Cómo se fabrican los péptidos (SPPS)

Por qué un soporte sólido resuelve el problema

Un péptido es una cadena de aminoácidos en un orden preciso. Construir esa cadena a mano en una solución es complicado, porque después de cada acoplamiento hay que separar el producto intermedio de los restos de reactivo. Eso cuesta tiempo y pérdida en cada paso. El avance de la SPPS fue una idea sencilla: fijar el péptido en crecimiento a una bola insoluble, una resina. Entonces se pueden enjuagar sin más los reactivos sobrantes, mientras el péptido permanece en su sitio.

Robert Bruce Merrifield ideó este enfoque, por el que recibió en 1984 el Premio Nobel de Química. Desde entonces, la SPPS es el método estándar para fabricar péptidos en los laboratorios. Hizo el proceso lo bastante fiable como para automatizarlo con máquinas.

El ciclo repetido paso a paso

La SPPS es un bucle que se repite tantas veces como aminoácidos haya. Cada aminoácido entra en el proceso con una tapa protectora temporal en su extremo acoplable, para no reaccionar en el momento equivocado. El ciclo tiene dos pasos centrales que se alternan.

Primero la desprotección, en la que se retira la tapa protectora del aminoácido situado en lo alto de la cadena, de modo que surge un extremo libre. Luego el acoplamiento, en el que el siguiente aminoácido, activado con una sustancia auxiliar, se fija a ese extremo libre. Después se enjuaga todo y el ciclo empieza de nuevo para el siguiente aminoácido.

Protección y activación

El secreto de una síntesis limpia reside en la protección. Los aminoácidos tienen varios sitios que pueden reaccionar, y solo se quiere acoplar en un sitio a la vez. Por eso cada aminoácido lleva grupos protectores en los sitios que deben quedar intactos. La estrategia más usada se llama Fmoc, por el nombre del grupo protector que se retira después de cada paso.

La activación es la otra mitad. Un aminoácido no se acopla por sí solo con suficiente rapidez, así que su lado acoplable se estimula químicamente con un reactivo de activación. Eso acelera la reacción y hace que el acoplamiento tenga éxito en alto grado. Cuanto mayor sea la tasa de éxito por paso, más puro será el producto final.

Desprender y purificar

Una vez construida la secuencia completa, el péptido debe salir de la resina y hay que quitar todos los grupos protectores permanentes. Eso ocurre en un paso de escisión, a menudo con un ácido fuerte. Lo que queda es el péptido en bruto, una mezcla del producto deseado y pequeñas cantidades de subproductos formados durante los muchos pasos.

Después sigue la purificación, normalmente con HPLC. Esta separa el péptido deseado de los subproductos. Tras la purificación, el péptido se comprueba, entre otras cosas con espectrometría de masas para confirmar el peso molecular y con HPLC para medir la pureza. Esos resultados figuran en el certificado de análisis.

Límites y cadenas más largas

La SPPS funciona de forma excelente para cadenas cortas a medianas. En cada acoplamiento se pierde una cantidad muy pequeña, y esas pérdidas se acumulan. Para péptidos o proteínas muy largos, el rendimiento baja por ello y la purificación se vuelve más difícil. Para esos casos existen otras vías, como acoplar entre sí fragmentos más cortos o la producción biológica con células.

Para la mayoría de los péptidos de investigación en el mercado, sin embargo, la SPPS sigue siendo el método caballo de batalla. Es previsible, fácil de automatizar y aporta un material cuya identidad se puede confirmar con pruebas estándar.