מספר טכנולוגיות מחקר וייצור של פפטידים פעילים

שיטת מיצוי

בשנות ה-50 וה-60, מדינות רבות בעולם, כולל סין, הפיקו בעיקר פפטידים מאיברים של בעלי חיים.לדוגמה, הזרקת תימוסין מוכנה על ידי שחיטת עגל שזה עתה נולד, הסרת התימוס שלו, ולאחר מכן שימוש בביוטכנולוגיה של הפרדה מתנודדת להפרדת פפטידים מהתימוס העגל.תימוסין זה נמצא בשימוש נרחב כדי לווסת ולשפר את תפקוד מערכת החיסון התאית בבני אדם.

פפטידים ביו-אקטיביים טבעיים מופצים באופן נרחב.ישנם פפטידים ביו-אקטיביים בשפע בבעלי חיים, בצמחים ובאורגניזמים ימיים בטבע, הממלאים מגוון פונקציות פיזיולוגיות ושומרים על פעילות חיים תקינה.פפטידים ביו-אקטיביים טבעיים אלו כוללים מטבוליטים משניים של אורגניזמים כגון אנטיביוטיקה והורמונים, וכן פפטידים ביו-אקטיביים הנמצאים במערכות רקמות שונות.

כיום, פפטידים ביו-אקטיביים רבים בודדו מאורגניזמים אנושיים, בעלי חיים, צמחים, חיידקים וימיים.עם זאת, פפטידים ביו-אקטיביים נמצאים בדרך כלל בכמויות נמוכות באורגניזמים, והטכניקות הנוכחיות לבידוד וטיהור של פפטידים ביו-אקטיביים מאורגניזמים טבעיים אינן מושלמות, בעלות גבוהה וביו-אקטיביות נמוכה.

השיטות הנפוצות למיצוי והפרדה של פפטידים כוללות המלחה, אולטרה סינון, סינון ג'ל, משקעים של נקודות איזואלקטריות, כרומטוגרפיה של חילופי יונים, כרומטוגרפיה זיקה, כרומטוגרפיה ספיחה, אלקטרופורזה של ג'ל ועוד. החיסרון העיקרי שלה הוא מורכבות הפעולה והעלות הגבוהה.

שיטת חומצה-בסיס

הידרוליזה של חומצה ואלקלי משמשים בעיקר במוסדות ניסויים, אך לעתים רחוקות משתמשים בהם בפרקטיקה של ייצור.בתהליך של הידרוליזה אלקלית של חלבונים, רוב חומצות האמינו כמו סרין ותריונין נהרסות, מתרחשת גזע ומספר רב של חומרים מזינים אובדים.לכן, שיטה זו משמשת לעתים רחוקות בייצור.הידרוליזה חומצית של חלבונים אינה גורמת לגזוזציה של חומצות אמינו, ההידרוליזה מהירה והתגובה מלאה.עם זאת, חסרונותיו הם טכנולוגיה מורכבת, שליטה קשה וזיהום סביבתי חמור.חלוקת המשקל המולקולרית של פפטידים אינה אחידה ואינה יציבה, וקשה לקבוע את התפקודים הפיזיולוגיים שלהם.

הידרוליזה אנזימטית

רוב הפפטידים הביו-אקטיביים נמצאים בשרשראות ארוכות של חלבונים במצב לא פעיל.כאשר הם עוברים הידרוליזה על ידי פרוטאז ספציפי, הפפטיד הפעיל שלהם משתחרר מרצף האמינו של החלבון.מיצוי אנזימטי של פפטידים ביו-אקטיביים מבעלי חיים, צמחים ואורגניזמים ימיים הייתה מוקד מחקר בעשורים האחרונים.

הידרוליזה אנזימטית של פפטידים ביו-אקטיביים היא בחירה של פרוטאזות מתאימים, תוך שימוש בחלבונים כמצעים והידרוליזה של חלבונים לקבלת מספר רב של פפטידים ביו-אקטיביים בעלי פונקציות פיזיולוגיות שונות.בתהליך הייצור, טמפרטורה, ערך PH, ריכוז האנזים, ריכוז המצע וגורמים נוספים קשורים קשר הדוק להשפעת ההידרוליזה האנזימטית של פפטידים קטנים, והמפתח הוא בחירת האנזים.בשל האנזימים השונים המשמשים להידרוליזה אנזימטית, הבחירה והניסוח של אנזימים ומקורות חלבון שונים, הפפטידים המתקבלים משתנים מאוד במסה, בחלוקת המשקל המולקולרי ובהרכב חומצות האמינו.בדרך כלל בוחרים פרוטאזות מהחי, כמו פפסין וטריפסין, ופרוטאזות צמחיות, כמו ברומלין ופפאין.עם התפתחות המדע והטכנולוגיה והחדשנות המתמשכת של טכנולוגיית האנזים הביולוגיים, יותר ויותר אנזימים יתגלו וישתמשו בהם.הידרוליזה אנזימטית הייתה בשימוש נרחב בהכנת פפטידים ביו-אקטיביים בשל הטכנולוגיה הבוגרת וההשקעה הנמוכה שלה.