides - USVPeptidesはインドの大手製薬会社です」。USVPeptides。
  16. ^ Payne, JW; Rose, Anthony H.; Tempest, DW (1974年9月27日). 「ペプチドと微生物」.微生物生理学の進歩, 第13巻. 第13巻. オックスフォード, イギリス: Elsevier Science. pp.  55– 160. doi :10.1016/S0065-2911(08)60038-7. ISBN 978-0-08-057971-9. OCLC  1049559483. PMID  775944. {{cite book}}:|journal=無視されました (ヘルプ)
  17. ^ Hummel J, Niemann M, Wienkoop S, Schulze W, Steinhauser D, Selbig J, Walther D, Weckwerth W (2007). 「ProMEX：タンパク質およびタンパク質リン酸化部位の質量スペクトル参照データベース」BMC Bioinformatics . 8 (1): 216. doi : 10.1186/1471-2105-8-216 . PMC 1920535 . PMID  17587460. 
  18. ^ Webster J, Oxley D; Oxley (2005). 「ペプチドマスフィンガープリンティング」 .ケミカルゲノミクス. 分子生物学の方法. 第310巻. pp.  227–40 . doi :10.1007/978-1-59259-948-6_16. ISBN 978-1-58829-399-2. PMID  16350956。
  19. ^ Marquet P, Lachâtre G; Lachâtre (1999年10月). 「液体クロマトグラフィー-質量分析：法医学および臨床毒物学における可能性」. Journal of Chromatography B. 733 ( 1–2 ) : 93–118 . doi :10.1016/S0378-4347(99)00147-4. PMID  10572976.
  20. ^ 「Propedia v2.3 - ペプチド-タンパク質相互作用データベース」bioinfo.dcc.ufmg.br . 2023年3月28日閲覧。
  21. ^ ab マーティンズ、ペドロ M.;サントス、ルシアナ・H.マリアーノ、ディエゴ。ケイロス、フェリッペ C.バストス、ルアナ L.ゴメス、イザベラ・デ・S。フィッシャー、ペドロHC。ロシャ、ラファエルEO。シルベイラ、サブリナ A.デリマ、レオナルドHF。デ・マガリャンイス、マリアナ TQ。オリベイラ、マリア・ジョージア。デ・メロ・ミナルディ、ラケル・C.（2021年12月）。 「Propedia: ハイブリッド クラスタリング アルゴリズムに基づくタンパク質とペプチドの同定のためのデータベース」。BMCバイオインフォマティクス。22 (1): 1.土井: 10.1186/s12859-020-03881-z。ISSN  1471-2105。PMC 7776311。PMID  33388027。 
  22. ^ Neduva, Victor; Linding, Rune; Su-Angrand, Isabelle; Stark, Alexander; Masi, Federico de; Gibson, Toby J; Lewis, Joe; Serrano, Luis; Russell, Robert B (2005-11-15). Matthews, Rowena (編). 「タンパク質相互作用ネットワークを媒介する新規認識ペプチドの体系的発見」. PLOS Biology . 3 (12) e405. doi : 10.1371/journal.pbio.0030405 . ISSN  1545-7885. PMC 1283537. PMID 16279839  . 
  23. ^ 「タンパク質合成：リボソームから翻訳後修飾まで」BiologyInsights . 2025年1月11日. 2025年4月4日閲覧。
  24. ^ Tao, Kai; Makam, Pandeeswar; Aizen, Ruth; Gazit, Ehud (2017年11月17日). 「自己組織化ペプチド半導体」. Science . 358 (6365) eaam9756. doi :10.1126/science.aam9756. PMC 5712217. PMID 29146781  . 
  25. ^ Tao, Kai; Levin, Aviad; Adler-Abramovich, Lihi; Gazit, Ehud (2016年4月26日). 「Fmoc修飾アミノ酸および短鎖ペプチド：機能性材料の製造のためのシンプルな生物に着想を得たビルディングブロック」. Chem. Soc. Rev. 45 ( 14): 3935– 3953. doi :10.1039/C5CS00889A. PMID  27115033.
