Heptapeptide

Heptapeptide sind Oligopeptide, die aus sieben Aminosäure-Bausteinen aufgebaut sind. Die Bezeichnung „Aminosäure-Baustein“ kommt daher, dass die einzelnen Aminosäuren über Peptidbindungen miteinander verknüpft sind. Dabei erfolgt die Ausbildung einer solchen Bindung durch Wasserabspaltung zwischen der Aminogruppe einer Aminosäure und der Carboxygruppe einer anderen Aminosäure.

Wie die meisten Peptide, übernimmt auch die Mehrheit der Heptapeptide eine wichtige Rolle im Organismus eines Lebewesens und/oder ist pharmakologisch aktiv.

Lineare Heptapeptide

Heptapeptide sind linear aufgebaut, wenn die Aminosäure-Bausteine über sechs Peptidbindungen in einer Kette miteinander verknüpft sind.

β-Casomorphin-7

Aminosäurensequenz nach IUB/IUPAC<ref name="CRC">G. D. Fassman (Hrsg.): Handbook of Biochemistry an Molecular Biology. (= Proteins. Volume I). 3. Auflage. CRC Press, Cleveland 1976, ISBN 0-87819-504-1, S. 1–108.</ref> (mit interaktivem Schaltfeld) und Strukturformel (mit grün gefärbtem N-Terminus und blau gefärbtem C-Terminus)	Natürliches Vorkommen
<imagemap> Datei:ASS beta-Casomorphin-7 V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 0 42 32 Tyrosin rect 74 0 120 32 Prolin rect 152 0 202 32 Phenylalanin rect 232 0 278 32 Prolin rect 312 0 354 32 Glycin rect 388 0 434 32 Prolin rect 468 0 498 32 Isoleucin </imagemap> Datei:Beta-Chasmorphin-7 V4 transparent.svg β-Casomorphin-7	Braunvieh Braunvieh β-Casomorphin-7 ist im Casein-Pepton von Rindern enthalten<ref name="Brantl" />

β-Casomorphin-7 wurde 1979 von einer Gruppe um den deutschen Mediziner Hansjörg Teschemacher (* 1938)<ref name="TEéschemacher">Rudolf Buchhein Institut für Pharmakologie: Geschichte des Rudolf-Buchheim Instituts für Pharmakologie – Erstes Pharmakologisches Institut. 27. September 2007, abgerufen am: 3. Juli 2017.</ref> aus Rindercasein-Pepton isoliert.<ref name="Brantl">V. Brantl, H. Teschemacher, A. Henschen, F. Lottspeich: Novel Opioid Peptides Derived from Casein (β-Casomorphins). II. Structure of Active Components from Bovine Casein Peptone. In: Hoppe-Seyler's Zeitschrift für Physiologische Chemie. Band 360, Nr. 9, 1979, S. 1217–1224, doi:10.1515/bchm2.1979.360.2.1211.</ref> Dieses Peptid zählt zu den Opioidpeptiden und lässt sich nicht durch das Enzym Pronase spalten, was eine Besonderheit darstellt.<ref name="Brantl" />

Deltorphin-I und Deltorphin-II

Aminosäurensequenz nach IUB/IUPAC<ref name="CRC">G. D. Fassman (Hrsg.): Handbook of Biochemistry an Molecular Biology. (= Proteins. Volume I). 3. Auflage. CRC Press, Cleveland 1976, ISBN 0-87819-504-1, S. 1–108.</ref> (mit interaktivem Schaltfeld) und Strukturformel (mit grün gefärbtem N-Terminus und blau gefärbtem C-Terminus)		Natürliches Vorkommen
<imagemap> Datei:ASS Deltorphin-I V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 0 42 32 Tyrosin rect 75 0 140 32 Alanin rect 175 0 225 32 Phenylalanin rect 260 0 305 32 Asparaginsäure rect 340 0 460 32 Valin rect 490 0 533 32 Glycin rect 565 0 620 32 Aminogruppe </imagemap> Datei:Deltorphin-I V3 transparent.svg Deltorphin-I	<imagemap> Datei:ASS Deltorphin-II V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 0 42 32 Tyrosin rect 75 0 140 32 Alanin rect 175 0 225 32 Phenylalanin rect 260 0 305 32 Glutaminsäure rect 340 0 460 32 Valin rect 490 0 533 32 Glycin rect 565 0 620 32 Aminogruppe </imagemap> Datei:Deltorphin-II V3 transparent.svg Deltorphin-II	Phyllomedusa bicolor01a.jpg Phyllomedusa bicolor Die Deltorphine sind in der Haut des Frosches Phyllomedusa bicolor enthalten<ref name="Erspamer" />

