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Papel de los péptidos y las proteínas en la investigación médica

Papel de los péptidos y las proteínas en la investigación médica

Las proteínas y los péptidos son sustancias de origen natural o sintético ampliamente utilizadas para tratar diversas afecciones patológicas o trastornos médicos.

¿Cuáles son las diferencias entre estas dos clases de moléculas biológicas? Básicamente, las proteínas y los péptidos se forman a partir de los mismos elementos, los aminoácidos, y difieren en tamaño y función.

Las proteínas contienen más de 50 aminoácidos

Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas de aminoácidos (o residuos) unidos por un enlace peptídico. Constituyen la clase más abundante de moléculas orgánicas en todos los organismos vivos y representan el 50 por ciento o más de su peso seco. Las proteínas son moléculas clave en numerosos procesos vitales, como:

  • Síntesis y replicación del ADN
  • Control del crecimiento y la diferenciación celular
  • Transporte de moléculas a las membranas celulares (función transportadora)
  • Transducción de señales (es decir, fosforilación catalizada por proteínas quinasas)
  • Regulación de los procesos metabólicos
  • Protección inmunitaria
  • Catálisis enzimática
  • Generación y transmisión de impulsos nerviosos

     

Las proteínas también tienen funciones estructurales o mecánicas, como la actina y la miosina en los músculos y las proteínas que componen el citoesqueleto, que forman una estructura que mantiene la forma de la célula.

Las proteínas se diferencian entre sí principalmente por su secuencia de aminoácidos, que depende de la secuencia de nucleótidos de los genes y suele determinar el plegamiento de la proteína y una estructura tridimensional específica que determina su actividad. Normalmente, las proteínas están compuestas por más de 50 aminoácidos.

Los péptidos tienen cadenas de aminoácidos más cortas que las proteínas.

Los péptidos tienen un peso molecular inferior a 5.000 daltons y consisten en una cadena extremadamente variable de aminoácidos unidos, como las proteínas, por un enlace peptídico. Los péptidos más cortos son los dipéptidos, con sólo dos aminoácidos; los tripéptidos y los tetrapéptidos constan de tres y cuatro residuos de aminoácidos, respectivamente. Los péptidos de hasta 50 aminoácidos se definen como polipéptidos.

Entre los péptidos se encuentran la oxitocina, el hipotálamo, el glutatión, las encefalinas, que son compuestos naturales, y péptidos sintéticos como la Epitalona y la Vilona.

Los recientes descubrimientos de péptidos bioactivos han demostrado que son capaces de modular funciones fisiológicas del organismo humano y animal. Algunos péptidos, denominados neuropéptidos, funcionan como mensajeros químicos y suelen unirse a receptores acoplados a proteínas G.

Estas pequeñas moléculas biológicas tienen tareas muy diversas, como funciones antihipertensivas, inmunomoduladoras, antimicrobianas y antivirales, y son capaces de reforzar el sistema nervioso en general y combatir trastornos como el insomnio.

Tanto las proteínas como los péptidos se utilizan en gran medida para aplicaciones clínicas

El desarrollo de fármacos basados en proteínas y péptidos ha experimentado grandes avances en la última década gracias a las nuevas tecnologías analíticas y de fabricación.

En particular, se han producido y modificado péptidos por métodos químicos y biológicos, junto con nuevas estrategias de diseño y administración, que han contribuido al progreso continuo de este campo. Se ha obtenido y estudiado una amplia variedad de péptidos naturales y modificados, que abarcan diferentes áreas terapéuticas.

En la primera mitad del siglo XX se descubrieron, estudiaron inicialmente y aislaron de fuentes naturales varios péptidos bioactivos que han salvado vidas, como la insulina y la hormona adrenocorticotrófica. El descubrimiento y desarrollo de la insulina se ha considerado uno de los logros monumentales de la investigación científica.

Los péptidos cortos tienen múltiples aplicaciones

Muchos fármacos peptídicos se han utilizado en una amplia gama de áreas terapéuticas, como urología, respiratorio, dolor, oncología, metabolismo, cardiovascular y aplicaciones antimicrobianas, y también en el campo cosmético.

La enfuvirtida, por ejemplo, es un péptido biomimético de 36 aminoácidos que imita las proteínas del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), utilizado en terapia combinada para el tratamiento del VIH-1.

EPITALON® es un suplemento dietético con múltiples efectos: puede retrasar el envejecimiento y aumentar la producción de melatonina, una hormona esencial para regular el ritmo sueño-vigilia.

Este producto elaborado a partir de un péptido natural llamado Epithalamin, que se extrae de la glándula pineal, cuatro aminoácidos (alanina, ácido glutámico, ácido aspártico y glicina) y vitaminas, también puede reforzar las defensas inmunitarias, tiene efectos anticancerígenos, regula los procesos de oxidación del peróxido en el tejido cerebral y es útil para mejorar la función reproductora.

La mayoría de los estudios sobre péptidos cortos han sido realizados por el Instituto de Biorregulación y Gerontología de San Petersburgo (Rusia), dirigido por el profesor Vladimir Khavinson.

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