  26. ^ Tao, Kai; Wang, Jiqian; Zhou, Peng; Wang, Chengdong; Xu, Hai; Zhao, Xiubo; Lu, Jian R. (2011年2月10日). 「短鎖Aβ(16−22)ペプチドの自己組織化：末端キャッピングの効果と静電相互作用の役割」. Langmuir . 27 (6): 2723– 2730. doi :10.1021/la1034273. PMID  21309606.
  27. ^ Ian Hamley (2011). 「両親媒性ペプチドの自己組織化」（PDF） . Soft Matter . 7 (9): 4122– 4138. Bibcode :2011SMat....7.4122H. doi :10.1039/C0SM01218A.
  28. ^ Kai Tao; Guy Jacoby; Luba Burlaka; Roy Beck; Ehud Gazit (2016年7月26日). 「制御可能なバイオインスパイアードキロプティック自己組織化の設計」. Biomacromolecules . 17 (9): 2937– 2945. doi :10.1021/acs.biomac.6b00752. PMID  27461453.
  29. ^ Kai Tao; Aviad Levin; Guy Jacoby; Roy Beck; Ehud Gazit (2016年8月23日). 「バイオインスパイアード自己組織化における安定なねじれ中間体によるエントロピー相転移」. Chem. Eur. J. 22 ( 43): 15237– 15241. doi :10.1002/chem.201603882. PMID  27550381.
  30. ^ Donghui Jia; Kai Tao; Jiqian Wang; Chengdong Wang; Xiubo Zhao; Mohammed Yaseen; Hai Xu; Guohe Que; John RP Webster; Jian R. Lu (2011年6月16日). 「親水性シリコン/水界面におけるリポペプチド界面活性剤から吸着された界面二重層の動的吸着と構造：ヘッドグループ長の影響」Langmuir . 27 (14): 8798– 8809. doi :10.1021/la105129m. PMID  21675796.
  31. ^ Heitz, Marc; Javor, Sacha; Darbre, Tamis; Reymond, Jean-Louis (2019-08-21). 「siRNAトランスフェクションのための立体選択的pH応答性ペプチドデンドリマー」. Bioconjugate Chemistry . 30 (8): 2165– 2182. doi :10.1021/acs.bioconjchem.9b00403. ISSN  1043-1802. PMID  31398014. S2CID  199519310.
  32. ^ Boelsma E, Kloek J; Kloek (2009年3月). 「ラクトトリペプチドと抗高血圧効果：批判的レビュー」.英国栄養学ジャーナル. 101 (6): 776–86 . doi : 10.1017/S0007114508137722 . PMID  19061526.
  33. ^ Xu JY, Qin LQ, Wang PY, Li W, Chang C (2008年10月). 「牛乳トリペプチドの血圧への影響：ランダム化比較試験のメタアナリシス」. Nutrition . 24 (10): 933–40 . doi :10.1016/j.nut.2008.04.004. PMID  18562172.
  34. ^ Pripp AH (2008). 「食品タンパク質由来ペプチドの血圧への影響：ランダム化比較試験のメタアナリシス」. Food & Nutrition Research . 52 10.3402/fnr.v52i0.1641. doi :10.3402/fnr.v52i0.1641. PMC 2596738. PMID  19109662 . 
  35. ^ エンベリンク MF、スハウテン EG、コック FJ、ファン ミエルロ LA、ブラウワー IA、ゲラインセ JM (2008 年 2 月)。 「ラクトトリペプチドはヒトの血圧に影響を及ぼさないことが示された：二重盲検ランダム化比較試験の結果」。高血圧。51 (2): 399–405。土井: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.107.098988。PMID  18086944。
  36. ^ Wu, Hongzhong; Ren, Chunyan; Yang, Fang; Qin, Yufeng; Zhang, Yuanxing; Liu, Jianwen (2016年4月). 「Colla Corii Asini由来の造血活性コラーゲン由来ペプチドの抽出と同定」. Journal of Ethnopharmacology . 182 : 129– 136. doi :10.1016/j.jep.2016.02.019. PMID  26911525.