Deltorphin-I enthält den Aminosäure-Baustein der Asparaginsäure und Deltorphin-II den der Glutaminsäure. 1989 wurden sie von einer Gruppe um den italienischen Pharmakologen Vittorio Erspamer (1909–1999) aus der Haut des Frosches Phyllomedusa bicolor extrahiert. Sie gehören zu den Opioidpeptiden und binden selektiv an die δ-Opioid-Rezeptoren.<ref name="Erspamer">V. Erspamer, P. Melchiorri, G. Falconieri-Erspamer, L. Negri, R. Corsi, C. Severini, D. Barra, M. Simmaco, G. Kreil: Deltorphins: A Family of Naturally Occurring Peptides With High Affinity and Selectivity for Delta Opioid Binding Sites. In: Proceedings of the National Academy of Sciences USA. Band 86, Nr. 13, 1989, S. 5188–5192, doi:10.1073/pnas.86.13.5188.</ref>

Dermorphin

Aminosäurensequenz nach IUB/IUPAC<ref name="CRC">G. D. Fassman (Hrsg.): Handbook of Biochemistry an Molecular Biology. (= Proteins. Volume I). 3. Auflage. CRC Press, Cleveland 1976, ISBN 0-87819-504-1, S. 1–108.</ref> (mit interaktivem Schaltfeld) und Strukturformel (mit grün gefärbtem N-Terminus und blau gefärbtem C-Terminus)	Natürliches Vorkommen
<imagemap> Datei:ASS Dermorphin V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 0 42 32 Tyrosin rect 74 0 144 32 Alanin rect 176 0 226 32 Phenylalanin rect 258 0 303 32 Glycin rect 340 0 378 32 Tyrosin rect 410 0 455 32 Prolin rect 490 0 533 32 Serin rect 565 0 620 32 Aminogruppe </imagemap> Datei:Dermorphin V3 transparent.svg Dermorphin	Phyllomedusa sauvagei Phyllomedusa sauvagei Dermorphin ist in der Haut des Frosches Phyllomedusa sauvagei enthalten<ref name="Montecucchi" />

Demorphin gehört zu den Opioidpeptiden. Es wurde 1980 durch eine Gruppe um den Italiener Pier Carlo Montecucchi erstmals aus der Haut des Frosches Phyllomedusa sauvagei extrahiert.<ref name="Montecucchi">P. C. Montecucchi, R. de Castiglione, S. Piani, L. Gozzini, V. Erspamer: Amino acid composition and sequence of dermorphin,a novel opiate-like peptide from the skin of PhylIomedusa sauvagei. In: International Journal of Peptide and Protein Research. Band 17, Nr. 3, 1981, S. 275–283, doi:10.1111/j.1399-3011.1981.tb01993.x.</ref>

Im Gegensatz zu Deltorphin-I und Deltorphin-II bindet Demorphin selektiv an die μ-Opioid-Rezeptoren.<ref name="Erspamer" />

Wwamid-1

Aminosäurensequenz nach IUB/IUPAC<ref name="CRC">G. D. Fassman (Hrsg.): Handbook of Biochemistry an Molecular Biology. (= Proteins. Volume I). 3. Auflage. CRC Press, Cleveland 1976, ISBN 0-87819-504-1, S. 1–108.</ref> (mit interaktivem Schaltfeld) und Strukturformel (mit grün gefärbtem N-Terminus und blau gefärbtem C-Terminus)	Natürliches Vorkommen
<imagemap> Datei:ASS Wwamid-1 V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 0 44 32 Tryptophan rect 76 0 124 32 Lysin rect 156 0 200 32 Glutaminsäure rect 232 0 282 32 Methionin rect 314 0 358 32 Serin rect 390 0 434 32 Valin rect 466 0 510 32 Tryptophan rect 542 0 595 32 Aminogruppe </imagemap> Datei:Wwamid-1 V2 transparent.svg Wwamid-1	Große Achatschnecke Achatine fulica Wwamid-1 ist in den Ganglien der afrikanischen Schnecke Achatina fulica enthalten<ref name="Minakata" />

