Octapeptide

Octapeptide gehören zu den Oligopeptiden und sind aus acht Aminosäure-Bausteinen aufgebaut. 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 der Großteil der Peptide kommen auch die Octapeptide zu einem großen Teil in Organismen vor, in denen sie wichtige Funktionen haben. Des Weiteren sind viele Octapeptide pharmakologisch aktiv. Zu diesem Zweck werden auch viele dieser Verbindungen synthetisch hergestellt.

Lineare Octapeptide

Sind Octapeptide linear aufgebaut, sind die Aminosäure-Bausteine in einer Kette über sieben Peptidbindungen miteinander verknüpft.

Adrenorphin

Adrenorphin ist auch unter dem Namen Metorphamid bekannt und zählt zu den Opioidpeptiden. 1983 wurde es von einer japanischen Forschergruppe um Kensaku Mizuno (* 1952)<ref name="Mizuno">Tohuku University: 'Researchs Information: Kensaku Mizuno.' 17. März 2017, abgerufen am: 3. Juli 2017.</ref> erstmals aus einem menschlichen Phäochromozytom-Tumor des Nebennierenmarks sowie von einer Gruppe mit dem US-Amerikaner Christopher J. Evans (* 1954)<ref name="E-Mail">Die Information zum Geburtsjahr stammt von Herrn Evans persönlich (E-Mail-Kontakt am 3. Juli 2017)</ref> aus dem Gehirn eines Rindes erhalten.<ref name="Matsuo">H. Matsuo, A. Miyata, K. Mizuno: Novel C-terminally amidated opioid peptide in human phaeochromocytoma tumour. In: Nature. Band 35, 1983, S. 721–723. doi:10.1038/305721a0.</ref><ref name="Weber">E. Weber, F. S. Esch, P. Böhlen, S. Paterson, A. D. Corbett, A. T. McKnight, H. W. Kosterlitz, J. D. Barchas, C. J. Evans: Metorphamide: isolation, structure, and biologic activity of an amidated opioid octapeptide from bovine brain. In: Proceedings of the National Academy of Science of the United States. Band 80, Nr. 23, 1983, S. 7362–7366. doi:10.1073/pnas.80.23.7362.</ref> Es ist das erste Peptid, das mit einem amidierten C-Terminus in Säugetieren gefunden wurde. Proenkephalin A bildet den Vorläuferstoff dieses Peptids.<ref name="Matsuo" /> Adrenorphin bindet an μ- und κ-Opioid-Rezeptoren.<ref name="Weber" />

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 Adrenorphin V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 0 42 34 Tyrosin rect 74 0 190 34 Glycin rect 222 0 274 34 Phenylalanin rect 306 0 353 34 Methionin rect 385 0 501 34 Arginin rect 533 0 575 34 Valin rect 604 0 660 34 Aminogruppe </imagemap> Datei:Adrenorphin V1a(farblos).svg Adrenorphin	Braunvieh Adrenorphin kommt im Gehirn von Rindern vor<ref name="Weber" />

Angiotensin 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 AngiotensinII V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 0 45 35 Asparaginsäure rect 80 0 125 35 Arginin rect 160 0 205 35 Valin rect 235 0 279 35 Tyrosin rect 309 0 341 35 Isoleucin rect 371 0 413 35 Histidin rect 445 0 487 35 Prolin rect 519 0 565 35 Phenylalanin </imagemap> Datei:AngiotensinII V2(farblos).svg Angiotensin II	Datei:Bloodplasma-de.svg Angiotensin II wird im Blutplasma gebildet<ref name="Skeggs" />

