¿Qué es la purificación de péptidos?

Los péptidos son pequeños polímeros compuestos de aminoácidos. Muchos son biológicamente activos como hormonas, toxinas o tienen otras habilidades. Dichos compuestos se usan con frecuencia en investigaciones biológicas, médicas y químicas. También sirven como los bloques de construcción de las proteínas cuando un número de ellas están unidas. La purificación de péptidos es una técnica utilizada para purificar grandes cantidades de un péptido deseado o para ayudar a separar los péptidos generados a partir de la digestión de proteínas.

La purificación de péptidos se logra mediante el uso de una técnica de cromatografía, una forma de separar compuestos que se unen diferencialmente a una matriz física. La cromatografía líquida de alta presión (HPLC) se usa comúnmente para la purificación de péptidos. El péptido o péptidos se aplican en una mezcla de solventes que cambia con el tiempo a medida que se bombean a través de una columna de pequeñas perlas a alta presión. Los diferentes péptidos eluyen en diferentes puntos de tiempo y son detectados por un monitor, frecuentemente un espectrofotómetro UV.

Cuando se realiza una investigación sobre péptidos, a menudo la sustancia de interés es rara y no se puede comprar a las compañías químicas. Si se conoce la estructura del péptido deseado, con frecuencia es más fácil prepararse químicamente mediante síntesis de péptidos que aislar el compuesto de fuentes naturales. El aislamiento de productos naturales es notoriamente difícil. Los péptidos sintéticos generalmente se purifican por HPLC.

Tal síntesis química puede ser desalentadora para un investigador independiente que no sea químico. Con frecuencia, esta tarea se contrata a empresas de síntesis de péptidos que se especializan en estas técnicas. Esto puede ser más económico que tratar de configurar el sistema desde cero en un laboratorio. Las compañías de péptidos pueden hacer péptidos personalizados adaptados a las necesidades del investigador.

Otra razón para la purificación de péptidos puede ser cuando un investigador ha purificado una proteína y está tratando de determinar su identidad. Él o ella puede degradar la proteína en fragmentos peptídicos, separar los fragmentos mediante purificación y hacer que el patrón de fragmentación de los péptidos sea detectado por un espectrómetro de masas a medida que eluyen de la columna. Esta técnica se conoce como LC-MS, abreviatura de cromatografía líquida-espectrometría de masas. Da el peso molecular y la composición de aminoácidos de los fragmentos, y a menudo permite la identificación de proteínas, si se han identificado previamente proteínas similares o idénticas.

Muchos investigadores trabajan con péptidos que tienen características novedosas, como aminoácidos no naturales, para tratar de encontrar otros con actividades biológicas inusuales. Hay todo un campo llamado peptidomiméticos dedicado al estudio de estos nuevos péptidos. A menudo, se diseñan secuencias generadas por computadora, y se sintetiza una biblioteca de péptidos que abarca una gama de péptidos atípicos. La purificación de péptidos se usa para separar miembros individuales de esta biblioteca para proporcionar péptidos puros para evaluar la actividad biológica. Esta estrategia ha tenido éxito en la generación de al menos un nuevo medicamento disponible comercialmente.

Muchos de los péptidos biológicamente activos son de interés para usos médicos. Los compuestos utilizados comercialmente, como la insulina, se producen comúnmente mediante sistemas de sobreexpresión de ADN recombinante que generan grandes cantidades del compuesto deseado. Con frecuencia, los péptidos están diseñados genéticamente para facilitar la purificación al agregar algún tipo de etiqueta a sus frentes. Esto permite el uso de cromatografía de afinidad para purificar el péptido.

Con este tipo de cromatografía, la etiqueta es un compuesto, como la histidina, que se unirá a una matriz de perlas, como el níquel, elegida por su capacidad para unir la etiqueta. Las proteínas y péptidos no deseados generalmente pasan a través de la columna sin unirse. El péptido específicamente diseñado generalmente se une fuertemente a la columna. Después de que las proteínas y péptidos contaminantes se hayan lavado, el péptido deseado se eluye mediante un compuesto que compite por unirse a la matriz. Entonces, uno tiene una preparación bastante pura del péptido deseado, y la etiqueta puede eliminarse mediante escisión.