Was wäre das Schicksal von aus D-Aminosäuren hergestelltem Protein nach der Einnahme durch den Menschen?

Es gibt einige natürliche Peptide, die aus D-Aminosäuren bestehen und nicht aus den normalerweise in der Natur vorkommenden L-Aminosäuren. Inzwischen ist es möglich, künstliche Proteine ​​aus D-Aminosäuren chemisch zu synthetisieren.

Wenn solche Proteine ​​von Einzelpersonen aufgenommen würden, wie würden sie verstoffwechselt und welche Folgen hätten sie?

Bitte lesen Sie in der Hilfe nach, welche Fragen zu Biologie akzeptabel sind, bevor Sie posten: „Sie sollten nur praktische, beantwortbare Fragen stellen, die auf tatsächlichen Problemen basieren, mit denen Sie konfrontiert sind.“
Ich glaube, meine Frage entspricht diesen Richtlinien. Um an die von Ihnen zitierte Aussage anzuknüpfen: "Geschwätzige, offene Fragen mindern den Nutzen unserer Website und drängen andere Fragen von der Titelseite.", und das ist nicht die Art von Frage, die ich stelle. Ich frage nach dem wissenschaftlichen Verständnis der Auswirkungen der Einnahme von biologischem Material, das aus Aminosäuren mit entgegengesetzter Chiralität besteht. Da die Eigenschaften dieser Chemikalien (vermutlich) gut bekannt sind, sollten die Auswirkungen des Verzehrs dieser organischen Stoffe verantwortbar sein.
Fragen zu fremden Planeten sind hier nicht Thema. Auch Fragen, auf die Sie sich selbst keine Mühe gegeben haben, vorausgesetzt, Sie sind ein „Student“ der Biologie. Wenn Sie diese Frage stellen wollen, müssen Sie über die beteiligte Biochemie nachdenken. Sie könnten zum Beispiel fragen: „Macht die Verdauungsproteasen (Trypsin, Chymotrypsin, Pepsin hydrolysieren Peptide, die aus D-Aminosäuren bestehen) und von dort weiter zur nächsten Stufe der Verdauung, vorausgesetzt, sie tun es. Bis Sie Ihre Frage so umformulieren, I bleib bei meiner meinung.
Ich bin Computerprogrammierer, ich weiß nichts über Biologie nach der Oberstufe, außer ein paar Kleinigkeiten. Es ist nicht mein Fachwissen; deshalb stelle ich eine frage. Wenn ich die Antwort schon wüsste, müsste ich nicht fragen, oder? Fragen zu stellen, damit Experten auf diesem Gebiet sie beantworten können, ist buchstäblich der gesamte Zweck von Stack Exchange.
Es tut mir leid, Nick, aber in der ersten Zeile der Tour heißt es: „Biology Stack Exchange ist eine Frage-und-Antwort-Site für Biologieforscher, Akademiker und Studenten.“ Wenn ich auf Stack Overflow gehen würde (was ich manchmal tue) und fragen würde, was eine „for“-Schleife ist, würde ich keine zwei Minuten durchhalten. In der Tat, wenn ich weit ausgefeiltere Fragen gestellt habe, die die Leute als zu einfach betrachteten. Und das Problem bei der Frage nach einem spezialisierten SE besteht darin, dass Sie spezielle Antworten erhalten, die Sie wahrscheinlich nicht verstehen oder zumindest nicht auf Richtigkeit beurteilen können. (Es muss kein Code ausgeführt werden, um zu überprüfen, ob es für Sie funktioniert.)
„Wenn ich auf Stack Overflow gehen würde (was ich manchmal tue) und fragen würde, was eine „for“-Schleife ist, würde ich keine zwei Minuten durchhalten.“ Darauf würde ich dir eine Antwort geben. Stimmen Sie wahrscheinlich auch Ihrer Frage zu, um Interesse zu zeigen. Ich verstehe nicht, warum du nicht dasselbe für mich tun kannst. Und ich habe versucht, dies auf dem Scifi-Stack-Austausch zu posten, und sie haben es geschlossen, weil es nicht zum Thema gehört, also habe ich keinen anderen Ort, um es zu posten. Es ist mir egal, ob ich die Antworten nicht auf Korrektheit beurteilen kann, da der Upvote / Downvote-Prozess sowieso dafür da ist.
OK, ich werde Ihre Frage bearbeiten und Ihnen eine Antwort geben.