Angiotensin II (früher: Hypertensin II)<ref name="Braun">E. Braun-Menendez, I. H. Page: Suggested Revision of Nomenclature – Angiotensin. In: Science. Band 127, Nr. 3292, S. 242. doi:10.1126/science.127.3292.242-a.</ref> ist ein Peptidhormon, das durch das Angiotensin-konvertierende Enzym aus Angiotensin I gebildet wird.<ref name="Kahn">L. T. Skeggs, J. R. Kahn, N. P. Shumway: The Preparation and Function of the Hypertensin-Converting Enzyme. In: Journal of Experimental Medicine. Band 103, Nr. 3, 1956, S. 295–299. doi:10.1084/jem.103.3.295.</ref> 1953 gelang es einer Gruppe um den US-amerikanischen Biochemiker Leonard T. Skeggs (1918–2002)<ref name="BioSkeggs">Case Western Reserve University: In Memoriam: Skeggs worked on artificial kidney In: Campus News. 2. Dezember 2004, abgerufen am: 29. Juni 2017.</ref> zu zeigen, dass dieses Octapeptid im Blutplasma gebildet wird.<ref name="Skeggs">L. T. Skeggs, W. H. Marsh, J. R. Kahn, N. P. Shumway: The existence of two forms of Hypertensin. In: Journal of Experimental Medicine. Band 99, Nr. 3, 1954, PMC 2136205 (freier Volltext).</ref> Durch Angiotensin II wird der Blutdruck durch Vasokonstriktion sowie durch Verstärkung der Ausschüttung von Aldosteron in der Nebennierenrinde gesteigert. Zusätzlich zeigt Angiotensin II stimulierende Effekte auf die Glykogenolyse in der Leber, auf die Wiederaufnahme von Natrium-Ionen in der Niere, auf die Freisetzung von Vasopressin im Gehirn und auf die Freisetzung des Corticotropins in der Hypophyse.<ref name="JakubkeH">H.-D. Jakubke: Peptide. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg / Berlin / Oxford 1996, ISBN 3-8274-0000-7, S. 323.</ref>

Cyclische Octapeptide

Durch die Ausbildung einer achten Peptidbindung kommt es zu einem Ringschluss, sodass die ringförmige Gestalt der Cyclopeptide entsteht. Dies ist ebenfalls durch weitere kovalente Bindungen möglich, wie bei Hymenistatin-I.

α-Amanitin

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 a-Amanitin V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert poly 241 100 241 0 522 0 522 100 378 100 378 47 353 47 353 100 Sulfoxide poly 0 110 27 110 27 190 551 190 551 110 582 110 582 210 0 210 Cyclopeptide rect 40 45 90 65 cis-trans-Isomerie rect 98 45 133 70 Hydroxy-Gruppe rect 173 45 208 70 Hydroxy-Gruppe rect 173 160 208 185 Hydroxy-Gruppe rect 238 160 273 185 Hydroxy-Gruppe rect 354 48 377 65 Cahn-Ingold-Prelog-Konvention rect 28 104 70 122 Asparagin rect 102 104 144 122 Prolin rect 176 104 205 122 Isoleucin rect 238 104 280 125 Tryptophan rect 309 104 351 125 Glycin rect 380 104 409 122 Isoleucin rect 441 104 483 125 Glycin rect 515 104 557 125 Cystein </imagemap> Datei:Alpha-Amanitin V3(farblos).svg α-Amanitin

2009-05 Amanita phalloides crop.jpg α-Amanitin kommt in den Knollenblätterpilzen vor, wie z. B. im Grünen Knollenblätterpilz Amanita phalloides<ref name="Th.Wieland" /><ref name="H.Wieland" />

α-Amanitin gehört zu den Amatoxinen. Dies sind toxische, bicyclische Octapeptide, die z. B. in den Knollenblätterpilzen vorkommen.<ref name="Th.Wieland">T. Wieland: Struktur und Wirkung der Amatoxine. In: Die Naturwissenschaften. Band 59, Nr. 6, 1972, S. 225–231. doi:10.1007/BF00610196.</ref> Dieses Octapeptid ist das erste Peptid der Amatoxine, das 1941 von einer Gruppe um den deutschen Chemiker Heinrich Wieland (1877–1957) aus dem Grünen Knollenblätterpilz Amanita phalloides isoliert wurde.<ref name="H.Wieland">H. Wieland, R. Hallermeyer, W. Zilg: Über die Gifte des Knollenblätterpilzes. VI: Amanitin, das Hauptgift des Knollenblätterpilzes. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. Band 548, Nr. 1, 1941, S. 1–18. doi:10.1002/jlac.19415480102.</ref> Es wurde zunächst nur Amanitin genannt. Erst als 1949 ein weiterer Amanitin-ähnlicher Giftstoff entdeckt wurde, kam es zu der Bezeichnung α-Amanitin.<ref name="beta-Amanitin">Th. Wieland, L. Wirth, E. Fischer: Über die Giftstoffe des Knollenblätterpilzes VII. β-Amanitin, eine dritte Komponente des Knollenblätterpilzgiftes. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. Band 564, Nr. 2, 1949, S. 152–160. doi:10.1002/jlac.19495640208</ref>

