Cosa sono i peptidi? I peptidi sono brevi catene di amminoacidi unite da un legame chimico chiamato legame peptidico. La maggior parte dei peptidi contiene da 2 a circa 50 amminoacidi. L'organismo ne produce migliaia, ad esempio come ormoni e molecole di segnalazione, e i chimici possono riprodurre in laboratorio le stesse sequenze o sequenze modificate. Questa guida spiega come sono strutturati i peptidi, in cosa differiscono dalle proteine, come i peptidi di ricerca sintetici vengono prodotti e analizzati e in quali aree di ricerca vengono impiegati.
Cosa sono i peptidi? Una breve definizione
Cos'è un peptide? È una molecola composta da amminoacidi disposti in un ordine preciso, chiamato sequenza. La sequenza determina la forma del peptide, e la forma determina a quali recettori o altre molecole il peptide può legarsi. Due peptidi con gli stessi amminoacidi in un ordine diverso sono due composti diversi.
Gli scienziati classificano i peptidi in base alla loro lunghezza. I nomi derivano dai numerali greci:
Dipeptide: 2 amminoacidi
Tripeptide: 3 amminoacidi, ad esempio il glutatione
Tetrapeptide: 4 amminoacidi, ad esempio Epitalon (Ala-Glu-Asp-Gly)
Pentadecapeptide: 15 amminoacidi, ad esempio BPC-157
Oligopeptide e polipeptide: termini generici per catene corte e più lunghe
Come sono strutturati i peptidi: amminoacidi e legame peptidico
Gli amminoacidi sono i mattoni di tutti i peptidi. Ogni amminoacido possiede un gruppo amminico (–NH2), un gruppo carbossilico (–COOH) e una catena laterale. La catena laterale è diversa per ciascun amminoacido e lo rende idrofilo o idrofobo, carico o neutro. Gli organismi viventi utilizzano 20 amminoacidi standard; i laboratori possono impiegare anche amminoacidi modificati che non esistono in natura.
Un legame peptidico si forma quando il gruppo carbossilico di un amminoacido reagisce con il gruppo amminico dell'amminoacido successivo. In questa reazione si libera una molecola d'acqua. I chimici la chiamano reazione di condensazione, e il legame che si forma è un legame ammidico. La catena ha quindi due estremità diverse: l'N-terminale con un gruppo amminico libero e il C-terminale con un gruppo carbossilico libero. Le sequenze si scrivono sempre dall'N-terminale al C-terminale.
Poiché le catene laterali sono diverse, peptidi della stessa lunghezza possono comportarsi in modo molto differente. Alcuni si sciolgono facilmente in acqua, altri richiedono un solvente diverso. Alcuni restano stabili per anni come polvere secca, altri sono sensibili all'ossidazione. Queste proprietà diventano importanti in seguito, quando i peptidi vengono conservati e manipolati in laboratorio.
Peptidi e proteine: dove passa il confine
Peptidi e proteine sono costruiti allo stesso modo: entrambi sono catene di amminoacidi unite da legami peptidici. La differenza riguarda soprattutto le dimensioni e la struttura. Una regola empirica diffusa fissa il confine a circa 50 amminoacidi: le catene più corte sono peptidi, quelle più lunghe proteine. La regola non è rigida: l'insulina conta 51 amminoacidi e viene spesso definita un ormone peptidico.
La differenza più importante è la forma tridimensionale. Una proteina si ripiega in una struttura stabile con più livelli di organizzazione, e spesso più catene operano insieme. La maggior parte dei peptidi è più flessibile: molti non assumono una forma definita finché non si legano al loro bersaglio. Questo è uno dei motivi per cui i ricercatori possono sintetizzare e modificare i peptidi molto più facilmente delle proteine intere.
Peptidi naturali e sintetici nella ricerca
I peptidi naturali sono prodotti dagli organismi viventi. Ne sono esempi ormoni come l'ossitocina e il glucagone, gli ormoni incretinici intestinali GLP-1 e GIP e i peptidi antimicrobici del sistema immunitario. Anche molti frammenti di proteine più grandi sono attivi come peptidi.