Antworten (1)

Ein Aspekt der grundlegenden Biochemie, der erforderlich ist, um sich dieser Frage zu nähern, ist die Tatsache, dass die Enzyme, die zelluläre Reaktionen katalysieren, verschiedene Grade an Spezifität gegenüber ihren Substraten (Reaktanten) aufweisen, einschließlich Stereospezifität. Dies ist unten dargestellt (eine ungünstige Sache, aber meine eigene). Das erste Beispiel zeigt, dass die Spezifität von Proteasen von der allgemeinen chemischen oder physikalischen Natur des Substrats abhängen kann. Die zweite zeigt, wie Stereospezifität funktioniert.

Spezifität von Enzymen gegenüber ihren Substraten

Die hier relevanten Enzyme sind Proteasen, die dafür verantwortlich sind, Proteine ​​in ihre Aminosäurebestandteile zu zerlegen, die dann vom Darm aufgenommen werden, und dann die Enzyme, die normalerweise katabolisieren (abbauen) oder metabolisieren (in andere Verbindungen umwandeln) würden. diese Aminosäuren. Es ist bekannt, dass die Spezifität der Enzyme so ist, dass selbst wenn die Proteine ​​in D-Aminosäuren zerlegt würden, diese nicht für die Proteinsynthese verwendet werden könnten.

Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet ('for'-Schleifen sind eher mein Ding), aber ich habe einige relevante Referenzen in einem kürzlich erschienenen Artikel über D-Aminosäure-Analoga von Peptiden gefunden . Um aus der Einleitung zu diesem Papier zu zitieren:

Eine nützliche Konsequenz daraus ist, dass (D)-Proteine ​​sehr widerstandsfähig gegenüber Abbau sind und eine geringe Immunogenität aufweisen (7). Die grundlegende Änderung der Konnektivität und Geometrie von Rückgrat und Seitenkette bedeutet, dass sie von vielen (L)-Proteinen – einschließlich Proteasen – nicht als Proteine ​​erkannt werden. Folglich wird von (D)-Proteinen berichtet, dass sie die Darm-, Blutplasma- und intrazellulären Halbwertszeiten stark verlängert haben (8). In einigen Fällen wurde auch über eine bessere Zellpenetration berichtet (9, 10).

Die Referenzen sind:

  1. Uppalapati M. et al. (2016) Ein potenter D-Protein-Antagonist von VEGF-A ist nicht immunogen, metabolisch stabil und in vivo länger zirkulierend. ACS Chem. Biol. 11:1058–1065.
  2. Rabideau AE, Pentelute BL (2015)Eine D-Aminosäure am N-Terminus eines Proteins hebt seinen Abbau durch den N-Ende-Regelweg auf. ACS Cent Sci 1:423–430.
  3. Nickl CK, et al. (2010) (D)-Aminosäureanaloga von DT-2 als hochselektive und überlegene Inhibitoren der cGMP-abhängigen Proteinkinase Ialpha. Biochim Biophys Acta 1804:524–532.
  4. Brugidou J, Legrand C, Méry J, Rabié A (1995) Die Retro-Inverso-Form eines von Homöoboxen abgeleiteten kurzen Peptids wird schnell von kultivierten Neuronen internalisiert: Eine neue Grundlage für ein effizientes intrazelluläres Abgabesystem. Biochem Biophys Res Commun 214:685–693.

Es scheint also, dass die D-Aminosäure-Proteine ​​weniger wahrscheinlich metabolisiert werden und somit weniger wahrscheinlich als Nahrung nützlich wären. Ich verstehe nicht, warum sie eine geringe Immunogenität haben, aber wenn dies der Fall ist, scheint es unwahrscheinlich, dass sie allergische Reaktionen hervorrufen würden.

Was wäre das Schicksal von aus D-Aminosäuren hergestelltem Protein nach der Einnahme durch den Menschen?
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