Síntesis de Péptidos
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Qué es la Síntesis de Péptidos?
Caracterizada por la formación de un enlace peptídico entre dos aminoácidos, la síntesis de péptidos es, esencialmente, la producción de péptidos. Aunque la síntesis de péptidos fue algo obstaculizada por prácticas de producción relativamente ineficientes en sus inicios, los avances en química y tecnología han llevado a métodos de síntesis vastamente mejorados. Con el fuerte crecimiento del campo de la ciencia de los péptidos, es evidente que los péptidos sintéticos continuarán desempeñando roles vitales en áreas de progreso científico y médico en la era moderna.
Cómo se Sintetizan los Péptidos
Los péptidos se sintetizan uniendo dos aminoácidos. Esto se logra más frecuentemente uniendo el C-terminal, o grupo carboxilo, de un aminoácido al N-terminal, o grupo amino, de otro. A diferencia de la biosíntesis de proteínas, que involucra la unión de N-terminal a C-terminal, la síntesis de péptidos ocurre en esta dirección de C a N.
Aunque existen veinte aminoácidos que ocurren comúnmente en el mundo natural (como la arginina, la lisina y la glutamina), muchos otros aminoácidos también han sido sintetizados. Esto permite abundantes posibilidades en la creación de nuevos péptidos. Sin embargo, los aminoácidos poseen numerosos grupos reactivos que pueden interactuar negativamente durante el proceso de síntesis, llevando a truncamiento o ramificación no deseada de la cadena peptídica o causando pureza o rendimiento subóptimos. Como resultado, la síntesis de péptidos es un proceso complejo que debe ser llevado a cabo por expertos.
Grupos Protectores
Para asegurar el resultado deseado del proceso de síntesis y evitar reacciones extrínsecas e indeseadas, ciertos grupos reactivos de aminoácidos deben ser desactivados, o protegidos, de reaccionar. Así, los científicos han desarrollado grupos químicos especiales diseñados para hacer exactamente eso.
Grupos Protectores N-terminales
Estos grupos protegen los N-terminales de los aminoácidos. Denominados grupos protectores temporales, se eliminan con relativa facilidad para facilitar la formación de enlaces peptídicos. Tert-butoxicarbonilo (Boc) y 9-fluorenilmetoxicarbonilo (Fmoc) son dos grupos protectores N-terminales frecuentemente utilizados.
Grupos Protectores C-terminales
Estos grupos protegen el C-terminal de los aminoácidos. El uso de grupos protectores C-terminales está justificado en la síntesis de péptidos en fase líquida, pero no en la síntesis de péptidos en fase sólida.
Grupos Protectores de Cadena Lateral
Dado que las cadenas laterales de los aminoácidos son bastante propensas a la reactividad durante la síntesis de péptidos, se necesitan diversos grupos protectores de cadena lateral únicos para proteger contra reacciones no deseadas. Conocidos como grupos protectores permanentes, sólo se eliminan con ácidos fuertes después de que concluye la síntesis.
Procesos de Síntesis de Péptidos (SPPS)
El enfoque original de la síntesis de péptidos fue a través de un proceso conocido como síntesis en fase de solución (SPS). Aunque la SPS tiene cierto mérito hoy en día, especialmente en la producción de péptidos a gran escala, ha sido en gran medida reemplazada por la síntesis de péptidos en fase sólida, o SPPS. Esto se debe a que la SPPS ofrece varias ventajas, incluyendo alto rendimiento, pureza y velocidad de producción.
La SPPS involucra cinco pasos cíclicos:
- Unión de un aminoácido al polímero
- Protección (para prevenir reacciones no deseadas)
- Acoplamiento
- Desprotección (para permitir que el ácido unido reaccione con el siguiente aminoácido)
- Eliminación del polímero (resultando en un péptido libre)
Purificación y Valor
Aunque los procesos de síntesis de péptidos como la SPPS ofrecen excelentes estándares de pureza y rendimiento, las impurezas aún pueden ocurrir. Esta probabilidad aumenta con la longitud de la secuencia peptídica. Por lo tanto, se utilizan técnicas de purificación como la cromatografía de fase reversa (RPC) y la cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) para separar las impurezas del péptido deseado.
Los péptidos han demostrado ser elementos críticos de la investigación biomédica, y la síntesis de péptidos continúa impulsando el progreso científico en todo el mundo. La eficacia, especificidad y baja toxicidad de los péptidos nos aseguran que los péptidos continuarán siendo investigados y desarrollados con fines farmacéuticos y diagnósticos.