الببتيد

الببتيدات هي سلاسل قصيرة من الأحماض الأمينية المرتبطة بروابط ببتيدية . ^{[ 1 ] [ 2 ]} أما عديد الببتيد فهو سلسلة ببتيدية أطول، متصلة، وغير متفرعة. ^{[ 3 ]} تُسمى عديدات الببتيد التي تبلغ كتلتها الجزيئية 10000 دالتون أو أكثر بالبروتينات . ^{[ 4 ]} أما السلاسل التي تتكون من أقل من عشرين حمضًا أمينيًا فتُسمى قليلات الببتيد ، وتشمل ثنائيات الببتيد ، وثلاثيات الببتيد ، ورباعيات الببتيد . ^{[ 5 ]}

تتكون الببتيدات من الأحماض الأمينية كبقايا . ^{[ 6 ]} عادةً ما تكون الببتيدات "خطية" ذات نهاية أمينية ( N-terminal ) ونهاية كربوكسيلية ( C-terminal ). أما الببتيدات الحلقية فهي فئة مميزة.

صُنفت الببتيدات وفقًا لمصادرها ووظائفها. ^{[ 7 ]} تشمل بعض مجموعات الببتيدات: ببتيدات نباتية، وببتيدات بكتيرية/مضادة للميكروبات ، وببتيدات فطرية، وببتيدات لافقارية، وببتيدات برمائية/جلدية، وببتيدات سامة، وببتيدات مضادة للسرطان، وببتيدات لقاحية، وببتيدات مناعية/التهابية، وببتيدات دماغية، وببتيدات غدية صماء ، وببتيدات هضمية، وببتيدات معوية، وببتيدات قلبية وعائية، وببتيدات كلوية، وببتيدات تنفسية، وببتيدات أفيونية ، وببتيدات عصبية ، وببتيدات دموية دماغية. ^{[ 8 ]}

تخضع بعض الببتيدات الريبوزومية للتحلل البروتيني . وتؤدي هذه الببتيدات، عادةً في الكائنات الحية العليا، وظائف هرمونية وجزيئات إشارة. وتنتج بعض الميكروبات ببتيدات كمضادات حيوية ، مثل الميكروسينات والبكتيريوسينات . ^{[ 9 ]}

تخضع الببتيدات عادةً لتعديلات ما بعد الترجمة ، مثل الفسفرة ، والهيدروكسيل ، والسلفنة ، والبلمطة ، والغليكوزيل، وتكوين روابط ثنائية الكبريتيد . وبشكل عام، تكون الببتيدات خطية، على الرغم من رصد تراكيب حلقية . ^{[ 10 ]} وتحدث تعديلات أكثر تعقيدًا، مثل تحويل الأحماض الأمينية من النوع L إلى النوع D في سم خلد الماء . ^{[ 11 ]}

تُصنَّع الببتيدات غير الريبوزومية بواسطة الإنزيمات ، وليس بواسطة الريبوزوم. ومن الببتيدات غير الريبوزومية الشائعة الجلوتاثيون ، وهو أحد مكونات الدفاعات المضادة للأكسدة لدى معظم الكائنات الهوائية. ^{[ 12 ]} وتوجد ببتيدات غير ريبوزومية أخرى بكثرة في الكائنات وحيدة الخلية والنباتاتوالفطريات ، وتُصنَّع بواسطة مركبات إنزيمية نمطية تُسمى مُصنِّعات الببتيدات غير الريبوزومية . ^{[ 13 ]}

غالبًا ما تُصمَّم هذه المركبات بطريقة متشابهة، وقد تحتوي على العديد من الوحدات المختلفة لإجراء مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية على المنتج قيد التطوير. ^{[ 14 ]} غالبًا ما تكون هذه الببتيدات حلقية ، وقد تمتلك هياكل حلقية بالغة التعقيد، على الرغم من شيوع الببتيدات الخطية غير الريبوزومية أيضًا. نظرًا لارتباط هذا النظام ارتباطًا وثيقًا بآلية بناء الأحماض الدهنية والبوليكيتيدات ، فغالبًا ما تُوجد مركبات هجينة. يشير وجود الأوكسازولات أو الثيازولات عادةً إلى أن المركب قد تم تصنيعه بهذه الطريقة. ^{[ 15 ]}

تُستخلص الببتونات من حليب الحيوانات أو لحومها بعد هضمها بالتحلل البروتيني . ^{[ 16 ]} بالإضافة إلى احتوائها على ببتيدات صغيرة، تحتوي المادة الناتجة على دهون ومعادن وأملاح وفيتامينات والعديد من المركبات البيولوجية الأخرى. تُستخدم الببتونات في أوساط التغذية لنمو البكتيريا والفطريات. ^{[ 17 ]}

تشير شظايا الببتيد إلى أجزاء من البروتينات تُستخدم لتحديد أو قياس كمية البروتين الأصلي. ^{[ 18 ]} غالبًا ما تكون هذه الشظايا ناتجة عن التحلل الأنزيمي الذي يُجرى في المختبر على عينة مضبوطة، ولكنها قد تكون أيضًا عينات جنائية أو أحفورية تحللت بفعل عوامل طبيعية. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

