Co to są peptydy? Peptydy to krótkie łańcuchy aminokwasów połączonych wiązaniem chemicznym nazywanym wiązaniem peptydowym. Większość peptydów zawiera od 2 do około 50 aminokwasów. Organizm wytwarza ich tysiące, na przykład jako hormony i cząsteczki sygnałowe, a chemicy potrafią w laboratorium otrzymać te same lub zmodyfikowane sekwencje. Ten przewodnik wyjaśnia, jak zbudowane są peptydy, czym różnią się od białek, jak wytwarza się i bada syntetyczne peptydy badawcze oraz w jakich obszarach badań się je wykorzystuje.
Co to są peptydy? Krótka definicja
Peptyd to cząsteczka zbudowana z aminokwasów ułożonych w ustalonej kolejności. Ta kolejność nazywa się sekwencją. Sekwencja decyduje o kształcie peptydu, a kształt o tym, z jakimi receptorami lub innymi cząsteczkami peptyd może się wiązać. Dwa peptydy z tymi samymi aminokwasami w innej kolejności to dwa różne związki.
Naukowcy nazywają peptydy według ich długości. Nazwy pochodzą od greckich liczebników:
Dipeptyd: 2 aminokwasy
Tripeptyd: 3 aminokwasy, na przykład glutation
Tetrapeptyd: 4 aminokwasy, na przykład Epitalon (Ala-Glu-Asp-Gly)
Pentadekapeptyd: 15 aminokwasów, na przykład BPC-157
Oligopeptyd i polipeptyd: ogólne określenia krótszych i dłuższych łańcuchów
Jak zbudowane są peptydy: aminokwasy i wiązanie peptydowe
Aminokwasy są elementami budulcowymi wszystkich peptydów. Każdy aminokwas ma grupę aminową (–NH2), grupę karboksylową (–COOH) i łańcuch boczny. Łańcuch boczny jest inny w każdym aminokwasie. Sprawia, że aminokwas jest hydrofilowy lub hydrofobowy, naładowany lub obojętny. Organizmy żywe wykorzystują 20 standardowych aminokwasów. Laboratoria mogą stosować także zmodyfikowane aminokwasy, które nie występują w przyrodzie.
Wiązanie peptydowe powstaje, gdy grupa karboksylowa jednego aminokwasu reaguje z grupą aminową następnego. W tej reakcji uwalnia się jedna cząsteczka wody. Chemicy nazywają ją reakcją kondensacji, a powstające wiązanie jest wiązaniem amidowym. Łańcuch ma więc dwa różne końce: N-koniec z wolną grupą aminową i C-koniec z wolną grupą karboksylową. Sekwencje zapisuje się zawsze od N-końca do C-końca.
Ponieważ łańcuchy boczne się różnią, peptydy o tej samej długości mogą zachowywać się bardzo różnie. Niektóre łatwo rozpuszczają się w wodzie, inne wymagają innego rozpuszczalnika. Niektóre są stabilne przez lata jako suchy proszek, inne są wrażliwe na utlenianie. Te właściwości mają znaczenie później, gdy peptydy są przechowywane i używane w laboratorium.
Peptydy a białka: gdzie przebiega granica
Peptydy i białka są zbudowane w ten sam sposób. Jedne i drugie to łańcuchy aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi. Różnica dotyczy głównie wielkości i struktury. Popularna reguła umieszcza granicę na poziomie około 50 aminokwasów: krótsze łańcuchy to peptydy, dłuższe to białka. Reguła nie jest ścisła. Insulina ma 51 aminokwasów i często nazywa się ją hormonem peptydowym.
Ważniejszą różnicą jest kształt przestrzenny. Białko zwija się w stabilną strukturę o kilku poziomach organizacji, a często współpracuje kilka łańcuchów. Większość peptydów jest bardziej elastyczna. Wiele z nich nie ma stałego kształtu, dopóki nie zwiąże się ze swoim celem. To jeden z powodów, dla których naukowcy mogą syntetyzować i modyfikować peptydy znacznie łatwiej niż całe białka.
Naturalne i syntetyczne peptydy w badaniach
Naturalne peptydy wytwarzają organizmy żywe. Przykładami są hormony, takie jak oksytocyna i glukagon, jelitowe hormony inkretynowe GLP-1 i GIP oraz peptydy przeciwdrobnoustrojowe układu odpornościowego. Wiele fragmentów większych białek również jest aktywnych jako peptydy.