Für Wirkungsweise von α-Amanitin ist charakteristisch, dass es ein Inhibitor der RNA-Polymerase II ist.<ref name="Fiume">H. Faulstich, T. Weiland, L. Fiume: Amatoxins, Phallotoxins, Phallolysin, and Antamanide: The Biologically Active Components of Poisonous Amanita Mushroom. In: CRC Critical Reviews in Biochemistry. Band 5, Nr. 3, 1978, S. 185–260, doi:10.3109/10409237809149870.</ref> Aufgrund dieser Eigenschaft soll es möglich sein, diesen Stoff in der Krebsbehandlung einzusetzen.<ref name="Riede">I. Riede: Switch the Tumor Off: From Genes to Amanita Therapy. In: American Journal of Biomedical Research. Band 1, Nr. 4, 2013, S. 93–107. doi:10.12691/ajbr-1-4-5.</ref>

Hymenistatin-I

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 HymenistatinI V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert poly 0 10 28 10 28 50 590 50 590 10 625 10 625 60 0 60 Cyclopeptide rect 32 0 150 36 Prolin rect 182 0 224 36 Tyrosin rect 256 0 298 36 Valin rect 331 0 378 36 Prolin rect 410 0 457 36 Leucin rect 489 0 588 36 Isoleucin </imagemap> Datei:Hymenistatin V1(farblos).svg Hymenistatin-I	Hymenistatin-I kommt im Hornkieselschwamm Hymeniacidon vor<ref name="Pettit" />

Hymenistatin-I wurde 1989 von einem Team um den US-amerikanischen Chemiker George R. Pettit (* 1929)<ref name="Byars">R. S. Byars: Waging War on Cancer – Dr. Pettit's Lifelong Quest to Find Cures. Friesenpress, Victoria 2015, ISBN 978-1-4602-5976-4, S. 1ff.</ref> aus Schwämmen der Gattung Hymeniacidon isoliert, die der Klasse der Hornkieselschwämme angehören.<ref name="Pettit">G. R. Pettit, P. J. Clewlow, C. Dufresne, D. L. Doubek, R. L. Cerny, K. Rützler: Antineoplastic Agents. 193. Isolation and Structure of the Cyclic Peptide Hymenistatin 1. In: Canadian Journal of Chemistry. Band 68, Nr. 5, 1990, S. 708–711. doi:10.1139/v90-110.</ref> Ähnlich wie Ciclosporin unterbindet dieses Octapeptid die humorale und zelluläre Immunantwort.<ref name="Wieczorek">M. Cebrat, Z. Wieczorek, I. Z. Siemion: Immunosuppressive Activity of Hymenistatin I. In: Peptides. Band 17, Nr. 2, 1996, S. 191–196. doi:10.1016/0196-9781(95)02123-X.</ref>

Moroidin

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 Moroidin V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 40 55 76 Pyroglutaminsäure rect 80 40 193 70 Leucin rect 220 40 260 76 Valin rect 285 42 325 73 Tryptophan rect 350 40 390 76 Arginin rect 415 40 457 76 Glycin rect 482 42 522 73 Histidin </imagemap> Datei:Moroidin V3(farblos).svg Moroidin	Dencrocnide moroides Moroidin kommt in den Brennhaaren der Brennnesselgewächse vor, wie z. B. in Dendrocnide moroides<ref name="Leung" /><ref name="Watters" />

Moroidin ist ein bicyclisches Octapeptid, welches eine ungewöhnliche Brücke zwischen dem N^τ-Atom im Imidazol-Ring des Histidins und dem C²-Atom im Indol-Ring des Tryptophans aufweist. Zwischen dem C⁶-Atom desselben Ringes sowie dem C³-Atom im Rest des Leucins befindet sich die zweite Brücke.

