Sintesi

Costruire su un supporto solido

Nella sintesi peptidica in fase solida il primo amminoacido è ancorato, con l'estremità carbossilica, a una pallina di resina insolubile. La catena cresce poi dal C-terminale verso l'N-terminale, il verso opposto a quello dei ribosomi. Poiché la catena in crescita resta attaccata alla pallina, i reagenti in eccesso si eliminano con un semplice lavaggio dopo ogni passaggio.

Proteggere, accoppiare, ripetere

Ogni amminoacido in arrivo porta un gruppo protettore temporaneo sull'estremità amminica, così può reagire una volta sola. Nella chimica più diffusa questo gruppo è l'Fmoc, che si rimuove con una base blanda. Le catene laterali reattive portano gruppi protettori più resistenti, che restano fino alla fine.

Un giro ha tre parti: rimuovere il gruppo temporaneo dall'estremità della catena, lavare, poi aggiungere l'amminoacido protetto successivo insieme a un reagente di accoppiamento che ne attiva il gruppo carbossilico. Il giro si ripete una volta per ogni residuo.

Distacco e purificazione

Quando la sequenza è completa, un acido forte, di solito l'acido trifluoroacetico, stacca la catena dalla resina e rimuove i gruppi protettori delle catene laterali. Il risultato è una miscela grezza: il peptide voluto insieme a catene più corte e incomplete.

La miscela viene separata con la cromatografia liquida ad alte prestazioni preparativa e la frazione purificata viene liofilizzata fino a ottenere una polvere, di solito come sale acetato o trifluoroacetato.

Altre strade

• Produzione ricombinante: a microrganismi o cellule in coltura si fornisce il gene del peptide, e sono loro a produrlo. L'insulina umana si produce così dai primi anni Ottanta.
• Ligazione chimica nativa: due segmenti peptidici non protetti vengono uniti in acqua, il che rende accessibili catene troppo lunghe per una sola sintesi in fase solida.
• Semisintesi: un peptide prodotto da cellule viene poi modificato chimicamente, per esempio attaccandovi una catena di acido grasso.

Perché la lunghezza conta

Nessun passaggio di accoppiamento è perfetto. Se ciascuno riesce 99 volte su 100, dieci accoppiamenti di fila lasciano complete circa il 90 per cento delle catene e quaranta circa il 67 per cento, prima della purificazione. È la ragione pratica per cui le sequenze lunghe sono più difficili e onerose da produrre di quelle corte.

Chimica generale, scritta per orientarsi. Non descrive come si usa alcuna sostanza.