I peptidi sono molecole organiche in cui più amminoacidi sono collegati da legami peptidici. Ogni amminoacido ha una catena laterale diversa. Tutti gli amminoacidi sono composti da un gruppo amminico, che è NH2, e un gruppo carbossilato, che è COOH. Quando questi gruppi reagiscono, creano un legame peptidico. Quando viene effettuato chimicamente all’esterno della cellula, il peptide è noto come peptide sintetico.
Un dipeptide contiene due amminoacidi e ha un legame peptidico, mentre un tripeptide ha tre amminoacidi e due legami peptidici. La convenzione è che le catene di amminoacidi fino a 50 amminoacidi sono conosciute come peptidi, mentre quelle più lunghe sono conosciute come proteine. La principale differenza nella produzione di un peptide sintetico è che gli amminoacidi vengono aggiunti dai gruppi carbossilato in avanti. Nelle cellule, i ribosomi iniziano a sintetizzare peptidi con il gruppo amminico.
Il metodo più comune per produrre peptidi sintetici consiste nell’utilizzare la sintesi peptidica in fase solida. Ciò consente la formazione di un peptide sintetico che non si verificherebbe in natura, come quelli contenenti amminoacidi non naturali. Con questo metodo, le catene peptidiche vengono immobilizzate su sfere porose. Gli amminoacidi sono trattati con i gruppi protettivi Fmoc o Boc per proteggerli da reazioni indesiderate.
I peptidi subiscono ripetuti cicli di accoppiamento e deprotezione. Quando non protetto, il peptide attaccato alla fase solida ha un gruppo ammino-terminale libero che è accoppiato a un’unità amminoacidica protetta dall’azoto. Quindi questa unità è deprotetta e può reagire ulteriormente per attaccare un altro amminoacido. Una volta che il peptide è completo, viene scisso dalla resina e purificato mediante HPLC in fase inversa. Il processo che produce un peptide sintetico può essere affidato a diverse aziende.
La sintesi dei peptidi viene eseguita per una varietà di obiettivi di ricerca. Alcuni ricercatori desiderano verificare di aver determinato correttamente la struttura dei peptidi presenti in natura. Altri effettuano studi struttura/funzione su proteine e peptidi biologicamente attivi. Tali peptidi includono ormoni e un certo numero di tossine. Spesso i peptidi sintetici vengono utilizzati come sonde per studiare le parti attive delle molecole proteiche.
I peptidi sono strumentali nella spettrometria di massa per aiutare a identificare se un ricercatore ha isolato una particolare proteina. Ogni proteina si scompone in uno schema di peptidi unici che possono essere rilevati mediante spettrometria di massa. Il processo di produzione di anticorpi contro le proteine negli animali è diventato molto più semplice con l’avvento della sintesi dei peptidi. Non è necessario purificare faticosamente la proteina e utilizzarla per generare anticorpi. Si può sintetizzare un peptide in un frammento della proteina e quindi utilizzare quel peptide come fonte degli anticorpi.
Un’area di ricerca particolarmente attiva sui peptidi sintetici riguarda lo sviluppo di nuove tecniche terapeutiche, come i nuovi vaccini. La sintesi dei peptidi viene utilizzata per generare librerie di peptidi per lo screening delle loro proprietà biologiche. Sono stati sviluppati peptidi che penetrano nelle cellule in grado di introdurre vari fattori nelle cellule, inclusi peptidi, proteine e gli elementi costitutivi del DNA. Tali tecniche hanno un grande potenziale come sistemi di somministrazione di farmaci.