Peptide sind kleine Polymere, die aus Aminosäuren bestehen. Viele sind biologisch aktiv als Hormone, Toxine oder haben andere Fähigkeiten. Solche Verbindungen werden häufig in der biologischen, medizinischen und chemischen Forschung verwendet. Sie dienen auch als Bausteine von Proteinen, wenn mehrere von ihnen miteinander verbunden sind. Die Peptidreinigung ist eine Technik, die verwendet wird, um entweder große Mengen eines gewünschten Peptids zu reinigen oder Peptide, die aus der Verdauung von Proteinen erzeugt werden, abzutrennen.
Die Reinigung von Peptiden erfolgt unter Verwendung einer Chromatographietechnik, einer Methode zur Trennung von Verbindungen, die unterschiedlich an eine physikalische Matrix binden. Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) wird üblicherweise zur Peptidreinigung verwendet. Das Peptid oder die Peptide werden in einem Lösungsmittelgemisch aufgetragen, das sich im Laufe der Zeit ändert, wenn sie mit hohem Druck über eine Säule kleiner Kügelchen gepumpt werden. Verschiedene Peptide eluieren zu unterschiedlichen Zeitpunkten und werden von einem Monitor, häufig einem UV-Spektrophotometer, nachgewiesen.
Bei der Forschung an Peptiden ist die interessierende Substanz oft rar und kann nicht von Chemieunternehmen bezogen werden. Wenn die Struktur des gewünschten Peptids bekannt ist, ist es häufig einfacher, die Verbindung durch Peptidsynthese chemisch herzustellen, als die Verbindung aus natürlichen Quellen zu isolieren. Die Isolierung von Naturstoffen ist bekanntermaßen schwierig. Synthetische Peptide werden im Allgemeinen durch HPLC gereinigt.
Eine solche chemische Synthese kann für einen unabhängigen Forscher, der kein Chemiker ist, entmutigend sein. Häufig wird diese Aufgabe an Peptidsynthesefirmen vergeben, die sich auf diese Techniken spezialisiert haben. Dies kann wirtschaftlicher sein, als zu versuchen, das System in einem Labor von Grund auf neu einzurichten. Peptidunternehmen können maßgeschneiderte Peptide herstellen, die auf die Bedürfnisse des Forschers zugeschnitten sind.
Ein weiterer Grund für die Peptidreinigung kann sein, wenn ein Forscher ein Protein gereinigt hat und versucht, seine Identität zu bestimmen. Er oder sie kann das Protein in Peptidfragmente abbauen, die Fragmente durch Reinigung trennen und das Fragmentierungsmuster der Peptide durch ein Massenspektrometer nachweisen lassen, wenn sie von der Säule eluieren. Diese Technik ist als LC-MS bekannt, kurz für Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie. Es gibt das Molekulargewicht und die Aminosäurezusammensetzung der Fragmente an und ermöglicht oft die Identifizierung von Proteinen, wenn zuvor ähnliche oder identische identifiziert wurden.
Viele Forscher arbeiten mit Peptiden mit neuartigen Eigenschaften wie nichtnatürlichen Aminosäuren, um solche mit ungewöhnlichen biologischen Aktivitäten zu finden. Es gibt ein ganzes Gebiet namens Peptidomimetik, das sich der Untersuchung solcher neuartiger Peptide widmet. Häufig werden computergenerierte Sequenzen entworfen und eine Peptidbibliothek synthetisiert, die eine Reihe atypischer Peptide umfasst. Peptidreinigung wird verwendet, um einzelne Mitglieder dieser Bibliothek zu trennen, um reines Peptid zum Testen auf biologische Aktivität bereitzustellen. Diese Strategie war erfolgreich bei der Entwicklung von mindestens einem neuen kommerziell erhältlichen Medikament.
Viele der biologisch aktiven Peptide sind für medizinische Anwendungen von Interesse. Kommerziell verwendete Verbindungen, wie Insulin, werden üblicherweise durch rekombinante DNA-Überexpressionssysteme hergestellt, die große Mengen der gewünschten Verbindung erzeugen. Häufig werden die Peptide gentechnisch verändert, um die Reinigung zu erleichtern, indem eine Art Tag an ihren Fronten angebracht wird. Dies ermöglicht die Verwendung von Affinitätschromatographie, um das Peptid zu reinigen.
Bei dieser Art der Chromatographie ist der Tag eine Verbindung, wie Histidin, die eine Matrix aus Kügelchen wie Nickel bindet, die aufgrund ihrer Fähigkeit ausgewählt wurde, den Tag zu binden. Unerwünschte Proteine und Peptide passieren im Allgemeinen die Säule ohne Bindung. Das speziell entworfene Peptid bindet normalerweise stark an die Säule. Nachdem die kontaminierenden Proteine und Peptide abgewaschen wurden, wird das gewünschte Peptid durch eine Verbindung eluiert, die um die Bindung an die Matrix konkurriert. Man hat dann ein ziemlich reines Präparat des gewünschten Peptids, und der Tag kann durch Spaltung entfernt werden.