Co jsou peptidy? Peptidy jsou krátké řetězce aminokyselin, které jsou navzájem spojeny chemickou vazbou nazývanou peptidová vazba. Většina peptidů obsahuje 2 až zhruba 50 aminokyselin. Tělo jich vytváří tisíce, například jako hormony a signální molekuly, a chemici dokážou v laboratoři vyrobit stejné nebo pozměněné sekvence. Tento průvodce vysvětluje, jak jsou peptidy stavěny, čím se liší od bílkovin, jak se syntetické výzkumné peptidy vyrábějí a testují a v jakých oblastech výzkumu se používají.
Co jsou peptidy? Stručná definice
Peptid je molekula složená z aminokyselin v pevně daném pořadí. Toto pořadí se nazývá sekvence. Sekvence určuje tvar peptidu a tvar určuje, na které receptory nebo jiné molekuly se peptid může vázat. Dva peptidy se stejnými aminokyselinami v jiném pořadí jsou dvě různé sloučeniny.
Vědci pojmenovávají peptidy podle jejich délky. Názvy vycházejí z řeckých číslovek:
Dipeptid: 2 aminokyseliny
Tripeptid: 3 aminokyseliny, například glutathion
Tetrapeptid: 4 aminokyseliny, například Epitalon (Ala-Glu-Asp-Gly)
Pentadekapeptid: 15 aminokyselin, například BPC-157
Oligopeptid a polypeptid: obecné označení kratších a delších řetězců
Jak jsou peptidy stavěny: aminokyseliny a peptidová vazba
Aminokyseliny jsou stavebními kameny všech peptidů. Každá aminokyselina má aminoskupinu (–NH2), karboxylovou skupinu (–COOH) a postranní řetězec. Postranní řetězec je u každé aminokyseliny jiný. Určuje, zda je aminokyselina hydrofilní, nebo hydrofobní, nabitá, nebo neutrální. Živé organismy využívají 20 standardních aminokyselin. Laboratoře mohou použít i pozměněné aminokyseliny, které se v přírodě nevyskytují.
Peptidová vazba vzniká, když karboxylová skupina jedné aminokyseliny reaguje s aminoskupinou následující aminokyseliny. Při této reakci se uvolní jedna molekula vody. Chemici ji nazývají kondenzační reakcí a vzniklá vazba je amidová. Řetězec má proto dva různé konce: N-konec s volnou aminoskupinou a C-konec s volnou karboxylovou skupinou. Sekvence se vždy zapisují od N-konce k C-konci.
Protože se postranní řetězce liší, mohou se peptidy stejné délky chovat velmi odlišně. Některé se snadno rozpouštějí ve vodě, jiné potřebují jiné rozpouštědlo. Některé jsou jako suchý prášek stabilní celé roky, jiné jsou citlivé na oxidaci. Tyto vlastnosti hrají roli později, když se peptidy v laboratoři skladují a zpracovávají.
Peptidy a bílkoviny: kde leží hranice
Peptidy a bílkoviny jsou stavěny stejným způsobem. Obojí jsou řetězce aminokyselin spojených peptidovými vazbami. Rozdíl spočívá hlavně ve velikosti a struktuře. Běžné orientační pravidlo klade hranici zhruba na 50 aminokyselin: kratší řetězce jsou peptidy, delší bílkoviny (proteiny). Pravidlo není striktní. Inzulin má 51 aminokyselin a často se označuje jako peptidový hormon.
Důležitějším rozdílem je trojrozměrný tvar. Bílkovina se skládá do stabilní struktury s několika úrovněmi uspořádání a často spolupracuje více řetězců. Většina peptidů je pružnější. Mnohé nemají pevný tvar, dokud se nenavážou na svůj cíl. To je jeden z důvodů, proč vědci dokážou peptidy syntetizovat a upravovat mnohem snáze než celé bílkoviny.