Syntetyczne peptydy otrzymuje się w drodze syntezy chemicznej. Dzielą się na trzy grupy. Niektóre dokładnie odwzorowują naturalną sekwencję. Inne są fragmentami większego białka, jak TB-500, który opiera się na fragmencie białka tymozyny beta-4. Jeszcze inne to analogi: sekwencję celowo zmieniono, na przykład dodając łańcuch boczny kwasu tłuszczowego, który stabilizuje cząsteczkę. Takim analogiem ludzkiego GLP-1 jest Semaglutide. Peptyd badawczy BPC-157 to syntetyczna sekwencja 15 aminokwasów wyprowadzona z białka soku żołądkowego.
Peptydy są też ugruntowaną klasą leków. Według przeglądu Muttenthalera i współpracowników opublikowanego w Nature Reviews Drug Discovery (2021) od czasu wprowadzenia insuliny na rynek trafiło ponad 80 leków peptydowych. Peptydy badawcze sprzedawane do pracy laboratoryjnej to inna kategoria. Są to odczynniki badawcze, a nie zatwierdzone leki, nawet jeśli sekwencja jest taka sama.
Jak powstają peptydy badawcze: synteza i liofilizacja
Niemal wszystkie peptydy badawcze wytwarza się metodą syntezy peptydów na fazie stałej (SPPS). Robert Bruce Merrifield opisał tę metodę w 1963 roku i w 1984 roku otrzymał za nią Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Zasada jest prosta. Pierwszy aminokwas przyłącza się do małej kulki żywicy. Następnie chemik dodaje kolejne aminokwasy jeden po drugim. Grupy ochronne blokują reaktywne części każdego aminokwasu, tak aby powstało tylko zamierzone wiązanie. Po każdym etapie płukanie usuwa nadmiar odczynników.
Gdy cała sekwencja jest gotowa, peptyd odcina się od żywicy i usuwa grupy ochronne. Surowy produkt wciąż zawiera krótsze sekwencje i produkty uboczne. Preparatywna HPLC (wysokosprawna chromatografia cieczowa) oddziela peptyd docelowy od tych zanieczyszczeń.
Oczyszczony peptyd jest następnie liofilizowany. Liofilizacja to suszenie sublimacyjne: roztwór zamraża się, a wodę usuwa w próżni. Powstaje biały, suchy proszek. Bez wody większość reakcji rozkładu peptydów zatrzymuje się lub silnie zwalnia. Dlatego peptydy badawcze dostarcza się jako liofilizowany proszek w szczelnie zamkniętych szklanych fiolkach. Nasz przewodnik o cyklach zamrażania i rozmrażania oraz stabilności peptydów wyjaśnia, dlaczego proszek jest odporny, a roztwór nie.
Jak dokumentuje się jakość peptydów badawczych
Etykieta podaje, jaki peptyd powinien znajdować się w fiolce. To, co faktycznie jest w fiolce, pokazuje dopiero analiza. Standardowym dokumentem jest certyfikat analizy, czyli COA. W przypadku peptydów badawczych zwykle zawiera on dwa badania:
Spektrometria mas (MS): mierzy masę cząsteczki i porównuje ją z masą obliczoną na podstawie sekwencji. To badanie potwierdza tożsamość.
HPLC: rozdziela składniki próbki i podaje procentowy udział peptydu docelowego. To badanie określa czystość.
Numer partii: wiąże certyfikat z jedną konkretną partią produkcyjną i z numerem nadrukowanym na fiolce.
Potrzebne są oba badania, bo każde odpowiada na inne pytanie. Nasz przewodnik spektrometria mas a HPLC wyjaśnia, jak w minutę odczytać oba wyniki. Produkty z dostępnym certyfikatem analizy znajdziesz w kategorii peptydy przebadane laboratoryjnie.
Obszary badań: do czego bada się peptydy
Peptydy badawcze są narzędziami do pytań laboratoryjnych. Każdy związek jest powiązany z receptorem lub szlakiem biologicznym, a naukowcy grupują je według obszaru, w którym są badane. Oferta peptidebio odpowiada tym obszarom:
Modele regeneracji tkanek: BPC-157 i TB-500, badane w modelach ścięgien, więzadeł, mięśni i tkanki jelitowej. Zobacz peptydy regeneracyjne do badań.