Das Molekül ist in den Brennhaaren von Pflanzen der Familie der Brennnesselgewächse (z. B. in Laportea moroides und Dendrocnide moroides) enthalten, aus denen es 1985 durch eine Arbeitsgruppe um den britischen Biochemiker Dudley H.Williams (1937–2010)<ref name="Williams">D. J. Daley: Professor Dudley H. Williams ScD, FRS 1937–2010. In: Rapid Communications in Mass Spectrometry. Band 25, Nr. 8, 2011, S. 117–118. doi:10.1002/rcm.4964.</ref> isoliert wurde.<ref name="Leung">C. Leung, D. H. Williams, J. C. J. Barna, S. Foti, P. B. Oelrichs: Structural Studies on the Peptide Moroidin from Laportea Moroides. In: Tetrahedron. Band 42, Nr. 12, 1986, S. 3333–3348. doi:10.1016/S0040-4020(01)87397-X.</ref><ref name="Watters" /> Es scheint für Schmerz, Rötung etc. bei Kontakt mit diesen Brennesselarten verantwortlich zu sein.<ref name="Leung" /><ref name="Watters">P. B. Oelrichs, D. H. Williams: Two Naturrally Occurring Toxins Causing Stock Lossed. In: D. Watters, M. Lavin, D. Maguire, J. Pearn (Hrsg.): Toxins and Targets – Effects of Natural and Synthetic Poisons on Living Cells and Fragile Ecosystems. Harwood Academic Publishers, Chur 1992, ISBN 3-7186-5194-7, S. 119–120. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)</ref> Weiterhin wurde herausgefunden, dass Moroidin die Tubulin-Polymerisation unterbindet und somit als neue Klasse der Mikrotubuli-Inhibitoren vorgeschlagen wird.<ref name="Morita">H. Morita, K. Shimbo, H. Shigemori, J. Kobayashi: Antimiotic Activity of Moroidin, a Bicyclic Peptide from the Seed of Celosia argentea. In: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. Band 10, Nr. 5, 2000, S. 469–471. doi:10.1016/S0960-894X(00)00029-9.</ref>

Octreotid

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)

<imagemap> Datei:ASS Octreotid V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.4|zentriert rect 0 40 75 70 Phenylalanin rect 105 40 150 70 Cystein rect 180 40 225 70 Phenylalanin rect 255 40 328 70 Tryptophan rect 357 40 398 70 Lysin rect 425 40 465 70 Threonin rect 495 40 545 70 Cystein rect 570 40 650 70 Threonin rect 105 0 510 39 Disulfidbrücke </imagemap> Datei:Octreotid V2(farblos).svg Octreotid

Octreotid ist ein synthetisches Somatostatin-Analogon und auch unter dem Namen Sandostatin® bekannt. Es wurde erstmals 1982 von einer Arbeitsgruppe des Pharmakonzerns Sandoz in der Schweiz synthetisiert.<ref name="Bauer">W. Bauer, U. Briner, W. Doepfner, R. Haller, R. Huguenin, P. Marbach, T. J. Petcher, J. Pless: SMS 201–995: A very potent and selective octapeptide analogue of somatostatin with prolonged action. In: Life Sciences. Band 31, Nr. 11, 1982, S. 1133–1140. doi:10.1016/0024-3205(82)90087-X.</ref> An der Struktur des Octapeptids ist auffällig, dass die Aminosäure Threonin zu einem Aminoalkohol, Threoninol<ref>Eintrag zu Threoninol in der ChemSpider-Datenbank der Royal Society of ChemistryVorlage:Abrufdatum</ref>, reduziert wurde.<ref name="IUPAC">IUPAC & IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (Hrsg.): Nomenclature and Symbolism for Amino Acids and Peptides (Recommendations 1983). In: Pure and Applied Chemistry. Band 56, Nr. 5, 1984, S. 605. doi:10.1351/pac198456050595.</ref>

Das Octapeptid ist pharmakologisch aktiv und hemmt unter anderem die Ausschüttung von dem Wachstumshormon Somatropin.<ref name="Mohr">Lüllmann, H.; Mohr, K.; Wehling, M.: Pharmakologie und Toxikologie: Arzneimittel verstehen – Medikamente gezielt einsetzen. 15. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2003, ISBN 3-13-368515-5, S. 356.</ref> Es wird z. B. in der symptomatischen Therapie von gastroenteropankreatischen Tumoren, wie Karzinoiden, Vipomen und Glucagonomen eingesetzt.<ref name="Herzig">S. Herzig, H. Mönig: Der Arzneistoff – Octreotid. In: Deutsche Medizinische Wochenschrift. Band 120, Nr. 30, 1995, S. 1051–1052.</ref> Es hat sich gezeigt, dass subkutan verabreichtes Octreotid gegen Cluster-Kopfschmerzen wirksam ist.<ref name="Matharu">M. S. Matharu, M. J. Levy, K. Meera, J. Goadsby: Subcutaneous Octreotide in Cluster Headache: Randomized Placebo-Controlled Double-Blind Crossover Study. In: Annals of Neurology. Band 56, Nr. 4, 2004, S. 488–494. doi:10.1002/ana.20210.</ref> Da Octreotid die innere Sekretion von gastrointestinaler Peptidhormonen (z. B. Cholezystokinin) hemmt, sind Nebenwirkungen wie Gallenstein-Bildung möglich.<ref name="Matharu" />

Einzelnachweise

<references />