Peptid YY (PYY): Struktur, PP-Faltung und die verkürzte Form PYY(3–36)

Peptid YY ist eines der Hormone, die der Darm als Antwort auf Nahrung freisetzt, und damit ein Nachbar von GLP-1 in der Darmhormonforschung. Wir führen PYY nicht als Referenzmaterial, doch wer mit Inkretin-Analoga oder DPP-4-resistenten Sequenzen arbeitet, begegnet ihm regelmäßig in der Literatur. Dieser Beitrag beschreibt Struktur, Familie und die für die Analytik wichtigste Eigenheit: die Spaltung zu PYY(3–36).

Entdeckung und Name

Peptid YY wurde 1980 aus Darmgewebe isoliert, im Rahmen einer systematischen Suche nach C-terminal amidierten Peptiden. Der Name folgt einer damals üblichen Konvention: Er setzt sich aus den Einbuchstabencodes der Aminosäuren an beiden Enden zusammen. PYY beginnt mit Tyrosin (Y) und endet mit einem amidierten Tyrosin — daher „YY“.

Die menschliche Sequenz umfasst 36 Aminosäuren:

YPIKPEAPGEDASPEELNRYYASLRHYLNLVTRQRY-NH2

Fünf Tyrosine, mehrere Proline am N-Terminus, ein basischer C-terminaler Abschnitt und das C-terminale Amid sind die auffälligen Merkmale. Methionin, Cystein und Tryptophan fehlen — ein Vorteil für die Stabilität gegenüber Oxidation.

Die NPY-Familie und die PP-Faltung

PYY gehört zu einer Familie aus drei eng verwandten Peptiden mit je 36 Aminosäuren:

Peptid	Hauptbildungsort
Neuropeptid Y (NPY)	Nervensystem
Peptid YY (PYY)	endokrine Zellen des Darms
Pankreatisches Polypeptid (PP)	Bauchspeicheldrüse

Alle drei teilen eine charakteristische Raumstruktur, die sogenannte PP-Faltung: Ein N-terminaler, prolinreicher Abschnitt bildet eine gestreckte Polyprolin-Helix, eine Kehre folgt, und der C-terminale Abschnitt faltet sich zu einer α-Helix, die sich an den N-terminalen Abschnitt zurücklegt. Das Ergebnis ist eine kompakte Haarnadel. Wie sich solche Strukturen messen lassen, beschreibt CD-Spektroskopie.

Die Peptide der Familie binden an eine Gruppe G-Protein-gekoppelter Rezeptoren, die Y-Rezeptoren (beim Menschen Y1, Y2, Y4 und Y5), mit unterschiedlichen Vorlieben.

PYY(3–36): die Rolle von DPP-4

An Position 2 der PYY-Sequenz steht ein Prolin. Genau das ist die Signatur, die die Dipeptidylpeptidase 4 (DPP-4) erkennt: Sie spaltet vom N-Terminus ein Dipeptid ab, wenn an Position 2 Prolin oder Alanin steht. Aus PYY(1–36) wird so PYY(3–36), dem Tyrosin und Prolin fehlen.

Die Verkürzung ändert nicht nur die Masse, sondern das Bindungsprofil: Die vollständige Form bindet an mehrere Y-Rezeptoren, die verkürzte bevorzugt an den Y2-Rezeptor. In Proben aus biologischen Systemen liegen deshalb in der Regel beide Formen nebeneinander vor, und viele Arbeiten unterscheiden sie ausdrücklich.

Dasselbe Enzym ist der Grund, warum GLP-1-Analoga an Position 2 α-Aminoisobuttersäure tragen: Sie blockiert die DPP-4-Spaltung. Den Mechanismus beschreibt α-Aminoisobuttersäure.

Einordnung neben GLP-1

PYY und GLP-1 werden von denselben endokrinen Zellen im Darm gebildet, den L-Zellen, und häufig gemeinsam freigesetzt. In der Forschung werden beide deshalb oft nebeneinander betrachtet, und Kombinationen von GLP-1- und Y2-Rezeptor-Liganden sind Gegenstand präklinischer Arbeiten. Einen Überblick über die Materialgruppe der Inkretin-Analoga gibt Inkretin- & Rezeptoragonisten; die Rezeptoren beschreibt GLP-1, GIP und Glukagon: das Rezeptortrio.

Analytische Punkte

Für die Arbeit mit PYY und seinen Fragmenten in der Analytik zählen vor allem drei Aspekte:

• Unterscheidung der Formen. PYY(1–36) und PYY(3–36) unterscheiden sich um die Masse von Tyrosin und Prolin abzüglich Wasser. Immunologische Tests erfassen je nach Antikörper eine oder beide Formen; für eine eindeutige Zuordnung ist LC-MS das Mittel der Wahl. Die Grenzen immunologischer Verfahren beschreibt ELISA für kleine Peptide.
• C-terminales Amid. Die freie Säure unterscheidet sich um 0,98 Da und ist ein typisches Syntheseprodukt, wenn die Amidierung unvollständig war.
• UV-Quantifizierung. Ohne Tryptophan beruht die Absorption bei 280 nm allein auf den fünf Tyrosinen; siehe UV-Quantifizierung bei 280 nm.

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