Les peptides sont de petits polymères composés d’acides aminés. Beaucoup sont biologiquement actifs en tant qu’hormones, toxines ou ont d’autres capacités. De tels composés sont fréquemment utilisés dans la recherche biologique, médicale et chimique. Ils servent également de blocs de construction de protéines lorsque nombre d’entre elles sont liées entre elles. La purification peptidique est une technique utilisée soit pour purifier de grandes quantités d’un peptide souhaité, soit pour aider à séparer les peptides générés par la digestion des protéines.
La purification des peptides est réalisée en utilisant une technique de chromatographie, un moyen de séparer des composés qui se lient de manière différentielle à une matrice physique. La chromatographie liquide à haute pression (HPLC) est couramment utilisée pour la purification des peptides. Le ou les peptides sont appliqués dans un mélange de solvants qui change avec le temps lorsqu’ils sont pompés à travers une colonne de petites billes à haute pression. Différents peptides éluent à différents moments et sont détectés par un moniteur, souvent un spectrophotomètre UV.
Lorsqu’on mène des recherches sur les peptides, la substance d’intérêt est souvent rare et ne peut pas être achetée auprès d’entreprises chimiques. Si la structure du peptide souhaité est connue, il est fréquemment plus facile de préparer chimiquement par synthèse peptidique que d’isoler le composé à partir de sources naturelles. L’isolement des produits naturels est notoirement difficile. Les peptides synthétiques sont généralement purifiés par HPLC.
Une telle synthèse chimique peut être intimidante pour un chercheur indépendant qui n’est pas chimiste. Fréquemment, cette tâche est sous-traitée à des sociétés de synthèse de peptides spécialisées dans ces techniques. Cela peut être plus économique que d’essayer de configurer le système à partir de zéro dans un laboratoire. Les entreprises peptidiques peuvent fabriquer des peptides personnalisés adaptés aux besoins du chercheur.
Une autre raison de la purification des peptides peut être lorsqu’un chercheur a purifié une protéine et essaie de déterminer son identité. Il ou elle peut dégrader la protéine en fragments peptidiques, séparer les fragments par purification et faire détecter le schéma de fragmentation des peptides par un spectromètre de masse lorsqu’ils éluent de la colonne. Cette technique est connue sous le nom de LC-MS, abréviation de chromatographie liquide-spectrométrie de masse. Il donne le poids moléculaire et la composition en acides aminés des fragments, et permet souvent l’identification de protéines, si des protéines similaires ou identiques ont été identifiées précédemment.
De nombreux chercheurs travaillent avec des peptides dotés de caractéristiques nouvelles, telles que des acides aminés non naturels, pour essayer de trouver ceux ayant des activités biologiques inhabituelles. Il existe tout un domaine appelé peptidomimétiques consacré à l’étude de ces nouveaux peptides. Souvent, des séquences générées par ordinateur sont conçues et une bibliothèque de peptides est synthétisée qui englobe une gamme de peptides atypiques. La purification peptidique est utilisée pour séparer les membres individuels de cette bibliothèque afin de fournir un peptide pur pour tester l’activité biologique. Cette stratégie a réussi à générer au moins un nouveau médicament disponible dans le commerce.
De nombreux peptides biologiquement actifs présentent un intérêt pour des utilisations médicales. Les composés utilisés commercialement, tels que l’insuline, sont couramment produits par des systèmes de surexpression d’ADN recombinant qui génèrent de grandes quantités du composé souhaité. Fréquemment, les peptides sont génétiquement modifiés pour faciliter la purification en ajoutant une sorte d’étiquette à leurs fronts. Cela permet l’utilisation de la chromatographie d’affinité pour purifier le peptide.
Avec ce type de chromatographie, le tag est un composé, comme l’histidine, qui va lier une matrice de billes, comme le nickel, choisie pour sa capacité à lier le tag. Les protéines et peptides indésirables traversent généralement la colonne sans se lier. Le peptide spécifiquement conçu se lie généralement fortement à la colonne. Une fois les protéines et les peptides contaminants éliminés par lavage, le peptide souhaité est élué par un composé qui entre en compétition pour se lier à la matrice. On dispose alors d’une préparation assez pure du peptide recherché, et l’étiquette peut être retirée par clivage.