Τι είναι ένα βήτα πεπτίδιο;

Ένα βήτα πεπτίδιο είναι ένας τύπος μακρομορίου με σημαντικές βιοχημικές ιδιότητες που αποτελείται από βήτα αμινοξέα. Τα βήτα πεπτίδια είναι ένας τύπος πεπτιδομιμητικό, μόρια γνωστά ως πεπτίδια άλφα ή απλά πεπτίδια με χημικές δομές παρόμοια με μια ομάδα μορίων και απαραίτητα για τη ζωή λόγω του ρόλου τους στη σύνθεση πρωτεϊνών, το μεταβολισμό και άλλες βιολογικές διεργασίες. Σε αντίθεση με τα κανονικά πεπτίδια, ωστόσο, οι περισσότερες μορφές βήτα πεπτιδίων δεν βρίσκονται συνήθως στη φύση. Τα βήτα πεπτίδια χρησιμοποιούνται στην ιατρική, καθώς η χημική τους δομή τους επιτρέπει να μιμούνται ή να βελτιώνουν τις επιδράσεις ορισμένων φαρμάκων που βασίζονται στα άλφα πεπτίδια.

Τα αμινοξέα αποτελούνται από αμίνες, μια κατηγορία ενώσεων αζώτου παρόμοια με την αμμωνία, καρβοξυλικά οξέα και ένα τρίτο συστατικό που ονομάζεται πλευρική αλυσίδα που μπορεί να ποικίλλει πολύ από το ένα αμινοξύ στο άλλο. Στα άλφα αμινοξέα, η αμίνη και το καρβοξυλικό οξύ συνδέονται και τα δύο με το ίδιο άτομο άνθρακα, που ονομάζεται άλφα άνθρακας. Στα βήτα αμινοξέα που συνθέτουν ένα βήτα πεπτίδιο, ωστόσο, η ομάδα καρβοξυλικού οξέος συνδέεται με τον άλφα άνθρακα ενώ το πεπτίδιο συνδέεται με το επόμενο άτομο άνθρακα προς τα κάτω, που ονομάζεται βήτα άνθρακας.

Όλα τα πεπτίδια είναι πολυμερή, μεγάλα μόρια κατασκευασμένα από μια αλυσίδα χημικά συνδεδεμένων επαναλαμβανόμενων μικρότερων μονάδων. Τα συστατικά αμινοξέα των πεπτιδίων συγκρατούνται μεταξύ τους με μια σειρά ομοιοπολικών δεσμών στους οποίους η αμινομάδα κάθε μονάδας συνδέεται με την ομάδα καρβοξυλικού οξέος της επόμενης μονάδας στην αλυσίδα. Η χημική δομή των πεπτιδίων είναι ίδια με αυτή των πρωτεϊνών, αλλά οι πρωτεΐνες είναι μεγαλύτερες. Η διαχωριστική γραμμή μεταξύ πεπτιδίων και πρωτεϊνών δεν είναι σαφώς καθορισμένη, αν και ένας κοινός ορισμός εφαρμόζει τον όρο πεπτίδιο σε πολυμερείς αλυσίδες 50 αμινοξέων ή λιγότερο και τον όρο πρωτεΐνη σε μόρια μεγαλύτερα από αυτό.

Διάφοροι τύποι βήτα πεπτιδίων χρησιμοποιούνται ως ιατρικές θεραπείες. Τα πεπτίδια άλφα είναι χρήσιμα σε αντιβιοτικά φάρμακα, αλλά είναι συχνά ευάλωτα στο να διασπαστούν ή να αποικοδομηθούν από ένζυμα στο σώμα του ασθενούς, μια διαδικασία που ονομάζεται πρωτεόλυση. Ορισμένοι τύποι βήτα πεπτιδίων είναι σε θέση να παράγουν τα ίδια φαρμακευτικά αποτελέσματα με τα αντίστοιχα άλφα πεπτίδια, αλλά είναι αρκετά διαφορετικά χημικά ώστε να αντιστέκονται στην πρωτεόλυση.

Η βήτα αλανίνη είναι το μόνο βήτα αμινοξύ κοινό στη φύση, επομένως τα βήτα πεπτίδια όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στα αντιβιοτικά που βασίζονται σε βήτα πεπτίδια συντίθενται τεχνητά. Η πιο κοινή μέθοδος ονομάζεται αντίδραση Arndt–Eistert ή σύνθεση Arndt–Eistert, που πήρε το όνομά της από τους χημικούς Bernd Eistert και Fritz Arndt. Αυτή η μέθοδος μετατρέπει τα άλφα αμινοξέα σε βήτα αμινοξέα μέσω μιας ακολουθίας χημικών αντιδράσεων χρησιμοποιώντας φως, θερμότητα ή οξείδιο αργύρου ως καταλύτη.