Wwamid-1 wurde 1993 von einer japanischen Gruppe um Hiroyuki Minakata (* 1956)<ref name="E-Mail">Die Information zum Geburtsjahr stammt von Hiroyuki Minakata persönlich (E-Mail-Kontakt am 7. Juli 2017).</ref> aus den Ganglien der afrikanischen Schnecke Achatina fulica extrahiert.<ref name="Minakata">H. Minakata, T. Ikeda, Y. Muneoka, M. Kobayashi, K. Nomoto: WWamide-1, -2 and -3: novel neuromodulatory peptides isolated from ganglia of the African giant snail, Achatina fulica. In: FEBS letters. Band 323, Nr. 1–2, 1993, S. 104–108, doi:10.1016/0014-5793(93)81458-C.</ref> Dieses Neuropeptid ist ein Inhibitor eines zentralen Neurons der Schnecke. Außerdem zeigt es im peripheren Nervensystem von verschiedenen Weichtieren modulierende Effekte, d. h., es hemmt oder fördert Muskelkontraktionen. Für die Kontrolle von Muskelkontraktionen könnte es wichtig sein.<ref name="Minakata" />

Cyclische Heptapeptide

Unter cyclischen Heptapeptiden werden Heptapeptide mit einer ringförmigen Gestalt verstanden. Zu dieser Form kommt es, wenn eine siebte Peptidbindung ausgebildet wird. Ein solcher Ringschluss ist auch durch Ausbildung anderer kovalenter Bindungen möglich. Dies ist z. B. bei Viroisin der Fall.

Phalloidin

Aminosäurensequenz nach IUB/IUPAC<ref name="CRC">G. D. Fassman (Hrsg.): Handbook of Biochemistry an Molecular Biology. (= Proteins. Volume I). 3. Auflage. CRC Press, Cleveland 1976, ISBN 0-87819-504-1, S. 1–108.</ref> (mit interaktivem Schaltfeld) und Strukturformel (mit grün gefärbtem N-Terminus und blau gefärbtem C-Terminus)

Natürliches Vorkommen

<imagemap> Datei:ASS Phalloidin V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert poly 0 80 34 80 34 180 553 180 553 80 584 80 584 200 0 200 Cyclopeptide rect 210 25 445 70 Thioether rect 500 0 542 32 Hydroxygruppe rect 35 72 75 102 Alanin rect 107 72 175 102 Threonin rect 207 72 255 102 Cystein rect 287 72 330 100 Prolin rect 363 72 402 102 Alanin rect 434 72 474 102 Tryptophan rect 506 72 552 100 Leucin rect 240 137 277 165 cis-trans-Isomerie rect 278 137 322 165 Hydroxygruppe rect 500 137 542 165 Hydroxygruppe </imagemap> Datei:Phalloidin V6 transparent.svg Phalloidin

2009-05 Amanita phalloides crop.jpg Grüner Knollenblätterpilz Phalloidin kommt im Pilz Amanita phalloides vor, dem Grünen Knollenblätterpilz<ref name="Wieland" />

Phalloidin ist ein bicyclisches Heptapeptid und gehört zu den Phallotoxinen. Dies ist eine Gruppe von Toxinen, die im Grünen Knollenblätterpilz (Amanita phalloides) gefunden wurden.<ref name="Hänsel">R. Hänsel, E. Steinegger: Pharmakognosie und Phytopharmazie. 4. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 1988, ISBN 3-662-08319-1, S. 475, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche.</ref><ref name="Wieland">T. Wieland, H. W. Schnabel: Über die Giftstoffe des Grünen Knollenblätterpilzes–Neue Sequenzanalyse von Phalloidin und Phalloin. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. Band 657, Nr. 1, 1962, S. 225–228, doi:10.1002/jlac.19626570128.</ref> 1937 gelang es den beiden Deutschen Feodor Lynen (1911–1979) und Ulrich Wieland (1911–2003)<ref name="Grabstein">Verein für Computergenealogie: Grabstein der Familie Wieland. 2013, abgerufen am: 6. Juli 2017.</ref> das toxische Peptid in kristalliner Form aus diesem Pilz zu isolieren.<ref name="Lynen">F. Lynen, U. Wieland: Über die Giftstoffe des Knollenblätterpilzes. VI. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. Band 533, Nr. 1, 1937, S. 93–117, doi:10.1002/jlac.19385330105.</ref>

