Что такое пептидная очистка?

Пептиды - это маленькие полимеры, состоящие из аминокислот. Многие биологически активны в качестве гормонов, токсинов или обладают другими способностями. Такие соединения часто используются в биологических, медицинских и химических исследованиях. Они также служат строительными блоками белков, когда их количество связано друг с другом. Очистка пептидов - это метод, используемый для очистки больших количеств желаемого пептида или для отделения отдельных пептидов, образующихся при переваривании белков.

Очистка пептидов осуществляется с помощью метода хроматографии, способа разделения соединений, которые дифференциально связываются с физической матрицей. Жидкостная хроматография высокого давления (ВЭЖХ) обычно используется для очистки пептидов. Пептид или пептиды наносят в смеси растворителей, которая изменяется со временем, когда они прокачиваются через колонку из мелких шариков при высоком давлении. Различные пептиды элюируются в различные моменты времени и обнаруживаются монитором, часто УФ-спектрофотометром.

При проведении исследований пептидов интересующее вещество часто встречается редко и не может быть приобретено у химических компаний. Если структура желаемого пептида известна, часто легче химически получить пептидный синтез, чем выделять соединение из природных источников. Изоляция натуральных продуктов общеизвестно сложна. Синтетические пептиды обычно очищают с помощью ВЭЖХ.

Такой химический синтез может быть пугающим для независимого исследователя, который не является химиком. Часто эта задача поручается компаниям по синтезу пептидов, которые специализируются на этих методах. Это может быть более экономичным, чем пытаться настроить систему с нуля в лаборатории. Пептидные компании могут изготавливать нестандартные пептиды с учетом потребностей исследователя.

Другая причина очистки пептидов может заключаться в том, что исследователь очищает белок и пытается определить его идентичность. Он или она может разлагать белок на пептидные фрагменты, отделять фрагменты путем очистки и иметь картину фрагментации пептидов, обнаруженную масс-спектрометром, когда они элюируются из колонки. Этот метод известен как LC-MS, сокращение от жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии. Он дает молекулярную массу и аминокислотный состав фрагментов и часто позволяет идентифицировать белки, если аналогичные или идентичные были идентифицированы ранее.

Многие исследователи работают с пептидами, которые обладают новыми свойствами, такими как неестественные аминокислоты, чтобы попытаться найти те, которые обладают необычной биологической активностью. Существует целая область, называемая пептидомиметиками, посвященная изучению таких новых пептидов. Часто создаются сгенерированные компьютером последовательности, и синтезируется пептидная библиотека, которая охватывает ряд атипичных пептидов. Очистка пептидов используется для разделения отдельных членов этой библиотеки, чтобы обеспечить чистый пептид для проверки на биологическую активность. Эта стратегия была успешной в создании по крайней мере одного нового коммерчески доступного препарата.

Многие из биологически активных пептидов представляют интерес для медицинского применения. Коммерчески используемые соединения, такие как инсулин, обычно получают с помощью систем сверхэкспрессии рекомбинантных ДНК, которые генерируют большие количества желаемого соединения. Часто пептиды генетически сконструированы для облегчения очистки путем добавления каких-либо меток на их фронтах. Это позволяет использовать аффинную хроматографию для очистки пептида.

При таком типе хроматографии метка представляет собой соединение, такое как гистидин, которое будет связывать матрицу из шариков, таких как никель, выбранную за ее способность связывать метку. Нежелательные белки и пептиды обычно проходят через колонку без связывания. Специально разработанный пептид обычно сильно связывается с колонкой. После того как загрязняющие белки и пептиды были смыты, желаемый пептид элюируется соединением, которое конкурирует за связывание с матрицей. Затем один имеет достаточно чистый препарат желаемого пептида, и метка может быть удалена расщеплением.