Was ist ein Beta-Peptid?
Ein Beta-Peptid ist eine Art Makromolekül mit wichtigen biochemischen Eigenschaften, das aus Beta-Aminosäuren besteht. Beta-Peptide sind eine Art Peptidomimetikum, Moleküle, die als Alpha-Peptide bekannt sind, oder einfach Peptide mit chemischen Strukturen, die einer Gruppe von Molekülen ähneln und aufgrund ihrer Rolle bei der Proteinsynthese, dem Metabolismus und anderen biologischen Prozessen lebenswichtig sind. Im Gegensatz zu regulären Peptiden kommen die meisten Formen von Beta-Peptiden in der Natur jedoch nicht häufig vor. Beta-Peptide werden in der Medizin eingesetzt, da sie aufgrund ihrer chemischen Struktur die Wirkung einiger auf Alpha-Peptiden basierender Medikamente nachahmen oder verbessern können.
Aminosäuren bestehen aus Aminen, einer Klasse von Ammoniak ähnlichen Stickstoffverbindungen, Carbonsäuren und einer dritten Komponente, die als Seitenkette bezeichnet wird und von Aminosäure zu Aminosäure sehr unterschiedlich sein kann. In Alpha-Aminosäuren sind das Amin und die Carbonsäure beide an dasselbe Kohlenstoffatom gebunden, das als Alpha-Kohlenstoff bezeichnet wird. In den Beta-Aminosäuren, aus denen ein Beta-Peptid besteht, bindet die Carbonsäuregruppe jedoch an den Alpha-Kohlenstoff, während das Peptid an das nächste Kohlenstoffatom gebunden ist, das Beta-Kohlenstoff genannt wird.
Alle Peptide sind Polymere, große Moleküle, die aus einer Kette chemisch gebundener, sich wiederholender kleinerer Einheiten bestehen. Die konstituierenden Aminosäuren von Peptiden werden durch eine Reihe von kovalenten Bindungen zusammengehalten, in denen die Aminogruppe jeder Einheit an die Carbonsäuregruppe der nächsten Einheit in der Kette bindet. Die chemische Struktur von Peptiden ist die gleiche wie die von Proteinen, jedoch sind Proteine länger. Die Trennlinie zwischen Peptiden und Proteinen ist nicht scharf definiert, obwohl eine gebräuchliche Definition den Begriff Peptid auf Polymerketten mit 50 Aminosäuren oder weniger und den Begriff Protein auf größere Moleküle anwendet.
Verschiedene Arten von Beta-Peptiden werden zur medizinischen Behandlung eingesetzt. Alpha-Peptide sind in Antibiotika nützlich, können jedoch häufig durch Enzyme im Körper des Patienten abgebaut oder abgebaut werden, was als Proteolyse bezeichnet wird. Einige Arten von Beta-Peptiden sind in der Lage, die gleichen medizinischen Wirkungen wie ihre Alpha-Peptid-Gegenstücke zu erzielen, unterscheiden sich jedoch chemisch genug, um einer Proteolyse zu widerstehen.
Beta-Alanin ist die einzige in der Natur übliche Beta-Aminosäure. Daher werden Beta-Peptide, wie sie in Antibiotika auf Beta-Peptid-Basis verwendet werden, künstlich synthetisiert. Die gebräuchlichste Methode ist die Arndt-Eistert-Reaktion oder die nach den Chemikern Bernd Eistert und Fritz Arndt benannte Arndt-Eistert-Synthese. Dieses Verfahren wandelt Alpha-Aminosäuren in Beta-Aminosäuren durch eine Abfolge von chemischen Reaktionen unter Verwendung von Licht, Wärme oder Silberoxid als Katalysator um.