Aminosäuren als Bausteine
Peptide sind Ketten aus Aminosäuren. In menschlichen Proteinen kommen standardmäßig zwanzig verschiedene Aminosäuren vor. Reagiert die Carboxylgruppe der einen mit der Aminogruppe der nächsten, entsteht unter Wasserabspaltung eine Peptidbindung. Jede weitere Aminosäure verlängert die Kette um ein Glied.
Die Reihenfolge der Bausteine heißt Sequenz. Sie wird vom N-Terminus zum C-Terminus gelesen und meist im Drei- oder Einbuchstabencode notiert.
Peptid oder Protein?
Eine scharfe Grenze gibt es nicht. Als Faustregel gelten Ketten bis etwa 50 Aminosäuren als Peptide, längere als Proteine. Kurze Peptide werden nach ihrer Länge benannt: Dipeptid, Tripeptid, Oligopeptid. Insulin mit 51 Aminosäuren liegt genau auf der Grenze und wird mal so, mal so eingeordnet.
Peptide im Körper
Viele Botenstoffe sind Peptide: Hormone des Darms wie GLP-1 und GIP, Hormone der Hypophyse, Neuropeptide im Gehirn oder antimikrobielle Peptide der Immunabwehr. Sie wirken meist über spezifische Rezeptoren an der Zelloberfläche und werden im Körper vergleichsweise rasch abgebaut.
Wie Peptide hergestellt werden
Im Labor und in der Industrie dominiert die Festphasen-Peptidsynthese (SPPS), entwickelt von Robert Bruce Merrifield. Die wachsende Kette ist dabei an ein Harzkügelchen gebunden; Aminosäure um Aminosäure wird gekoppelt, überschüssige Reagenzien werden einfach ausgewaschen. Am Ende wird das Peptid vom Harz abgespalten und per präparativer HPLC gereinigt.
Sehr lange Peptide lassen sich auch biotechnologisch in Mikroorganismen herstellen, wie es bei einigen zugelassenen Arzneimitteln geschieht.
Typische Modifikationen
Natürliche Peptide sind oft nach Minuten abgebaut. Die Forschung setzt deshalb auf gezielte Veränderungen:
- Nicht-natürliche Aminosäuren wie Aib schützen vor Enzymen.
- Fettsäureketten sorgen für Bindung an Albumin und damit eine längere Halbwertszeit.
- Zyklisierung stabilisiert die räumliche Form.
- Amidierung des C-Terminus erhöht die Stabilität.
Wie diese Prinzipien bei konkreten Molekülen eingesetzt werden, zeigen die Wirkstoff-Steckbriefe.