Vad är peptidrening?
Peptider är små polymerer sammansatta av aminosyror. Många är biologiskt aktiva som hormoner, gifter eller har andra förmågor. Sådana föreningar används ofta i biologisk, medicinsk och kemisk forskning. De fungerar också som byggstenar för proteiner när antal av dem är kopplade ihop. Peptidrening är en teknik som används för att antingen rena stora mängder av en önskad peptid, eller för att hjälpa till att separera peptider genererade från smältningen av proteiner.
Rening av peptider åstadkommes med användning av en teknik för kromatografi, ett sätt att separera föreningar som binds differentiellt till en fysisk matris. Högtrycksvätskekromatografi (HPLC) används vanligen för peptidrening. Peptiden eller peptiderna appliceras i en blandning av lösningsmedel som ändras över tiden när de pumpas över en kolonn med små pärlor vid högt tryck. Olika peptider eluerar vid olika tidpunkter och detekteras av en monitor, ofta en UV-spektrofotometer.
När man bedriver forskning om peptider är ämnet av intresse ofta sällsynt och kan inte köpas från kemiska företag. Om strukturen för den önskade peptiden är känd är det ofta lättare att framställa kemiskt genom peptidsyntes än att isolera föreningen från naturliga källor. Isolering av naturliga produkter är notoriskt svårt. Syntetiska peptider renas vanligtvis genom HPLC.
Sådan kemisk syntes kan vara skrämmande för en oberoende forskare som inte är kemist. Ofta kontrakteras denna uppgift till peptidsyntesföretag som är specialiserade på dessa tekniker. Detta kan vara mer ekonomiskt än att försöka installera systemet från början i ett laboratorium. Peptidföretag kan göra anpassade peptider skräddarsydda efter forskarnas behov.
En annan orsak till rening av peptid kan vara när en forskare har renat ett protein och försöker bestämma dess identitet. Han eller hon kan bryta ner proteinet till peptidfragment, separera fragmenten genom rening och ha fragmenteringsmönstret för peptiderna detekterade av en masspektrometer när de elueras från kolonnen. Denna teknik är känd som LC-MS, kort för vätskekromatografi-masspektrometri. Det ger molekylvikten och aminosyrasammansättningen för fragmenten och möjliggör ofta identifiering av proteiner om liknande eller identiska har identifierats tidigare.
Många forskare arbetar med peptider som har nya egenskaper, såsom onaturliga aminosyror, för att försöka hitta sådana med ovanliga biologiska aktiviteter. Det finns ett helt område som kallas peptidomimetik som ägnas åt studien av sådana nya peptider. Ofta är datorgenererade sekvenser utformade och ett peptidbibliotek syntetiseras som omfattar en rad atypiska peptider. Peptidrening används för att separera enskilda medlemmar i detta bibliotek för att tillhandahålla ren peptid för att testa för biologisk aktivitet. Denna strategi har lyckats med att generera minst ett nytt kommersiellt tillgängligt läkemedel.
Många av de biologiskt aktiva peptiderna är av intresse för medicinskt bruk. Föreningar som används kommersiellt, såsom insulin, produceras vanligtvis genom rekombinant DNA-överuttryckssystem som genererar stora mängder av den önskade föreningen. Ofta är peptiderna genetiskt konstruerade för att underlätta rening genom att någon slags tagg läggs till på sina fronter. Detta tillåter användning av affinitetskromatografi för att rena peptiden.
Med denna typ av kromatografi är taggen en förening, såsom histidin, som kommer att binda en matris av pärlor, som nickel, vald för sin förmåga att binda taggen. Oönskade proteiner och peptider passerar generellt genom kolonnen utan bindning. Den specifikt utformade peptiden binder vanligtvis starkt till kolonnen. Efter det att de kontaminerande proteinerna och peptiderna har tvättats elueras den önskade peptiden med en förening som tävlar om bindning till matrisen. Man har sedan en ganska ren beredning av den önskade peptiden, och taggen kan avlägsnas genom klyvning.