Péptido

Los péptidos son cadenas cortas de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Un polipéptido es una cadena peptídica más larga, continua y no ramificada. ^{[ 3 ]} Los polipéptidos que tienen una masa molecular de 10 000 Da o más se llaman proteínas . ^{[ 4 ]} Las cadenas de menos de veinte aminoácidos se llaman oligopéptidos e incluyen dipéptidos , tripéptidos y tetrapéptidos . ^{[ 5 ]}

Los aminoácidos forman péptidos como residuos . ^{[ 6 ]} Los péptidos suelen ser lineales, con un residuo N-terminal (grupo amino) y un residuo C-terminal (grupo carboxilo) en los extremos. Los péptidos cíclicos constituyen una clase distinta.

Los péptidos se han clasificado según su origen y función. ^{[ 7 ]} Algunos grupos de péptidos incluyen péptidos vegetales, péptidos bacterianos/antibióticos , péptidos fúngicos, péptidos de invertebrados, péptidos de anfibios/piel, péptidos de veneno, péptidos cancerígenos/anticancerosos, péptidos de vacunas, péptidos inmunitarios/inflamatorios, péptidos cerebrales, péptidos endocrinos , péptidos ingeribles, péptidos gastrointestinales, péptidos cardiovasculares, péptidos renales, péptidos respiratorios, péptidos opioides , péptidos neurotróficos y péptidos hematoencefálicos. ^{[ 8 ]}

Algunos péptidos ribosomales son susceptibles a la proteólisis . Estos funcionan, típicamente en organismos superiores, como hormonas y moléculas de señalización. Algunos microbios producen péptidos como antibióticos , tales como microcinas y bacteriocinas . ^{[ 9 ]}

Los péptidos suelen sufrir modificaciones postraduccionales como fosforilación , hidroxilación , sulfonación , palmitoilación , glicosilación y formación de enlaces disulfuro . En general, los péptidos son lineales, aunque se han observado estructuras en forma de lazo . ^{[ 10 ]} También se producen manipulaciones más inusuales, como la racemización de L-aminoácidos a D-aminoácidos en el veneno del ornitorrinco . ^{[ 11 ]}

Los péptidos no ribosomales son ensamblados por enzimas , no por el ribosoma. Un péptido no ribosomal común es el glutatión , un componente de las defensas antioxidantes de la mayoría de los organismos aerobios. ^{[ 12 ]} Otros péptidos no ribosomales son más comunes en organismos unicelulares , plantas y hongos , y son sintetizados porcomplejos enzimáticos modulares llamados sintetasas de péptidos no ribosomales . ^{[ 13 ]}

Estos complejos suelen estar dispuestos de forma similar y pueden contener muchos módulos diferentes para realizar diversas manipulaciones químicas en el producto en desarrollo. ^{[ 14 ]} Estos péptidos suelen ser cíclicos y pueden tener estructuras cíclicas muy complejas, aunque también son comunes los péptidos lineales no ribosomales. Dado que el sistema está estrechamente relacionado con la maquinaria para la síntesis de ácidos grasos y policétidos , a menudo se encuentran compuestos híbridos. La presencia de oxazoles o tiazoles suele indicar que el compuesto se sintetizó de esta manera. ^{[ 15 ]}

Las peptonas se derivan de la leche o carne animal digerida por proteólisis . ^{[ 16 ]} Además de contener pequeños péptidos, el material resultante incluye grasas, metales, sales, vitaminas y muchos otros compuestos biológicos. Las peptonas se utilizan en medios de cultivo para el crecimiento de bacterias y hongos. ^{[ 17 ]}

