Festphasen-Peptidsynthese (SPPS): Wie Forschungspeptide entstehen

Fast alle Forschungspeptide werden heute chemisch synthetisiert – mit einem Verfahren, für das R. Bruce Merrifield 1984 den Nobelpreis für Chemie erhielt: die Festphasen-Peptidsynthese (Solid-Phase Peptide Synthesis, SPPS).

Das Prinzip

Die erste Aminosäure wird über ihr C-terminales Ende an ein unlösliches Polymerharz gebunden. Danach wird die Kette Schritt für Schritt verlängert. Weil das wachsende Peptid am Harz hängt, lassen sich überschüssige Reagenzien nach jedem Schritt einfach auswaschen – das war Merrifields entscheidende Idee (1963).

Ein Synthesezyklus

Entschützen: Die temporäre Schutzgruppe am N-Terminus wird entfernt (heute meist Fmoc, abgespalten mit Piperidin).

Kuppeln: Die nächste, geschützte Aminosäure wird aktiviert und an die freie Aminogruppe gekoppelt.

Waschen: Überschüssige Reagenzien werden entfernt.

Dieser Zyklus wiederholt sich für jede Aminosäure – bei LL-37 also 36-mal.

Abspaltung, Reinigung, Lyophilisation

Am Ende wird das Peptid mit starker Säure (meist Trifluoressigsäure) vom Harz gelöst; dabei fallen auch die permanenten Seitenketten-Schutzgruppen. Das Rohpeptid wird per präparativer HPLC gereinigt und anschließend gefriergetrocknet (lyophilisiert). So entsteht das weiße, lockere Pulver im Vial.

Woher Verunreinigungen kommen

Fehlsequenzen: Eine unvollständige Kupplung führt zu Peptiden, denen eine Aminosäure fehlt.

Verkürzte Sequenzen: Abbrüche der Kette in einem frühen Zyklus.

Nebenreaktionen: z. B. Racemisierung oder Aspartimid-Bildung bei bestimmten Sequenzen.

Gegenionen: Aus der Reinigung bleibt das Peptid oft als Trifluoracetat- oder Acetat-Salz zurück.

Genau diese Verunreinigungen trennt die analytische HPLC im Laborbericht auf. Mehr dazu im Beitrag Laborbericht lesen.