¿Qué es la purificación de péptidos?

Los péptidos son pequeños polímeros compuestos de aminoácidos. Muchos son biológicamente activos como hormonas, toxinas o tienen otras habilidades. Estos compuestos se utilizan con frecuencia en la investigación biológica, médica y química. También sirven como los componentes básicos de las proteínas cuando se unen varias de ellas. La purificación de péptidos es una técnica que se utiliza para purificar grandes cantidades de un péptido deseado o para ayudar a separar los péptidos generados a partir de la digestión de proteínas.

La purificación de péptidos se logra mediante el uso de una técnica de cromatografía, una forma de separar compuestos que se unen diferencialmente a una matriz física. La cromatografía líquida de alta presión (HPLC) se usa comúnmente para la purificación de péptidos. El péptido o péptidos se aplican en una mezcla de disolventes que cambia con el tiempo a medida que se bombean a través de una columna de pequeñas perlas a alta presión. Los diferentes péptidos eluyen en diferentes puntos de tiempo y son detectados por un monitor, frecuentemente un espectrofotómetro UV.

Cuando se realiza una investigación sobre péptidos, a menudo la sustancia de interés es poco común y no se puede comprar a empresas químicas. Si se conoce la estructura del péptido deseado, con frecuencia es más fácil prepararlo químicamente mediante síntesis de péptidos que aislar el compuesto de fuentes naturales. El aislamiento de productos naturales es notoriamente difícil. Los péptidos sintéticos generalmente se purifican mediante HPLC.

Esta síntesis química puede resultar abrumadora para un investigador independiente que no sea químico. Con frecuencia, esta tarea se contrata a empresas de síntesis de péptidos que se especializan en estas técnicas. Esto puede resultar más económico que intentar configurar el sistema desde cero en un laboratorio. Las empresas de péptidos pueden fabricar péptidos personalizados adaptados a las necesidades del investigador.

Otra razón para la purificación de péptidos puede ser cuando un investigador ha purificado una proteína y está tratando de determinar su identidad. Él o ella puede degradar la proteína en fragmentos de péptidos, separar los fragmentos por purificación y hacer que el patrón de fragmentación de los péptidos sea detectado por un espectrómetro de masas a medida que eluyen de la columna. Esta técnica se conoce como LC-MS, abreviatura de cromatografía líquida-espectrometría de masas. Proporciona el peso molecular y la composición de aminoácidos de los fragmentos y, a menudo, permite la identificación de proteínas, si previamente se han identificado otras similares o idénticas.

Muchos investigadores trabajan con péptidos que tienen características novedosas, como aminoácidos no naturales, para intentar encontrar otros con actividades biológicas inusuales. Existe todo un campo llamado peptidomiméticos dedicado al estudio de estos péptidos novedosos. A menudo, se diseñan secuencias generadas por computadora y se sintetiza una biblioteca de péptidos que abarca una variedad de péptidos atípicos. La purificación de péptidos se usa para separar miembros individuales de esta biblioteca para proporcionar péptidos puros para probar la actividad biológica. Esta estrategia ha tenido éxito en la generación de al menos un nuevo fármaco disponible comercialmente.
Muchos de los péptidos biológicamente activos son de interés para usos médicos. Los compuestos usados ​​comercialmente, como la insulina, se producen comúnmente mediante sistemas de sobreexpresión de ADN recombinante que generan grandes cantidades del compuesto deseado. Con frecuencia, los péptidos se diseñan genéticamente para facilitar la purificación mediante la adición de algún tipo de etiqueta en sus frentes. Esto permite el uso de cromatografía de afinidad para purificar el péptido.

Con este tipo de cromatografía, la etiqueta es un compuesto, como la histidina, que se unirá a una matriz de perlas, como el níquel, elegida por su capacidad para unirse a la etiqueta. Las proteínas y péptidos no deseados generalmente pasan a través de la columna sin unirse. El péptido diseñado específicamente generalmente se une fuertemente a la columna. Una vez que las proteínas y los péptidos contaminantes se han eliminado por lavado, el péptido deseado es eluido por un compuesto que compite por unirse a la matriz. Entonces se tiene una preparación bastante pura del péptido deseado, y la etiqueta se puede eliminar mediante escisión.