Kaj je čiščenje peptidov?

Peptidi so majhni polimeri, sestavljeni iz aminokislin. Mnogi so biološko aktivni kot hormoni, toksini ali imajo druge sposobnosti. Takšne spojine se pogosto uporabljajo v bioloških, medicinskih in kemičnih raziskavah. Služijo tudi kot gradniki beljakovin, ko je njihovo število povezano. Čiščenje peptidov je tehnika, ki se uporablja za čiščenje velikih količin želenega peptida ali za pomoč pri ločevanju peptidov, ki nastanejo pri prebavi beljakovin.

Čiščenje peptidov se izvede z uporabo tehnike kromatografije, načina ločevanja spojin, ki se diferencialno vežejo na fizikalni matriks. Visokotlačna tekočinska kromatografija (HPLC) se običajno uporablja za čiščenje peptidov. Peptid ali peptide nanesemo v mešanico topil, ki se sčasoma spreminja, ko se črpajo čez kolono majhnih kroglic pri visokem tlaku. Različni peptidi se eluirajo v različnih časovnih točkah in jih zazna monitor, pogosto UV spektrofotometer.

Pri izvajanju raziskav o peptidih je snov, ki nas zanima, pogosto redka in je ni mogoče kupiti pri kemičnih podjetjih. Če je struktura želenega peptida znana, je pogosto lažje kemično pripraviti s sintezo peptidov kot izolirati spojino iz naravnih virov. Izolacija naravnih izdelkov je zelo težka. Sintetični peptidi se običajno očistijo s HPLC.

Takšna kemična sinteza je lahko zastrašujoča za neodvisnega raziskovalca, ki ni kemik. Pogosto je ta naloga oddana podjetjem za sintezo peptidov, ki so specializirani za te tehnike. To je morda bolj ekonomično kot poskus vzpostavitve sistema iz nič v laboratoriju. Peptidna podjetja lahko izdelajo peptide po meri, prilagojene potrebam raziskovalca.

Drug razlog za čiščenje peptidov je lahko, ko je raziskovalec očistil protein in poskuša določiti njegovo identiteto. On ali ona lahko razgradi protein v peptidne fragmente, loči fragmente s čiščenjem in da vzorec fragmentacije peptidov zazna z masnim spektrometrom, ko se eluirajo iz kolone. Ta tehnika je znana kot LC-MS, okrajšava za tekočinsko kromatografijo-masno spektrometrijo. Podaja molekulsko maso in aminokislinsko sestavo fragmentov ter pogosto omogoča identifikacijo beljakovin, če so bile podobne ali enake že identificirane.

Številni raziskovalci delajo s peptidi, ki imajo nove lastnosti, kot so nenaravne aminokisline, da bi poskušali najti tiste z nenavadnimi biološkimi aktivnostmi. Obstaja celo področje, imenovano peptidomimetika, ki je namenjeno preučevanju takšnih novih peptidov. Pogosto so oblikovane računalniško ustvarjene sekvence in sintetizirana je peptidna knjižnica, ki obsega vrsto atipičnih peptidov. Peptidno čiščenje se uporablja za ločevanje posameznih članov te knjižnice, da se zagotovi čisti peptid za testiranje biološke aktivnosti. Ta strategija je bila uspešna pri ustvarjanju vsaj enega novega komercialno dostopnega zdravila.
Številni biološko aktivni peptidi so zanimivi za medicinsko uporabo. Spojine, ki se uporabljajo komercialno, kot je insulin, se običajno proizvajajo s sistemi prekomerne ekspresije rekombinantne DNK, ki ustvarjajo velike količine želene spojine. Pogosto so peptidi gensko spremenjeni za olajšanje čiščenja z dodajanjem neke vrste oznake na sprednjo stran. To omogoča uporabo afinitetne kromatografije za čiščenje peptida.

Pri tej vrsti kromatografije je oznaka spojina, kot je histidin, ki bo vezala matriko kroglic, kot je nikelj, izbrano zaradi svoje sposobnosti, da veže oznako. Neželeni proteini in peptidi običajno prehajajo skozi kolono brez vezave. Posebno oblikovan peptid se običajno močno veže na kolono. Ko so kontaminirajoči proteini in peptidi izprani, se želeni peptid eluira s spojino, ki tekmuje za vezavo na matriks. Eden ima nato dokaj čist pripravek želenega peptida in oznako lahko odstranimo z cepljenjem.