Was sind Peptide?

Aufbau

Peptide sind Ketten aus Aminosäuren, verknüpft über Peptidbindungen, also Amidbindungen zwischen der Carboxylgruppe der einen und der Aminogruppe der nächsten Aminosäure. Jede Kette hat eine Richtung: Sie beginnt mit einer freien Aminogruppe (N-Terminus) und endet mit einer freien Carboxylgruppe (C-Terminus). Sequenzen werden immer vom N- zum C-Terminus geschrieben: Semax ist Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro, im Einbuchstabencode MEHFPGP.

Herstellung

Kurze Peptide werden meist durch Festphasensynthese hergestellt. Die Kette wächst Aminosäure für Aminosäure an einem Harz, geschützt durch Schutzgruppen, und wird am Ende abgespalten. Anschließend wird das Rohprodukt per präparativer HPLC gereinigt und gefriergetrocknet (lyophilisiert). Das Ergebnis ist das weiße, lockere Pulver im Vial.

Reinheit, Identität, Gehalt

Drei Angaben beschreiben die Qualität eines Peptids, und sie messen Verschiedenes:

• Reinheit (HPLC): Anteil des Zielpeptids an allen peptidischen Bestandteilen, gemessen als Peakfläche im Chromatogramm. Nebenprodukte sind etwa Fehlsequenzen, denen eine Aminosäure fehlt.
• Identität (Massenspektrometrie): Stimmt die gemessene Masse mit der theoretischen überein? Für Semax sind das 813,9 Da.
• Nettopeptidgehalt: Wie viel der Einwaage tatsächlich Peptid ist. Gegenionen wie Acetat oder Trifluoracetat und Restfeuchte machen einen Teil der Masse aus.

Ein Peptid kann also 99 % rein sein und trotzdem einen Nettopeptidgehalt unter 100 % haben. Für exakte Konzentrationen zählt der Gehalt laut Analysezertifikat. Mehr zu den Prüfverfahren unter Qualitätssicherung.

Modifikationen

Die Enden einer Peptidkette lassen sich chemisch verändern, etwa durch N-terminale Acetylierung oder C-terminale Amidierung. Das verändert Ladung und Stabilität, siehe N-Acetylierung und Amidierung.

Warum die Kettenlänge zählt

Die Grenze zwischen Peptid und Protein ist eine Konvention, keine scharfe chemische Trennlinie. Üblich ist: bis etwa 50 Aminosäuren Peptid, darüber Protein. Praktisch relevanter als die Nomenklatur ist, was mit der Länge einhergeht. Kurze Peptide wie die Heptapeptide Semax und Selank besitzen keine stabile dreidimensionale Faltung; sie liegen in Lösung als flexible Kette vor. Das macht sie chemisch robuster gegen Hitze und Denaturierung als gefaltete Proteine — und gleichzeitig verwundbar gegenüber Peptidasen, die an freien Kettenenden angreifen.

Genau hier setzt das Konstruktionsprinzip beider Moleküle an. Das angehängte Pro-Gly-Pro-Motiv erschwert Exopeptidasen den Zugriff auf den C-Terminus. Prolin ist dabei der entscheidende Rest: Sein Ringsystem bindet das Stickstoffatom des Rückgrats ein und macht die benachbarte Peptidbindung für viele Enzyme zu einem schlechten Substrat.

Was ein Chromatogramm zeigt — und was nicht

Die HPLC trennt nach Hydrophobizität. Das Zielpeptid erscheint als dominanter Peak, Nebenprodukte als kleinere Peaks davor oder danach. Typische Nebenprodukte einer Festphasensynthese sind Deletionssequenzen, denen genau eine Aminosäure fehlt, sowie Peptide mit unvollständig abgespaltenen Schutzgruppen.

Ein Chromatogramm hat aber eine wichtige Grenze: Es erfasst nur, was bei der gewählten Wellenlänge absorbiert — üblicherweise 214 nm für die Peptidbindung. Salze, Restfeuchte und nicht-peptidische Verunreinigungen erscheinen dort nicht. Deshalb ist die HPLC-Reinheit stets eine Aussage über die peptidischen Bestandteile, nicht über die Zusammensetzung des Vialinhalts insgesamt. Erst der Nettopeptidgehalt schließt diese Lücke.

Gegenionen und Restfeuchte

Nach der präparativen HPLC liegt ein Peptid meist als Salz vor, häufig als Trifluoracetat oder Acetat. Diese Gegenionen binden an die basischen Seitenketten und machen je nach Sequenz 5 bis 20 % der Einwaage aus. Dazu kommt hygroskopisch gebundenes Wasser, das ein lyophilisiertes Pulver innerhalb von Minuten aus der Raumluft aufnimmt, wenn das Vial kalt geöffnet wird.

Für die Praxis folgt daraus zweierlei. Erstens: Ein Vial verschlossen auf Raumtemperatur bringen, bevor es geöffnet wird — das beschreibt der Beitrag Rekonstitution im Detail. Zweitens: Für exakte molare Konzentrationen den Gehalt aus dem Analysezertifikat heranziehen und nicht die Nennmenge auf dem Etikett.

Weiterlesen

Die konkreten Profile der beiden hier geführten Peptide stehen in den Beiträgen zu Semax und Selank, der Direktvergleich unter Semax vs. Selank. Welche Prüfungen jede Charge durchläuft, beschreibt die Seite Qualitätssicherung.