Peptidsynthese: Wie Peptide im Labor hergestellt werden
03.10.2022
Was ist die Peptidsynthese?
Die Peptidsynthese ist der Laborprozess zur Herstellung kurzer Ketten von Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind. Diese Ketten können natürlich vorkommende Sequenzen nachahmen oder speziell für die Forschung entworfen werden. Da Peptide eine Rolle bei der Signalübertragung, der Enzymaktivität und der strukturellen Biologie spielen, ermöglicht die synthetische Produktion Forschern, sie unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen.
Wie wird es im Labor durchgeführt?
Die meisten modernen Peptidsynthesen verwenden eine Methode, die Solid-Phase-Peptidsynthese (SPPS) genannt wird. Bei diesem Ansatz wird die erste Aminosäure an ein festen Harzperle angeheftet, und zusätzliche Aminosäuren werden schrittweise hinzugefügt. Jeder Zyklus umfasst:
Aktivierung – Vorbereitung der nächsten Aminosäure für die Kopplung.
Kopplung – Bildung einer Peptidbindung zwischen der wachsenden Kette und der neuen Aminosäure.
Entschutz – Entfernen von Schutzgruppen, damit die Kette weiter verlängert werden kann.
Sobald die Sequenz abgeschlossen ist, wird das Peptid vom Harz abgespalten und für Forschungszwecke gereinigt.
(Referenz: Chan & White, 2000)
Wesentliche Merkmale der synthetischen Peptidproduktion
Die Peptidsynthese bietet Forschern:
Präzision – Fähigkeit, genaue Aminosäuresequenzen zu entwerfen.
Flexibilität – Einbeziehung von Modifikationen wie nicht-natürlichen Aminosäuren oder Labels.
Skalierbarkeit – Produktion von kleinen Milligramm-Mengen für Experimente bis hin zu größeren Mengen für Tests.
Reinheitskontrolle – Produkte werden typischerweise durch HPLC und Massenspektrometrie analysiert, um Identität und Reinheit zu bestätigen.
Was Forscher beobachtet haben
Die Entwicklung automatisierter Synthesizer hat die Effizienz erheblich verbessert und es ermöglicht, komplexe Peptide mit hoher Reproduzierbarkeit herzustellen. Fortschritte bei Kopplungsreagenzien und Harztechnologien haben Nebenreaktionen reduziert und den Ertrag erhöht. Trotz dieser Fortschritte bleiben sehr lange oder stark hydrophobe Peptide herausfordernd, oft erfordern sie die Optimierung von Bedingungen oder spezialisierte Chemien.
Referenzen
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