Biologisch aktive Peptide Biologisch aktive Peptide Hormone
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Biologisch Biologischaktive aktivePeptide Peptide Hormone Peptidantibiotika Neurotransmitter Neuropeptide Peptidtoxine (Adapted from the handouts of Prof. AG Beck-Sickinger, Leipzig) Peptidtoxine Peptidtoxine Phallotoxine, (grüner Knollenblätterpilz) Amatoxine (weisser Knollenblätterpilz ) Viscotoxine (Mistel) Mellitin (Bienengift) Mastoparan (Wespengift) Conotoxine (Kegelschneckengift) Cobratoxin (Schlangengift) Anuratoxin (Froschgift) Ala Hyp Trp Cys variable Positionen Phallotoxin-Familie: gleiches Strukturprinzip Variation an bestimmten Positionen gleiches Wirkprinzip (Veränderung des Cytoskelettproteins Actin in den Parenchymzellen der Leber, was zum hämorragischen Schock und Tod nach 3-4 Std. führt) Wirkung B Hemmung der DNA-Transkription (10-8 M) B Blockierung der ribosomalen Proteinbiosynthese (Leber) B Nekrose der Leberzellen, Tod Tödliche Bisse und Stiche durch Gifttiere in den USA Tiere Anzahl % Insekten Bienen Wespen Sonstige Giftschlangen Klapperschlangen 86 52 21 13 71 55 40 24,2 9,8 6 33 25,6 Spinnen Skorpione 39 5 18,1 2,3 Bienengift-Peptide Mellitin: 26 Aminosäuren-Peptidamid (hämolytischer Effekt) hydrophile Aminosäuren hydrophobe Aminosäuren durch Seifenblasen-Effekt reduziert es die Oberflächenspannung H-GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQE- NH2 Apamin: 18 Aminosäuren-Peptidamid (Neurotoxischer Effekt) blockiert spezifisch Ca2+ und K+ Kanäle H-CNCKAPETALCARRCQQH-NH2 MCDP: Mastzellen-degranulierendes Peptid: 22 Aminosäuren-Peptidamid - Freisetzung von Histamin S Peptidische Toxine aus Schlangen, Conus-Schnecken und Skorpionen Disulfidbrücken-reich (22-50% Cys-Reste) sehr starr Wirkung Cardiotoxine: Herzmuskelgifte, irreversible Depolarisation Neurotoxine: passen genau in verschiedene Rezeptoren der Signalübertragung (Rezeptoren, Kanäle), Atemgifte Toxine der Giftnattern: 60-62 60-62Aminosäuren Aminosäuren α-Bungaratoxin (α-BGT) aus Bungarus multicinctus blockiert Acetylcholinrezeptorkanalöffnung 71-74 71-74Aminosäuren Aminosäuren Sequenz des Cobratoxins Struktur des Cobratoxins Peptidtoxine aus Conus-Schnecken Die Toxine blockieren spannungsabhängige Calciumkanäle an cholinergen Nervenenden und inhibiren die Freisetzung von Acetylcholin Conus-Schnecken (Conidae) HN Cys-reich Hydroxyprolin HO COOH Peptidtoxine in Amphibien kurze Peptide, stark blutdrucksenkend, häufig ähnlich zu körpereigenen Peptiden Laubfrosch: Caeruelin pGlu-Glu-Asp-Tyr(SO3H)-Thr-Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH2 Pfeifffrosch: Physalaemin pGlu-Asp-Pro-Asp-Lys-Phe-Tyr-Gly-Leu-Met-NH2 Greiffrosch: Phyllokinin Bradykinyl-Ile-Tyr(SO3H)-OH (Bradykinin: H-RPPGFSPFR-OH. Gefäßerweiternd, blutdrucksenkend, temperaturregulierend, Schmerzauslösend) Modifikationen in peptidischen Amphibien-Toxinen O O pGlu- HN CH C OH H2N CH C OH CH2 CH2 O C -H2O C H2 CH2 C O OH O H2N CH C OH Tyr(SO3H) CH2 OSO3H Glu Peptidantibiotika N-Methylierung N-Methylierung Me H N N N N Me O OH O O O Me N N H O O Me O N Me H N O Me N O Cyclosporin Cyclosporin Me N O O N H Cyclisches Undekapeptid, Immunsuppresivum wichtig bei Organtransplantationen Gramicidine hochaktiv gegen gram-positive Bakterien hämolytsich, daher NICHT systemisch anwendbar D-Aminosäuren D-Aminosäuren Formylgruppe Formylgruppe am amN-Terminus N-Terminus Ethanolamin Ethanolamin am amC-Terminus C-Terminus N-Terminus Bacitracin A C-Terminus Ile-Cys -H2O Thiazolring Zur Behandlung von Hautinfektionen. Das Histidin und der Thiazolring sind essenziell für die Wirkung. Das Bacitracin komplexiert das Undecaprenylpyrophosphat, eine