Für die Wirkungsweise dieses Heptapeptids ist charakteristisch, dass Leberzellmembranen so verändert werden, dass sich Ausstülpungen bilden und Blut aufgenommen wird.<ref name="Besl2">A. Bresinsky, H. Besl: Giftpilze–Ein Handbuch für Apotheker, Ärzte und Biologen. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1985, ISBN 3-8047-0680-0, S. 23–24.</ref> Dies ist darauf zurückzuführen, dass Phalloidin die Depolymerisation von filamentösem F-Aktin zu monomeren G-Aktinen, also den Abbau von Mikrofilamenten, hemmt.<ref name="Th.Wieland">T. Wieland: Amatoxine, Phallotoxine – die Gifte des Knollenblätterpilzes. In: Chemie in unserer Zeit. Band 13, Nr. 2, 1979, S. 56–63, doi:10.1002/ciuz.19790130205</ref><ref name="Rassow">J. Rassow, K. Hauser, R. Netzker, R. Deutzmann: Biochemie. 3. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-13-125353-8, S. 376ff.</ref>

Viroisin

Aminosäurensequenz nach IUB/IUPAC<ref name="CRC">G. D. Fassman (Hrsg.): Handbook of Biochemistry an Molecular Biology. (= Proteins. Volume I). 3. Auflage. CRC Press, Cleveland 1976, ISBN 0-87819-504-1, S. 1–108.</ref> (mit interaktivem Schaltfeld) und Strukturformel (mit grün gefärbtem N-Terminus und blau gefärbtem C-Terminus)

Natürliches Vorkommen

<imagemap> Datei:ASS Viroisin V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert poly 0 80 34 80 34 180 615 180 615 80 650 80 650 200 0 200 Cyclopeptide rect 255 0 320 32 cis-trans-Isomerie rect 321 0 360 32 Hydroxygruppe rect 255 136 320 165 cis-trans-Isomerie rect 321 136 360 165 Hydroxygruppe rect 563 136 603 165 Hydroxygruppe rect 563 0 603 32 Hydroxygruppe rect 448 0 533 32 #Funktionelle Gruppen (nach abnehmender Priorität geordnet) rect 35 70 77 100 Valin rect 115 70 180 100 Threonin rect 225 70 290 100 Serin rect 330 70 375 98 Prolin rect 410 70 450 100 Alanin rect 490 70 530 100 Tryptophan rect 565 70 614 98 Leucin </imagemap> Datei:Viroisin V2 transparent.svg Viroisin

2006-08 Amanita virosa crop.jpg Amanita virosa Viroisin kommt in Europa in dem Pilz Amanita virosa vor<ref name="Faulstich" /><ref name="Besl" />

Viroisin gehört zu den Virotoxinen. Dies sind monocyclische, toxische Heptapeptide, die in den Knollenblätterpilzen vorkommen. In Europa scheint diese Gruppe von toxischen Peptiden nur in der Pilzart Amanita virosa enthalten zu sein.<ref name="Faulstich">H. Faulstich, A. Buku, H. Bodenmüller, T. Wieland: Virotoxins: actin-binding cyclic peptides of Amanita virosa mushrooms. In: Biochemistry. Band 19, Nr. 14, 1980, S. 3334–3343, doi:10.1021/bi00555a036.</ref><ref name="Besl">A. Bresinsky, H. Besl: Giftpilze–Ein Handbuch für Apotheker, Ärzte und Biologen. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1985, ISBN 3-8047-0680-0, S. 19–21.</ref> 1980 gelang es Heinz Faulstich und Kollegen, Viroisin aus diesem Pilz zu isolieren.<ref name="Faulstich" />

Die Wirkungsweise von Viroisin ist der von Phalloidin sehr ähnlich. Wie Phalloidin unterbindet auch Viroisin die Depolymerisation von filamentösen F-Aktinen, sodass es hier ebenfalls zur Aufnahme von Blut in die Leber kommt.<ref name="Faulstich" />
Bei Viroisin scheint es so, dass dieses Peptid erst in der aktiven Konformation vorliegt, wenn es nach dem Induced fit-Mechanismus an Aktin gebunden ist.<ref name="Faulstich" />

Einzelnachweise

<references />