Přirozené a syntetické peptidy ve výzkumu
Přirozené peptidy vytvářejí živé organismy. Příkladem jsou hormony jako oxytocin a glukagon, inkretinové hormony GLP-1 a GIP ze střeva a antimikrobiální peptidy imunitního systému. Jako peptidy jsou aktivní i mnohé fragmenty větších bílkovin.
Syntetické peptidy se vyrábějí chemickou syntézou a dělí se do tří skupin. Některé přesně kopírují přirozenou sekvenci. Jiné jsou fragmenty větší bílkoviny, například TB-500, který vychází z úseku bílkoviny thymosin beta-4. Další jsou analogy: sekvence je záměrně pozměněna, například postranním řetězcem mastné kyseliny, který molekulu stabilizuje. Takovým analogem lidského GLP-1 je Semaglutide. Výzkumný peptid BPC-157 je syntetická sekvence 15 aminokyselin odvozená od bílkoviny žaludeční šťávy.
Peptidy jsou také zavedenou skupinou léčiv. Podle přehledu Muttenthalera a kolegů v časopise Nature Reviews Drug Discovery (2021) se od zavedení inzulinu dostalo na trh více než 80 peptidových léčiv. Výzkumné peptidy prodávané pro laboratorní práci jsou jiná kategorie. Jsou to výzkumné chemikálie, nikoli schválená léčiva, i když je sekvence stejná.
Jak se výzkumné peptidy vyrábějí: syntéza a lyofilizace
Téměř všechny výzkumné peptidy se vyrábějí syntézou peptidů na pevné fázi (SPPS). Metodu popsal Robert Bruce Merrifield v roce 1963 a v roce 1984 za ni získal Nobelovu cenu za chemii. Princip je jednoduchý. První aminokyselina se naváže na malou kuličku pryskyřice. Chemik pak přidává jednu aminokyselinu za druhou. Chránicí skupiny blokují reaktivní části každé aminokyseliny, aby vznikla jen požadovaná vazba. Po každém kroku se přebytečná činidla odstraní promytím.
Když je celá sekvence hotová, peptid se od pryskyřice odštěpí a chránicí skupiny se odstraní. Surový produkt ještě obsahuje kratší sekvence a vedlejší produkty. Preparativní HPLC (vysokoúčinná kapalinová chromatografie) oddělí cílový peptid od těchto nečistot.
Přečištěný peptid se poté lyofilizuje. Lyofilizace znamená sušení mrazem: roztok se zmrazí a voda se odstraní ve vakuu. Výsledkem je bílý suchý prášek. Bez vody se většina rozkladných reakcí peptidů zastaví nebo výrazně zpomalí. Proto se výzkumné peptidy dodávají jako lyofilizovaný prášek v uzavřených skleněných lahvičkách. Náš průvodce cykly zmrazení a rozmrazení a stabilita peptidů vysvětluje, proč je prášek odolný a roztok ne.
Jak se dokládá kvalita výzkumných peptidů
Etiketa uvádí, který peptid by měl být v lahvičce. Co v lahvičce skutečně je, ukáže jen analýza. Standardním dokumentem je certifikát analýzy, zkráceně COA. U výzkumných peptidů obvykle uvádí dva testy:
Hmotnostní spektrometrie (MS): měří hmotnost molekuly a porovnává ji s hmotností vypočtenou ze sekvence. Tento test potvrzuje identitu.
HPLC: rozdělí složky vzorku a uvádí podíl cílového peptidu v procentech. Tento test udává čistotu.
Číslo šarže: spojuje certifikát s jednou konkrétní výrobní šarží a s číslem vytištěným na lahvičce.
Potřebné jsou oba testy, protože každý odpovídá na jinou otázku. Náš průvodce hmotnostní spektrometrie vs. HPLC vysvětluje, jak oba výsledky přečíst za minutu. Produkty s dostupným certifikátem analýzy najdete v kategorii laboratorně testované peptidy.