I peptidi sintetici sono prodotti mediante sintesi chimica e si dividono in tre gruppi. Alcuni riproducono esattamente una sequenza naturale. Altri sono frammenti di una proteina più grande, come il TB-500, basato su un segmento della proteina timosina beta-4. Altri ancora sono analoghi, in cui la sequenza è modificata intenzionalmente, ad esempio con una catena laterale di acido grasso che rende la molecola più stabile. Semaglutide è un analogo di questo tipo del GLP-1 umano. Il peptide di ricerca BPC-157 è una sequenza sintetica di 15 amminoacidi derivata da una proteina del succo gastrico.
I peptidi sono anche una classe consolidata di medicinali. Secondo una rassegna di Muttenthaler e colleghi pubblicata su Nature Reviews Drug Discovery (2021), dall'introduzione dell'insulina sono arrivati sul mercato oltre 80 farmaci peptidici. I peptidi di ricerca venduti per il lavoro di laboratorio sono una categoria diversa: sono sostanze chimiche di ricerca, non medicinali approvati, anche quando la sequenza è identica.
Come si producono i peptidi di ricerca: sintesi e liofilizzazione
Quasi tutti i peptidi di ricerca vengono prodotti mediante sintesi peptidica in fase solida (SPPS). Robert Bruce Merrifield descrisse il metodo nel 1963 e per questo ricevette il premio Nobel per la chimica nel 1984. Il principio è semplice. Il primo amminoacido viene ancorato a una piccola sfera di resina, poi il chimico aggiunge gli amminoacidi uno dopo l'altro. I gruppi protettivi bloccano le parti reattive di ciascun amminoacido, in modo che si formi solo il legame desiderato. Dopo ogni passaggio, un lavaggio elimina i reagenti in eccesso.
Una volta completata la sequenza, il peptide viene staccato dalla resina e i gruppi protettivi vengono rimossi. Il prodotto grezzo contiene ancora sequenze più corte e sottoprodotti. L'HPLC preparativa (cromatografia liquida ad alte prestazioni) separa il peptide target da queste impurità.
Il peptide purificato viene poi liofilizzato. Liofilizzare significa essiccare a freddo: la soluzione viene congelata e l'acqua viene rimossa sotto vuoto. Il risultato è una polvere bianca e secca. In assenza di acqua, la maggior parte delle reazioni di degradazione dei peptidi si arresta o rallenta fortemente. Per questo motivo i peptidi di ricerca vengono forniti come polvere liofilizzata in flaconcini di vetro sigillati. La nostra guida su cicli di congelamento-scongelamento e stabilità dei peptidi spiega perché la polvere è robusta e la soluzione no.
Come si documenta la qualità dei peptidi di ricerca
L'etichetta indica quale peptide dovrebbe trovarsi in un flaconcino. Solo un'analisi mostra che cosa contiene davvero. Il documento standard a questo scopo è il certificato di analisi (COA). Per i peptidi di ricerca riporta di norma due test:
Spettrometria di massa (MS): misura la massa della molecola e la confronta con la massa calcolata dalla sequenza. Questo test conferma l'identità.
HPLC: separa i componenti del campione e indica in percentuale la quota del peptide target. Questo test indica la purezza.
Numero di lotto: collega il certificato a un lotto di produzione specifico e al numero stampato sul flaconcino.
Servono entrambi i test, perché ciascuno risponde a una domanda diversa. La nostra guida spettrometria di massa e HPLC a confronto spiega come leggere i due risultati in un minuto. I prodotti con certificato di analisi disponibile sono raccolti nella categoria peptidi testati in laboratorio.
Aree di ricerca: per che cosa vengono studiati i peptidi
I peptidi di ricerca sono strumenti per rispondere a domande di laboratorio. Ogni composto è associato a un recettore o a una via biologica, e i ricercatori li raggruppano in base all'area in cui vengono studiati. L'assortimento di peptidebio segue queste aree:
Modelli di riparazione tissutale: BPC-157 e TB-500, studiati in modelli di tessuto tendineo, legamentoso, muscolare e intestinale. Consulti la collezione peptidi di ricerca per riparazione e recupero.
Ricerca sulle incretine e sul metabolismo: Semaglutide (recettore GLP-1), Tirzepatide (recettori GLP-1 e GIP) e Retatrutide (recettori GLP-1, GIP e del glucagone). Consulti la collezione peptidi GLP-1 e metabolici.