تستطيع الببتيدات التفاعل مع البروتينات والجزيئات الكبيرة الأخرى. وهي مسؤولة عن العديد من الوظائف الحيوية في الخلايا البشرية، مثل الإشارات الخلوية، وتعمل كمعدلات للمناعة. ^{[ 22 ]} في الواقع، أشارت الدراسات إلى أن 15-40% من جميع تفاعلات البروتين-بروتين في الخلايا البشرية تتم بوساطة الببتيدات. ^{[ 23 ]} بالإضافة إلى ذلك، يُقدّر أن 10% على الأقل من سوق الأدوية يعتمد على منتجات الببتيدات. ^{[ 22 ]}

تُستخدم بنى التعلم الآلي والتعلم العميق على نطاق واسع لتصنيف الببتيدات وفحصها وتصميمها بناءً على البيانات المستمدة من التسلسل والبنية. ^{[ 24 ] [ 25 ]} وتُعد هذه الأساليب الحسابية ذات قيمة خاصة عندما يكون الفحص التجريبي مكلفًا للغاية أو يستغرق وقتًا طويلاً أو يصعب توسيعه. تتضمن سير العمل القياسي عادةً تنظيم مجموعة البيانات، وتحويل تسلسلات الببتيدات أو بنيتها إلى خصائص رقمية، وتحسين النموذج، والتحقق الدقيق من الأداء. ^{[ 26 ]} تشمل التمثيلات الشائعة الاستخدام تركيب الأحماض الأمينية، والواصفات الفيزيائية والكيميائية، ومصفوفات الاستبدال، والتضمينات المُستخلصة من نماذج لغة البروتين أو الببتيد. ^{[ 26 ] [ 27 ]} وقد طُبقت هذه المنهجيات بنجاح عبر فئات وظيفية متنوعة، مثل الببتيدات المضادة للميكروبات ، والببتيدات المخترقة للخلايا ، وعوامل مكافحة السرطان. ^{[ 25 ] [ 26 ]} تشمل التحديات الحالية في هذا المجال معالجة تحيزات مجموعات البيانات، ووضع بروتوكولات قياس أداء متسقة، وتحسين قابلية تفسير نماذج "الصندوق الأسود" المعقدة. ^{[ 26 ] [ 25 ]}

يُعرَّف الفضاء الكيميائي للببتيدات بأنه فضاء متعدد الأبعاد يتشكل بواسطة مؤشرات أو بصمات جزيئية. ضمن هذه الأطر، تُستخدم المسافة بين جزيئات محددة كمؤشر للتشابه الكيميائي أو الوظيفي. ^{[ 28 ] [ 29 ]} يمكن رسم خريطة هذا الفضاء باستخدام تسلسلات الأحماض الأمينية الأولية، أو بيانات التركيب ثلاثي الأبعاد، أو مزيج من كليهما. تشمل الخصائص الجزيئية الرئيسية المستخدمة في رسم الخرائط: الوزن الجزيئي، ومحبة الدهون (logP وlogD)، ومساحة السطح القطبي الطوبولوجي (TPSA)، وديناميكيات الروابط الهيدروجينية. ^{[ 29 ] [ 30 ]} تُستخدم تقنيات تقليل الأبعاد - مثل تحليل المكونات الرئيسية (PCA) وt-SNE وUMAP - بشكل متكرر جنبًا إلى جنب مع خوارزميات التجميع لتصور مكتبات الببتيدات وتحديد المجموعات ذات الأنشطة البيولوجية ذات الصلة. ^{[ 31 ] [ 28 ]} تتميز الببتيدات عن الجزيئات الصغيرة التقليدية بمزيجها الفريد من تسلسل الأحماض الأمينية، ومرونة هيكلها الأميدي، وقابليتها للتعديلات الكيميائية، وكلها عوامل تحدد التوافر الحيوي ونفاذية الأغشية. ^{[ 29 ]} يدعم التحليل الحاسوبي أنظمة ترميز مثل FASTA وHELM وBILN لترميز كل من التسلسلات الأصلية والمعدلة. ^{[ 27 ]} تُغير تعديلات مثل التكوير الحلقي أو دمج الأحماض الأمينية غير الطبيعية موقع الببتيد بشكل ملحوظ ضمن الفضاء الكيميائي، مما يؤثر على استقراره وقدرته على الارتباط بالهدف. ونتيجة لذلك، يُعد تحليل الفضاء الكيميائي أداة حيوية للفحص الافتراضي واكتشاف مناطق النشاط الحيوي المشتركة بين عائلات الببتيدات المختلفة. ^{[ 29 ] [ 27 ]}

تُعدّ عائلات الببتيدات المذكورة في هذا القسم ببتيدات ريبوسومية، وعادةً ما تمتلك نشاطًا هرمونيًا. تُصنّع جميع هذه الببتيدات بواسطة الخلايا على هيئة " ببتيدات أولية " أو "بروتينات أولية" أطول، ثم تُختزل قبل خروجها من الخلية. تُطلق هذه الببتيدات في مجرى الدم حيث تؤدي وظائفها الإشارية. ^{[ 32 ]}

• اقتباسات متعلقة بالببتيد على موقع ويكي الاقتباس