Oblasti výzkumu: k čemu se peptidy zkoumají
Výzkumné peptidy jsou nástroje pro laboratorní otázky. Každá sloučenina je spojena s receptorem nebo biologickou dráhou a vědci je řadí podle oblasti, v níž se zkoumají. Nabídka peptidebio sleduje tyto oblasti:
Modely regenerace tkání: BPC-157 a TB-500, zkoumané v modelech šlach, vazů, svalů a střevní tkáně. Viz výzkumné peptidy pro regeneraci tkání.
Inkretinový a metabolický výzkum: Semaglutide (receptor GLP-1), Tirzepatide (receptory GLP-1 a GIP) a Retatrutide (receptory GLP-1, GIP a glukagonu). Viz GLP-1 a metabolické peptidy.
Osa růstového hormonu: Ipamorelin, selektivní agonista receptoru ghrelinu.
Výzkum stárnutí a cirkadiánních rytmů: Epitalon, tetrapeptid zkoumaný v modelech telomerázy a cirkadiánních rytmů.
Tyto popisy uvádějí oblasti výzkumu. Nejsou to tvrzení o účinku u lidí. U většiny výzkumných peptidů pocházejí publikovaná data z buněčných kultur a zvířecích modelů. Kompletní nabídku najdete v kategorii všechny výzkumné peptidy.
Regulační status: proč jsou výzkumné peptidy jen pro laboratorní použití
Výzkumné peptidy se prodávají jako výzkumné chemikálie. Nejsou to léčiva, doplňky stravy, potraviny ani kosmetika. Léčivo potřebuje registraci, například od Evropské agentury pro léčivé přípravky nebo od národního úřadu. Registrace vyžaduje klinické studie, kontrolovanou výrobu a schválené informace o přípravku. Výzkumné peptidy takovou registraci nemají.
Několik výzkumných peptidů je navíc uvedeno na seznamech Světové antidopingové agentury. Seznam zakázaných látek WADA uvádí BPC-157 ve třídě S0 (neschválené látky), která zahrnuje látky bez schválení pro terapeutické použití u lidí. Pravidla dovozu a držení se v jednotlivých zemích liší. Kupující mimo EU by si měli před objednávkou ověřit předpisy své země.
Z těchto důvodů dodává peptidebio všechny sloučeniny výhradně pro laboratorní výzkum. Neposkytujeme žádné rady k dávkování ani lékařské rady. Dotazy ke konkrétnímu produktu směřujte na náš zákaznický servis; odkaz na kontaktní stránku najdete v zápatí.
Časté otázky o peptidech
Jsou peptidy totéž co aminokyseliny?
Ne. Aminokyselina je jediný stavební kámen. Peptid je řetězec nejméně dvou aminokyselin spojených peptidovými vazbami.
Jsou kolagenové peptidy totéž co výzkumné peptidy?
Ne. Kolagenové peptidy jsou potravinářský výrobek. Jde o směs mnoha různých fragmentů z natráveného kolagenu. Výzkumný peptid je jedna definovaná sekvence s doloženou identitou a čistotou.
Proč se výzkumné peptidy dodávají jako prášek, a ne jako roztok?
Voda spouští většinu rozkladných reakcí. Jako lyofilizovaný prášek v uzavřené lahvičce zůstává peptid stabilní mnohem déle než v roztoku. Rozpouštědlo se přidává až v laboratoři. Náš průvodce o množství bakteriostatické vody na lahvičku vysvětluje, jak se objem volí.
Jak dlouho lze uzavřenou lahvičku s peptidem skladovat?
Pro dlouhodobé skladování uchovávejte uzavřené lahvičky při -20 °C, v suchu a ve tmě. Na několik týdnů stačí 2–8 °C. Certifikát analýzy a stránka produktu uvádějí podmínky pro každou sloučeninu.
Zdroje k tomuto průvodci o peptidech
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
Světová antidopingová agentura (WADA). The Prohibited List. wada-ama.org
Pouze pro laboratorní výzkumné účely. Není určeno k lidskému ani veterinárnímu použití. Nejde o léčivo, doplněk stravy, potravinu ani kosmetiku. Tento průvodce není radou k dávkování ani lékařskou radou.