I peptidi sono piccoli polimeri composti da amminoacidi. Molti sono biologicamente attivi come ormoni, tossine o hanno altre capacità. Tali composti sono frequentemente utilizzati nella ricerca biologica, medica e chimica. Servono anche come elementi costitutivi delle proteine quando un numero di esse è collegato tra loro. La purificazione dei peptidi è una tecnica utilizzata per purificare grandi quantità di un peptide desiderato o per aiutare a separare i peptidi generati dalla digestione delle proteine.
La purificazione dei peptidi viene realizzata utilizzando una tecnica di cromatografia, un modo per separare i composti che si legano in modo differenziale a una matrice fisica. La cromatografia liquida ad alta pressione (HPLC) è comunemente usata per la purificazione dei peptidi. Il peptide oi peptidi vengono applicati in una miscela di solventi che cambia nel tempo mentre vengono pompati attraverso una colonna di piccole perle ad alta pressione. Diversi peptidi eluiscono in momenti diversi e vengono rilevati da un monitor, spesso uno spettrofotometro UV.
Quando si effettuano ricerche sui peptidi, spesso la sostanza di interesse è rara e non può essere acquistata da aziende chimiche. Se è nota la struttura del peptide desiderato, è spesso più facile prepararlo chimicamente mediante sintesi peptidica che isolare il composto da fonti naturali. L’isolamento dei prodotti naturali è notoriamente difficile. I peptidi sintetici sono generalmente purificati mediante HPLC.
Tale sintesi chimica può essere scoraggiante per un ricercatore indipendente che non è un chimico. Spesso, questo compito viene affidato a società di sintesi di peptidi specializzate in queste tecniche. Questo può essere più economico che provare a configurare il sistema da zero in un laboratorio. Le aziende di peptidi possono realizzare peptidi personalizzati su misura per le esigenze del ricercatore.
Un altro motivo per la purificazione del peptide può essere quando un ricercatore ha purificato una proteina e sta cercando di determinarne l’identità. Lui o lei può degradare la proteina in frammenti peptidici, separare i frammenti mediante purificazione e far rilevare il modello di frammentazione dei peptidi da uno spettrometro di massa mentre eluiscono dalla colonna. Questa tecnica è nota come LC-MS, abbreviazione di cromatografia liquida-spettrometria di massa. Fornisce il peso molecolare e la composizione amminoacidica dei frammenti, e spesso consente l’identificazione di proteine, se ne sono state identificate in precedenza simili o identiche.
Molti ricercatori lavorano con peptidi che hanno nuove caratteristiche, come gli amminoacidi innaturali, per cercare di trovarne di con attività biologiche insolite. C’è un intero campo chiamato peptidomimetica dedicato allo studio di tali nuovi peptidi. Spesso vengono progettate sequenze generate al computer e viene sintetizzata una libreria di peptidi che comprende una gamma di peptidi atipici. La purificazione del peptide viene utilizzata per separare i singoli membri di questa libreria per fornire peptide puro per testare l’attività biologica. Questa strategia ha avuto successo nel generare almeno un nuovo farmaco disponibile in commercio.
Molti dei peptidi biologicamente attivi sono di interesse per usi medici. I composti usati commercialmente, come l’insulina, sono comunemente prodotti da sistemi di sovraespressione del DNA ricombinante che generano grandi quantità del composto desiderato. Spesso, i peptidi sono geneticamente modificati per facilitare la purificazione con l’aggiunta di una sorta di tag ai loro fronti. Ciò consente l’uso della cromatografia di affinità per purificare il peptide.
Con questo tipo di cromatografia, il tag è un composto, come l’istidina, che legherà una matrice di perline, come il nichel, scelto per la sua capacità di legare il tag. Le proteine e i peptidi indesiderati generalmente passano attraverso la colonna senza legarsi. Il peptide appositamente progettato di solito si lega fortemente alla colonna. Dopo che le proteine e i peptidi contaminanti sono stati lavati via, il peptide desiderato viene eluito da un composto che compete per legarsi alla matrice. Si ha quindi una preparazione abbastanza pura del peptide desiderato e il tag può essere rimosso mediante scissione.