ペプチド精製とは？

ペプチドは、アミノ酸で構成される小さなポリマーです。 多くは、ホルモン、毒素として生物学的に活性があるか、他の能力を持っています。 このような化合物は、生物学、医学、および化学の研究で頻繁に使用されます。 それらは、それらの数が一緒にリンクされているとき、タンパク質の構成要素としても機能します。 ペプチド精製は、大量の目的のペプチドを精製するため、またはタンパク質の消化から生成されたペプチドを分離するために使用される技術です。

ペプチドの精製は、物理的マトリックスに特異的に結合する化合物を分離する方法であるクロマトグラフィーの手法を使用して達成されます。 高圧液体クロマトグラフィー（HPLC）は、ペプチド精製によく使用されます。 1つまたは複数のペプチドは、高圧で小さなビーズの列全体にポンプで送られると時間とともに変化する溶媒の混合物に適用されます。 さまざまなペプチドがさまざまな時点で溶出し、UV分光光度計であるモニターによって検出されます。

ペプチドに関する研究を実施する場合、対象物質はまれであり、化学会社から購入することはできません。 目的のペプチドの構造がわかっている場合、化合物を天然源から分離するよりも、ペプチド合成によって化学的に調製する方が簡単な場合がよくあります。 天然物の分離は難しいことで有名です。 合成ペプチドは一般にHPLCで精製されます。

このような化学合成は、化学者ではない独立した研究者にとっては困難な場合があります。 多くの場合、このタスクは、これらの手法を専門とするペプチド合成会社に委託されています。 これは、実験室で最初からシステムをセットアップしようとするよりも経済的です。 ペプチド会社は、研究者のニーズに合わせたカスタムペプチドを作成できます。

ペプチド精製のもう1つの理由は、研究者がタンパク質を精製し、その同定を試みている場合です。 タンパク質をペプチドフラグメントに分解し、精製によりフラグメントを分離し、カラムから溶出する際に質量分析計でペプチドのフラグメンテーションパターンを検出することができます。 この技術はLC-MSとして知られており、液体クロマトグラフィー質量分析の略です。 フラグメントの分子量とアミノ酸組成を示し、以前に類似または同一のものが特定されていれば、タンパク質の特定を可能にします。

多くの研究者は、非天然アミノ酸などの新しい特徴を持つペプチドを使って、異常な生物学的活性を持つものを見つけようとします。 そのような新規ペプチドの研究に専念するペプチド模倣薬と呼ばれる分野全体があります。 多くの場合、コンピューターで生成された配列が設計され、さまざまな非定型ペプチドを含むペプチドライブラリが合成されます。 ペプチド精製を使用してこのライブラリの個々のメンバーを分離し、生物学的活性をテストするための純粋なペプチドを提供します。 この戦略は、少なくとも1つの新しい市販薬の生成に成功しています。

生物学的に活性なペプチドの多くは、医療用途に興味があります。 インスリンなどの商業的に使用される化合物は、通常、大量の目的化合物を生成する組換えDNA過剰発現システムによって生成されます。 多くの場合、ペプチドは、何らかの種類のタグを前面に追加することで精製を促進するように遺伝子操作されています。 これにより、アフィニティークロマトグラフィーを使用してペプチドを精製できます。

このタイプのクロマトグラフィーでは、タグはヒスチジンなどの化合物であり、タグと結合する能力のために選択されたニッケルなどのビーズのマトリックスと結合します。 不要なタンパク質とペプチドは一般に、結合することなくカラムを通過します。 特別に設計されたペプチドは通常、カラムに強く結合します。 汚染されたタンパク質とペプチドが洗い流された後、マトリックスへの結合を競合する化合物によって目的のペプチドが溶出されます。 次に、目的のペプチドのかなり純粋な調製物があり、タグは切断によって除去できます。