Los fragmentos peptídicos se refieren a fragmentos de proteínas que se utilizan para identificar o cuantificar la proteína de origen. ^{[ 18 ]} A menudo, estos son productos de la degradación enzimática realizada en el laboratorio sobre una muestra controlada, pero también pueden ser muestras forenses o paleontológicas que se han degradado por efectos naturales. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Los péptidos pueden interactuar con proteínas y otras macromoléculas. Son responsables de numerosas funciones importantes en las células humanas, como la señalización celular, y actúan como inmunomoduladores. ^{[ 22 ]} De hecho, estudios han reportado que entre el 15% y el 40% de todas las interacciones proteína-proteína en células humanas están mediadas por péptidos. ^{[ 23 ]} Además, se estima que al menos el 10% del mercado farmacéutico se basa en productos peptídicos. ^{[ 22 ]}

Las arquitecturas de aprendizaje automático y aprendizaje profundo se utilizan ampliamente para clasificar, seleccionar y diseñar péptidos basados ​​en datos derivados de secuencias y estructuras. ^{[ 24 ] [ 25 ]} Estos enfoques computacionales son particularmente valiosos cuando la selección experimental es prohibitiva en costos, consume mucho tiempo o es difícil de escalar. Un flujo de trabajo estándar generalmente implica la curación del conjunto de datos, la transformación de secuencias o estructuras de péptidos en características numéricas, la optimización del modelo y la validación rigurosa del rendimiento. ^{[ 26 ]} Las representaciones comúnmente utilizadas incluyen la composición de aminoácidos, descriptores fisicoquímicos, matrices de sustitución e incrustaciones aprendidas derivadas de modelos de lenguaje de proteínas o péptidos. ^{[ 26 ] [ 27 ]} Estas metodologías se han aplicado con éxito en varias clases funcionales, como péptidos antimicrobianos , péptidos penetrantes de células y agentes anticancerígenos. ^{[ 25 ] [ 26 ]} Los desafíos actuales en el campo incluyen abordar los sesgos del conjunto de datos, establecer protocolos de evaluación comparativa consistentes y mejorar la interpretabilidad de modelos complejos de "caja negra". ^{[ 26 ] [ 25 ]}

El espacio químico de los péptidos se define como un paisaje multidimensional modelado por descriptores moleculares o huellas dactilares. Dentro de estos marcos, la distancia entre moléculas específicas sirve como un indicador de similitud química o funcional. ^{[ 28 ] [ 29 ]} Este espacio puede ser mapeado usando secuencias de aminoácidos primarias, datos estructurales tridimensionales o una combinación de ambos. Las propiedades moleculares clave utilizadas para el mapeo incluyen peso molecular, lipofilicidad (logP y logD), área de superficie polar topológica (TPSA) y dinámica de enlaces de hidrógeno. ^{[ 29 ] [ 30 ]} Las técnicas de reducción de dimensionalidad, como el análisis de componentes principales (PCA), t-SNE y UMAP, se emplean frecuentemente junto con algoritmos de agrupamiento para visualizar bibliotecas de péptidos e identificar grupos con actividades biológicas relacionadas. ^{[ 31 ] [ 28 ]} Los péptidos se distinguen de las moléculas pequeñas tradicionales por su combinación única de secuencia de residuos, flexibilidad del esqueleto de amida y susceptibilidad a modificaciones químicas, todo lo cual determina la biodisponibilidad y la permeabilidad de la membrana. ^{[ 29 ]} El análisis computacional se apoya en sistemas de notación como FASTA, HELM y BILN para codificar secuencias tanto canónicas como modificadas. ^{[ 27 ]} Modificaciones como la ciclación o la integración de aminoácidos no naturales desplazan significativamente la posición de un péptido dentro del espacio químico, alterando su estabilidad y afinidad por el objetivo. En consecuencia, el análisis del espacio químico es una herramienta vital para el cribado virtual y el descubrimiento de regiones de bioactividad compartidas entre diferentes familias de péptidos. ^{[ 29 ] [ 27 ]}

Las familias de péptidos en esta sección son péptidos ribosomales, generalmente con actividad hormonal. Todos estos péptidos son sintetizados por las células como " propéptidos " o "proproteínas" más largas y se truncan antes de salir de la célula. Se liberan al torrente sanguíneo donde realizan sus funciones de señalización. ^{[ 32 ]}

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