Was sind Peptide?

Die kurze Antwort

Ein Peptid ist eine Kette aus Aminosäuren, die durch Peptidbindungen verknüpft sind. Eine Peptidbindung entsteht, wenn die Säuregruppe der einen Aminosäure mit der Aminogruppe der nächsten reagiert und dabei ein Wassermolekül abgespalten wird. Was übrig bleibt, ist eine gerichtete Kette mit einem N-Terminus am Anfang und einem C-Terminus am Ende, und diese Richtung ist der Grund, warum Sequenzen immer in derselben Leserichtung notiert werden.

Zwanzig Aminosäuren stehen dabei zur Verfügung. Aus dieser kleinen Auswahl ergibt sich die enorme Zahl möglicher Ketten, und die Reihenfolge allein bestimmt, welche Form die Kette annimmt und woran sie im Körper bindet. Zwei Peptide aus genau denselben Bausteinen in anderer Reihenfolge sind zwei verschiedene Substanzen.

Wo endet ein Peptid und wo beginnt ein Protein?

Es gibt keine naturgesetzliche Grenze, nur eine Konvention: bis etwa fünfzig Aminosäuren spricht man von einem Peptid, darüber von einem Protein. Der Unterschied ist praktisch dennoch erheblich. Kurze Ketten lassen sich chemisch im Reagenzglas aufbauen, längere in der Regel nicht mehr wirtschaftlich, weshalb Proteine biotechnologisch in Zellkulturen hergestellt werden. Genau an dieser Grenze verläuft auch die Kostenkurve: jede zusätzliche Aminosäure verteuert die Synthese und senkt die Ausbeute.

Das erklärt einen sonst rätselhaften Preisunterschied. Ein Fragment aus sieben Resten kostet in der Herstellung ein Vielfaches weniger als das vollständige Protein aus dreiundvierzig, aus dem es stammt. Wo beide unter demselben Handelsnamen angeboten werden, wie es bei TB-500 und Thymosin beta-4 der Fall ist, sagt der Preis mehr über das gelieferte Molekül aus als die Produktbezeichnung.

Warum Peptide nicht geschluckt werden

Der Verdauungstrakt ist genau dafür gebaut, Peptidbindungen zu spalten. Pepsin im Magen und Trypsin sowie Chymotrypsin im Dünndarm zerlegen Ketten in einzelne Aminosäuren, damit der Körper sie aufnehmen kann. Ein geschlucktes Peptid trifft also auf einen Apparat, dessen Aufgabe seine Zerstörung ist, und erreicht den Blutkreislauf in aller Regel nicht als intaktes Molekül.

Deshalb werden Peptide in der Forschung fast ausnahmslos injiziert, und deshalb sind Kapseln oder Tropfen mit bekannten Peptidnamen ein Warnsignal. Es gibt Ausnahmen, die den Fall aber eher bestätigen: BPC-157 stammt aus einem Magenprotein und ist in Magensäure ungewöhnlich stabil, weshalb es überhaupt in oralen Modellen untersucht wurde. Eine solche Eigenschaft ist selten und muss belegt sein, nicht behauptet.

Wie sie hergestellt werden

Das Standardverfahren ist die Festphasensynthese, für die Robert Bruce Merrifield 1984 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Die Kette wächst dabei an einem Kunstharzkügelchen, Aminosäure für Aminosäure, jede in einem eigenen Zyklus aus Kupplung und Abspaltung der Schutzgruppe. Am Ende wird die fertige Kette vom Harz gelöst und gereinigt.

Jeder Zyklus verläuft mit hoher, aber nicht vollständiger Ausbeute. Bei fünfzehn Zyklen summieren sich die fehlenden Prozente, und es entstehen verkürzte Ketten, denen genau eine Aminosäure fehlt. Diese Nebenprodukte sind der eigentliche Grund, warum Reinheit bei Peptiden überhaupt gemessen wird: sie sind der Zielsubstanz so ähnlich, dass man sie mit bloßem Auge nicht unterscheiden kann.

Ausgeliefert wird anschließend nicht die Lösung, sondern das gefriergetrocknete Pulver. Trocken ist die Kette über Monate stabil, in Wasser gelöst nur noch Tage bis Wochen im Kühlschrank. Aus diesem Grund liegt im Fläschchen ein weißer Kuchen und keine Flüssigkeit, und aus diesem Grund gehört bakteriostatisches Wasser zur Ausstattung dazu.

Was Reinheit auf dem Zertifikat bedeutet

Auf Analysenzertifikaten stehen zwei Zahlen, die häufig verwechselt werden. Die HPLC-Reinheit gibt an, welcher Anteil des enthaltenen Peptids die gesuchte Sequenz ist und welcher aus den verkürzten Ketten der Synthese besteht. Der Peptidgehalt gibt an, welcher Anteil des Pulvers überhaupt Peptid ist, denn der Rest ist Restwasser und Salz aus der Aufreinigung, üblicherweise zwischen zehn und zwanzig Prozent.

Ein Pulver kann also gleichzeitig neunundneunzig Prozent rein sein und nur achtzig Prozent Peptid enthalten, ohne dass jemand gelogen hätte. Wer zwei Angebote je Milligramm vergleicht, sollte deshalb prüfen, welche der beiden Zahlen genannt wird. Die zweite Prüfung ist die Massenspektrometrie: sie bestätigt die Molekülmasse und damit, dass überhaupt die richtige Sequenz im Fläschchen liegt. Reinheit ohne Massenbestätigung sagt nur, dass etwas einheitlich ist, nicht was es ist.

Beide Werte gelten immer nur für eine Charge. Ein Zertifikat ohne Chargennummer lässt sich keinem Fläschchen zuordnen und ist damit kein Nachweis, sondern eine Illustration. Die aktuellen Dokumente stehen unter Laborberichte.