Biosynthesezwischenstufe der Bakterienzellwand, und hemmt die enzymatische Hydrolyse zum entsprechenden Orthophopshatester. Mikroheterogenität und große Variabilität Lac = L-Milchsäure D-Hyv = D-α α-Hydroxy-isovaleriansäure Valinomycin: Ø Depsipeptid (alternierend Peptidund Lacton-Bindung) Lac Ø Ionophor komplexiert Kationen in käfigartiger Struktur: K+ >>> Na+ D-Hyv ØTransport durch Membran ØZerstörung des Potentials Ø aktiv gegen den Tuberkuloseerreger Lantibiotika (ribosomale Biosynthese über inaktive Präkursoren): Peptidantibiotika, die Lanthionin und/oder MethylH2 lanthionin enthalten NH C 2 CH O C OH S NH2 CH C H2 C O OH Methyl-Lanthionin Lanthionin O H2N C H C O H C H 2 Dehydro-Alanin Peptidantibiotika Ø ungewöhnliche Aminosäuren D-Aminosäuren N-Methyl-Aminosäuren Dehydro-Ala, Lanthionin Ø ungewöhnliche Bindungen Lacton-Bindungen Cyclopeptide Ø reduzierter, enzymatischer Abbau durch modifizierte N- und C-Termini Neurotransmitter und Neuropeptide Was sind Neurotransmitter???? Substanzen, Ø die das Signal von einer Zelle zur nächsten durch den synaptischen Spalt weitergeben. Ø von einer Nervenzelle nach Impuls freigesetzt werden und durch den synaptischen Spalt diffundieren Ø post- oder präsynaptisch an Erkennungsmoleküle (Rezeptoren) binden Was sind Hormone ???? Substanzen, ? die das Signal von einer Zelle an viele weitergeben. ? von einer Drüsenzelle nach Impuls freigesetzt werden und in die Umgebung oder Blutbahn abgegeben werden. ? post- oder präsynaptisch an Erkennungsmoleküle (Rezeptoren) binden. Hormone und Neurotransmitter: Kommunikationssystem des Körpers - Nervensystem: schnell, gezielt, kurz - Hormonsystem: langsam, breit, langanhaltend Chemische Botenstoffe: Sekretion d Sinneseindrücke aus der Umwelt (H.D. Jakubke in Peptide, S. 58) Zentralnervensystem Ursprung der Signale Hypothalamus CRH TRH GnRH SRH SIH PRH PIH Ziele der ersten Stufe Adenohypophyse Neurohypophyse Oxitocin Cortico- Thyreotropin tropin (ACTH) Ziele der zweiten Stufe Nebennieren- Schildrinde drüse FollikelStimulierendes Hormon Vasopressin Luteini- Somato- Prolactin sierendes tropin Hormon Eierstöcke/Hoden Cortisol, Thyroxin, Progeste- TestosteCorticosterol, Triiodron ron Aldosteron thyroxin Ziele der letzten Stufe Viele Gewebe Leber, Muskeln Fortpflanzungsorgane Leber, Brustdrüsen Knochen Glatte Muskulatur, Brustdrüsen Arteriolen Blutdruck regulierende Peptide: Angiotensin Bradykinin Substanz P/Tachykinine ANF Endothelin Verdauung reglierende Peptide Cholecystokinin Gastrin Sekretin Glucagon Insulin Neuropeptide Neuropeptid Y Neurotensin Orexin MSH Opioid-Hormon-Familie: Endorphine, Enkephaline Beispiele für Peptidhormone Thyroliberin, TRH (Thyrotropin-Releasing-Hormone) pGlu-His-Pro-NH2 N-Terminus: N-Terminus: pyro-Glutamat pyro-Glutamat C-Terminus C-Terminusamidiert! amidiert! GnRH: pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2 Gonadoliberin Biosynthese von körpereigenen Peptiden PTH PTH: Parathormon Biosynthese von körpereigenen Peptiden Biosynthese von Insulin Wichtige WichtigePeptid-Arzneistoffe Peptid-Arzneistoffe H-Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2 Oxytocin (Wehenauslösende Wirkung) Me H N N N N Me O OH O O O Me N N H O O Me O N Me H N O Me N O Cyclosporin Me N O O (Antibiotikum. Immunosuppressive, antiparasitäre, fungizide, entzündungshemmende Wirkung) N H pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-D-Leu-Leu-Arg-Pro-NHEt Leuprolid (GnRH-Analog; Anwendung im veterinärmedizinischen Bereich zur Fertilitätssteuerung und Ovulationsinduktion sowie in der Humanmedizin zur Kontrazeption sowie u.a. bei den Indikationen Mamma- bzw. Prostata-Karzinom und Endometriosis)