Asse dell'ormone della crescita: Ipamorelin, agonista selettivo del recettore della grelina.
Ricerca sull'invecchiamento e sui ritmi circadiani: Epitalon, tetrapeptide studiato in modelli della telomerasi e dei ritmi circadiani.
Queste descrizioni indicano aree di ricerca e non costituiscono affermazioni su un effetto nell'uomo. Per la maggior parte dei peptidi di ricerca, i dati pubblicati provengono da colture cellulari e modelli animali. L'assortimento completo è elencato nella pagina tutti i peptidi di ricerca.
Stato normativo: perché i peptidi di ricerca sono destinati solo al laboratorio
I peptidi di ricerca sono venduti come sostanze chimiche di ricerca. Non sono medicinali, integratori alimentari, alimenti o cosmetici. Un medicinale necessita di un'autorizzazione all'immissione in commercio, rilasciata ad esempio dall'Agenzia europea per i medicinali o da un'autorità nazionale. Questa autorizzazione presuppone studi clinici, una produzione controllata e informazioni sul prodotto approvate. I peptidi di ricerca non dispongono di tale autorizzazione.
Diversi peptidi di ricerca figurano inoltre negli elenchi dell'Agenzia mondiale antidoping. La Lista delle sostanze proibite della WADA cita il BPC-157 nella classe S0 (sostanze non approvate), che comprende le sostanze prive di approvazione per uso terapeutico nell'uomo. Le norme su importazione e possesso variano da Paese a Paese. Chi ordina da fuori dell'UE dovrebbe verificare le norme del proprio Paese prima di effettuare l'ordine.
Per questi motivi peptidebio fornisce tutti i composti esclusivamente per la ricerca in laboratorio. Non forniamo indicazioni di dosaggio né consulenza medica. Per domande su un prodotto specifico si rivolga al nostro servizio clienti: il link alla pagina dei contatti si trova nel piè di pagina.
Cosa sono i peptidi: domande frequenti
Peptidi e amminoacidi sono la stessa cosa?
No. Un amminoacido è un singolo mattone. Un peptide è una catena di almeno due amminoacidi uniti da legami peptidici.
I peptidi di collagene sono la stessa cosa dei peptidi di ricerca?
No. I peptidi di collagene sono un prodotto alimentare: una miscela di molti frammenti diversi ottenuti dalla digestione del collagene. Un peptide di ricerca è una singola sequenza definita, con identità e purezza documentate.
Perché i peptidi di ricerca vengono forniti in polvere e non in soluzione?
L'acqua avvia la maggior parte delle reazioni di degradazione. Come polvere liofilizzata in un flaconcino sigillato, un peptide resta stabile molto più a lungo che in soluzione. Il solvente viene aggiunto in laboratorio. La nostra guida sull'acqua batteriostatica per flaconcino spiega come scegliere il volume.
Per quanto tempo si può conservare un flaconcino di peptide sigillato?
Per la conservazione a lungo termine tenga i flaconcini sigillati a -20 °C, all'asciutto e al buio. Per qualche settimana sono sufficienti da 2 a 8 °C. Il certificato di analisi e la pagina prodotto indicano le condizioni per ciascun composto.
Fonti di questa guida sui peptidi
Muttenthaler M, King GF, Adams DJ, Alewood PF (2021). Trends in peptide drug discovery. Nature Reviews Drug Discovery 20(4):309–325. PubMed 33536635
Lau JL, Dunn MK (2018). Therapeutic peptides: Historical perspectives, current development trends, and future directions. Bioorganic & Medicinal Chemistry 26(10):2700–2707. PubMed 28720325
Merrifield RB (1963). Solid phase peptide synthesis. I. The synthesis of a tetrapeptide. Journal of the American Chemical Society 85(14):2149–2154. doi:10.1021/ja00897a025
World Anti-Doping Agency. The Prohibited List. wada-ama.org
Esclusivamente per uso di ricerca in laboratorio. Non destinato all'uso umano o veterinario. Non è un medicinale, un integratore, un alimento o un cosmetico. Questa guida non fornisce indicazioni di dosaggio né consulenza medica.