Polipeptydy krok po kroku
Peptydy występują powszechnie w komórkach i stanowią elementy budulcowe cząsteczek pełniących niezliczone funkcje. Możliwość wytwarzania syntetycznych polipeptydów z dokładnością zbliżoną do tej występującej w naturze byłaby niezwykle przydatnym narzędziem dla chemii syntetycznej. Można by stworzyć platformę do zrównoważonej i odnawialnej produkcji polimerów. Naukowcy badali ten potencjał w ramach finansowanego przez UE projektu "Highly functional polypeptides" (HIPEP). Jako studium przypadku użyto konkretnej reakcji syntezy wykorzystywanej w przemyśle. Polimeryzacja N-bezwodnikiem kwasu karboksylowego (NCA) z otwarciem pierścienia to najbardziej wszechstronna metoda syntezy biopolimerów. Ma ona ogromny potencjał, jeśli chodzi o łatwe wytwarzanie wielofunkcyjnych struktur polipeptydowych nowej generacji. Łączy ona pierścieniowe monomery (peptydy lub krótkie łańcuchy aminokwasów) zawierające aminokwasy NCA. Służy do wytwarzania glatirameru, aktywnego składnika leków przeciwko stwardnieniu rozsianemu. Brak szczegółowych informacji na temat mechanizmów reakcji uniemożliwia jednak precyzyjne kontrolowanie tego procesu. Naukowcy w pierwszej kolejności zajęli się opracowaniem metody identyfikacji poszczególnych monomerów, nie tylko obecności aminokwasowych NCA, w mieszaninach. Własność, która sprawia, że aminokwasowe NCA są tak przydane w chemii syntetycznej — reaktywność — powoduje również, iż są one trudno uchwytne. Zespół opracował protokoły wykorzystujące hydrolizę kwasu, aby ułatwić ich regenerację. Metoda wykorzystująca wysokowydajną chromatografię cieczy umożliwiła efektywną separację różnych aminokwasowych NCA, a detektor promieniowania ultrafioletowego posłużył do wykrycia poszczególnych związków. Zastosowanie nowo opracowanych metod dostarczyło naukowcom obszernych danych kinetycznych na temat polimeryzacji trzech aminokwasowych NCA na raz. Glatiramer składa się z czterech aminokwasów. Użyto danych doświadczalnych, aby efektywnie przewidzieć zachowanie się układu trójskładnikowego. Metodologie opracowane w ramach projektu HIPEP torują drogę ku możliwości dokładniejszego przewidywania zachowania się aminokwasowych NCA podczas polimeryzacji. Dzięki temu możliwa będzie bardziej precyzyjna kontrola sekwencji aminokwasów, a tym samym właściwości produktu polimerowego. Efektem będą nie tylko innowacyjne polimery polipeptydowe, ale także pełniejsze informacje na temat mechanizmów działania leków polipeptydowych.
