Polipeptidi un passo per volta
I peptidi sono onnipresenti nelle cellule e sono responsabili della formazione dei mattoni delle molecole che svolgono tantissime funzioni. La capacità di produrre polipeptidi sintetici con una precisione che replichi quella naturale sarebbe uno strumento straordinario per la chimica di sintesi. Potrebbe fornire la piattaforma per la produzione sostenibile e rinnovabile dei polimeri. Gli scienziati hanno studiato il potenziale grazie al progetto HIPEP ("Highly functional polypeptides"). Hanno sfruttato una specifica reazione di sintesi di rilevanza industriale come caso di studio. La polimerizzazione della N-carbossianidride (NCA) con anello d'apertura è il metodo più versatile per la sintesi dei biopolimeri. È caratterizzata da un eccezionale potenziale per Ifacilitare la produzione di strutture polipeptidiche multifunzionali di nuova generazione. Unisce in sequenza monomeri a forma di anello (peptidi o catene brevi di aminoacidi) contenenti le NCA degli aminoacidi. È usata per produrre il glatiramer, il principio attivo di un farmaco soggetto a prescrizione per trattare la sclerosi multipla. Tuttavia, la mancanza di conoscenze dettagliate dei meccanismi di reazione impedisce un controllo preciso. Gli scienziati si sono innanzitutto occupati dello sviluppo di un modo per identificare i singoli monomeri, non solo della presenza di NCA degli aminoacidi all'interno delle miscele. Anche la proprietà che rende le NCA degli aminoacidi cosμ utile nel settore della chimica di sintesi, la reattività, rende la loro esistenza fugace e difficile da rilevare. Il team ha sviluppato protocolli utilizzando l'idrolisi degli acidi per agevolare loro recupero. Un metodo che sfrutta la cromatografia liquida a elevate prestazioni ha agevolato la separazione delle diverse NCA degli aminoacidi, mentre un rilevatore di luce ultravioletta è stato utilizzato per rilevare quelle singole. L'applicazione dei metodi appena sviluppati ha aperto uno spiraglio con accesso ai dati cinetici sulla polimerizzazione contemporanea di tre NCA degli aminoacidi. Il glatiramer è composto da quattro aminoacidi. I dati sperimentali sono stati usati per predire il comportamento del sistema ternario con eccellente successo. Le metodologie sviluppate nell'ambito del progetto HIPEP aprono la strada a una migliore previsione del comportamento delle NCA degli aminoacidi durante la polimerizzazione, consentendo inoltre un migliore controllo della sequenza di aminoacidi e quindi delle proprietà del prodotto polimerico. Non solo sono attesi nuovissimi polimeri polipeptidici, ma la tecnologia dovrebbe inoltre migliorare le nostre conoscenze del meccanismo d'azione dei farmaci polipeptidici.
Parole chiave
Polimero, peptide, polipeptide sintetico, N-carbossianidride, polimerizzazione per apertura d'anello, biopolimeri, amminoacido, glatiramer
