Drukowanie peptydów
Białka mają kluczowe znaczenie dla praktycznie wszystkich funkcji biologicznych. Zbudowane są zwykle z bardzo długich łańcuchów peptydów (utworzonych z kombinacji aminokwasów), uformowanych w skomplikowane trójwymiarowe struktury. Stosowanie peptydów w badaniach nad budową i funkcjami białek, a także w celach terapeutycznych staje się coraz popularniejsze. W chemii kombinatorycznej syntezy związków chemicznych są traktowane jak biblioteki wielu cząsteczek, analizowane w poszukiwaniu związków o określonych właściwościach. Celem finansowanego przez UE projektu Peplaser ("Combinatorial synthesis of peptide arrays with a laser printer") było znaczące zwiększenie liczby peptydów syntetyzowanych w niewielkich urządzeniach na potrzeby ich wysokoprzepustowej analizy. W ramach projektu Peplaser użyto opartej na cząsteczkach aminokwasów metody kombinatorycznej syntezy złożonych macierzy peptydowych. Stałe cząsteczki aminokwasów zawierają aktywowane chemiczne bloki budulcowe, czy też pochodne aminokwasów. Zespół projektu Peplaser opracował system dostarczania cząsteczek do zmodyfikowanej kolorowej drukarki laserowej, która wytwarza pochodne aminokwasów. Powtarzające się cykle drukowania i "stapiania" skutkują powstaniem macierzy peptydowych. Naukowcy połączyli tę metodę z bioinformatyką oraz narzędziami do odczytu, aby stworzyć małe, lecz wydajne urządzenia. Peptydowa drukarka laserowa w weryfikowalny sposób zsyntetyzowała 275 000 wysokiej jakości peptydów na małym kwadracie o powierzchni 20 na 20 cm. Koszt tego przedsięwzięcia oszacowano jako 1000 razy mniejszy w przeliczeniu na jeden peptyd w porównaniu do zastosowania obecnie używanych najnowocześniejszych technik. W trakcie realizacji projektu badaczom udało się zwiększyć wydajność syntezy za pomocą tego urządzenia z 0,5 miliona peptydów na miesiąc do ponad 10 milionów. Technologia Peplaser została użyta do wyszukiwania i analizowania peptydów antybiotykowych oraz do korelowania wzorów peptydowych z prognozami wystąpienia nowotworów u pacjentów. Użyto jej także do diagnozowania infekcji, dzięki obecności przeciwciał skierowanych przeciw konkretnemu szczepowi bakterii. Technologia ta jest obecnie udostępniana na rynku przez jednego z partnerów projektu, będącego firmą z sektora małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP). Wyniki projektu Peplaser mają szansę zrewolucjonizować dziedzinę proteomiki, tak samo jak miało to miejsce w przypadku technologii oligonukleotydowej litografii opartej na matrycach w genomice. Szybka, dokładna i wysokoprzepustowa analiza, przypominająca matematyczne obliczenia wykonywane przez komputer w porównaniu z obliczeniami ręcznymi, otwiera nowe perspektywy dla rozwiązywania problemów w tej dziedzinie.
