Qu'est-ce que la purification peptidique?
Les peptides sont de petits polymères composés d'acides aminés. Beaucoup sont biologiquement actifs comme 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 leur nombre est lié. La purification des peptides est une technique utilisée pour purifier de grandes quantités d'un peptide souhaité ou pour aider à séparer les peptides générés par la digestion des protéines.
La purification des peptides est accomplie en utilisant une technique de chromatographie, une manière de séparer des composés qui se lient différentiellement à une matrice physique. La chromatographie liquide à haute pression (HPLC) est couramment utilisée pour la purification de peptides. Le peptide ou les peptides sont appliqués dans un mélange de solvants qui change avec le temps à mesure qu’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.
Lors de la recherche sur les peptides, la substance d'intérêt est souvent rare et ne peut être achetée à des sociétés de produits chimiques. Si la structure du peptide souhaité est connue, il est souvent plus facile de préparer chimiquement par synthèse peptidique que d'isoler le composé à partir de sources naturelles. L'isolation des produits naturels est notoirement difficile. Les peptides synthétiques sont généralement purifiés par HPLC.
Une telle synthèse chimique peut être décourageante pour un chercheur indépendant qui n'est pas un chimiste. Souvent, cette tâche est confiée 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 de peptides peuvent fabriquer des peptides personnalisés adaptés aux besoins du chercheur.
Une autre raison de la purification d'un peptide peut être lorsqu'un chercheur a purifié une protéine et tente de déterminer son identité. Il ou elle peut dégrader la protéine en fragments peptidiques, séparer les fragments par purification et faire en sorte que le schéma de fragmentation des peptides soit détecté par un spectromètre de masse lors de leur élution de la colonne. Cette technique est connue sous le nom de LC-MS, abréviation de chromatographie en phase 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 déjà été identifiées.
De nombreux chercheurs travaillent avec des peptides dotés de caractéristiques nouvelles, tels que des acides aminés non naturels, pour tenter de trouver ceux ayant des activités biologiques inhabituelles. Il existe tout un domaine appelé peptidomimétiques consacré à l'étude de tels 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 banque afin de fournir un peptide pur permettant de tester l'activité biologique. Cette stratégie a permis de 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 dans le commerce, tels que l'insuline, sont couramment produits par des systèmes de surexpression de l'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 faces. Cela permet l'utilisation de la chromatographie d'affinité pour purifier le peptide.
Avec ce type de chromatographie, l’étiquette est un composé, tel que l’histidine, qui liera une matrice de billes, telle que le nickel, choisie pour sa capacité à se lier à l’étiquette. Les protéines et les peptides non désirés traversent généralement la colonne sans se lier. Le peptide spécifiquement conçu se lie généralement fortement à la colonne. Une fois que les protéines et les peptides contaminants ont été éliminés par lavage, le peptide souhaité est élué par un composé qui entre en compétition pour la liaison à la matrice. On a alors une préparation assez pure du peptide désiré, et l'étiquette peut être enlevée par clivage.