Badania inkretyn i metabolizmu: Semaglutide (receptor GLP-1), Tirzepatide (receptory GLP-1 i GIP) oraz Retatrutide (receptory GLP-1, GIP i glukagonu). Zobacz peptydy GLP-1 i metaboliczne.
Oś hormonu wzrostu: Ipamorelin, selektywny agonista receptora greliny.
Badania nad starzeniem i rytmem dobowym: Epitalon, tetrapeptyd badany w modelach telomerazy i rytmu dobowego.
Te opisy wskazują obszary badań. Nie są stwierdzeniami o działaniu u ludzi. W przypadku większości peptydów badawczych opublikowane dane pochodzą z hodowli komórkowych i modeli zwierzęcych. Pełną ofertę znajdziesz w kategorii wszystkie peptydy badawcze.
Status prawny: dlaczego peptydy badawcze są wyłącznie do użytku laboratoryjnego
Peptydy badawcze sprzedaje się jako odczynniki badawcze. Nie są lekami, suplementami diety, żywnością ani kosmetykami. Lek wymaga pozwolenia na dopuszczenie do obrotu, na przykład od Europejskiej Agencji Leków lub krajowego urzędu. Pozwolenie to wymaga badań klinicznych, kontrolowanej produkcji i zatwierdzonej informacji o produkcie. Peptydy badawcze takiego pozwolenia nie mają.
Kilka peptydów badawczych figuruje ponadto w wykazach Światowej Agencji Antydopingowej. Lista zabronionych substancji WADA wymienia BPC-157 w klasie S0 (substancje niezatwierdzone), która obejmuje substancje bez dopuszczenia do stosowania terapeutycznego u ludzi. Przepisy dotyczące przywozu i posiadania różnią się w zależności od kraju. Kupujący spoza UE powinni przed złożeniem zamówienia sprawdzić przepisy swojego kraju.
Z tych powodów peptidebio dostarcza wszystkie związki wyłącznie do badań laboratoryjnych. Nie udzielamy porad dotyczących dawkowania ani porad medycznych. Pytania o konkretny produkt kieruj do naszego działu obsługi klienta; link do strony kontaktowej znajdziesz w stopce.
Najczęstsze pytania o peptydy
Czy peptydy to to samo co aminokwasy?
Nie. Aminokwas to pojedynczy element budulcowy. Peptyd to łańcuch co najmniej dwóch aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi.
Czy peptydy kolagenowe to to samo co peptydy badawcze?
Nie. Peptydy kolagenowe są produktem spożywczym. To mieszanina wielu różnych fragmentów strawionego kolagenu. Peptyd badawczy to jedna zdefiniowana sekwencja o udokumentowanej tożsamości i czystości.
Dlaczego peptydy badawcze dostarcza się w postaci proszku, a nie roztworu?
Woda uruchamia większość reakcji rozkładu. Jako liofilizowany proszek w szczelnie zamkniętej fiolce peptyd pozostaje stabilny znacznie dłużej niż w roztworze. Rozpuszczalnik dodaje się w laboratorium. Nasz przewodnik o ilości wody bakteriostatycznej na fiolkę wyjaśnia, jak dobiera się objętość.
Jak długo można przechowywać zamkniętą fiolkę z peptydem?
Do długotrwałego przechowywania trzymaj zamknięte fiolki w temperaturze -20 °C, w suchym i ciemnym miejscu. Przez kilka tygodni wystarczy 2–8 °C. Certyfikat analizy i strona produktu podają warunki dla każdego związku.
Źródła do tego przewodnika o peptydach
Muttenthaler M, King GF, Adams DJ, Alewood PF (2021). Trends in peptide drug discovery. Nature Reviews Drug Discovery 20(4):309–325. PubMed 33536635
Lau JL, Dunn MK (2018). Therapeutic peptides: Historical perspectives, current development trends, and future directions. Bioorganic & Medicinal Chemistry 26(10):2700–2707. PubMed 28720325
Merrifield RB (1963). Solid phase peptide synthesis. I. The synthesis of a tetrapeptide. Journal of the American Chemical Society 85(14):2149–2154. doi:10.1021/ja00897a025
Światowa Agencja Antydopingowa (WADA). The Prohibited List. wada-ama.org
Wyłącznie do badań laboratoryjnych. Nie do stosowania u ludzi ani zwierząt. Nie jest lekiem, suplementem diety, żywnością ani kosmetykiem. Ten przewodnik nie stanowi porady dotyczącej dawkowania ani porady medycznej.