Τα πεπτίδια είναι οργανικά μόρια στα οποία πολλαπλά αμινοξέα συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς. Κάθε αμινοξύ έχει διαφορετική πλευρική αλυσίδα. Όλα τα αμινοξέα αποτελούνται από μια αμινομάδα, η οποία είναι NH2, και μια καρβοξυλική ομάδα, η οποία είναι COOH. Όταν αυτές οι ομάδες αντιδρούν, δημιουργούν έναν πεπτιδικό δεσμό. Όταν εκτελείται χημικά έξω από το κύτταρο, το πεπτίδιο είναι γνωστό ως συνθετικό πεπτίδιο.
Ένα διπεπτίδιο περιέχει δύο αμινοξέα και έχει έναν πεπτιδικό δεσμό, ενώ ένα τριπεπτίδιο έχει τρία αμινοξέα και δύο πεπτιδικούς δεσμούς. Η σύμβαση είναι ότι οι αλυσίδες αμινοξέων έως και 50 αμινοξέων είναι γνωστές ως πεπτίδια, ενώ αυτές που είναι μεγαλύτερες είναι γνωστές ως πρωτεΐνες. Η κύρια διαφορά στην κατασκευή ενός συνθετικού πεπτιδίου είναι ότι τα αμινοξέα προστίθενται από τις καρβοξυλικές ομάδες προς τα εμπρός. Στα κύτταρα, τα ριβοσώματα αρχίζουν να συνθέτουν πεπτίδια με την αμινομάδα.
Η πιο κοινή μέθοδος παρασκευής συνθετικών πεπτιδίων είναι η χρήση πεπτιδικής σύνθεσης στερεάς φάσης. Αυτό επιτρέπει τον σχηματισμό ενός συνθετικού πεπτιδίου που δεν θα υπήρχε στη φύση, όπως αυτά που περιέχουν αφύσικα αμινοξέα. Με αυτή τη μέθοδο, οι πεπτιδικές αλυσίδες ακινητοποιούνται σε πορώδη σφαιρίδια. Τα αμινοξέα υποβάλλονται σε επεξεργασία με τις προστατευτικές ομάδες Fmoc ή Boc για την προστασία τους από ανεπιθύμητες αντιδράσεις.
Τα πεπτίδια υφίστανται επαναλαμβανόμενους κύκλους σύζευξης και αποπροστασίας. Όταν δεν είναι προστατευμένο, το πεπτίδιο που είναι συνδεδεμένο στη στερεά φάση έχει μια ελεύθερη αμινοτελική ομάδα που είναι συζευγμένη με μια προστατευμένη από άζωτο μονάδα αμινοξέος. Στη συνέχεια, αυτή η μονάδα αποπροστατεύεται και μπορεί περαιτέρω να αντιδράσει για να προσκολλήσει ένα άλλο αμινοξύ. Μόλις ολοκληρωθεί το πεπτίδιο, αποκόπτεται από τη ρητίνη και καθαρίζεται με HPLC ανάστροφης φάσης. Η διαδικασία κατασκευής ενός συνθετικού πεπτιδίου μπορεί να ανατεθεί σε διάφορες εταιρείες.
Η σύνθεση πεπτιδίων πραγματοποιείται για μια ποικιλία ερευνητικών στόχων. Ορισμένοι ερευνητές επιθυμούν να επαληθεύσουν ότι έχουν προσδιορίσει σωστά τη δομή των πεπτιδίων που απαντώνται στη φύση. Άλλοι πραγματοποιούν μελέτες δομής/λειτουργίας σε βιολογικά ενεργές πρωτεΐνες και πεπτίδια. Τέτοια πεπτίδια περιλαμβάνουν ορμόνες και έναν αριθμό τοξινών. Συχνά συνθετικά πεπτίδια χρησιμοποιούνται ως ανιχνευτές για τη μελέτη των ενεργών μερών των μορίων πρωτεΐνης.
Τα πεπτίδια παίζουν καθοριστικό ρόλο στη φασματομετρία μάζας βοηθώντας στον προσδιορισμό του εάν ένας ερευνητής έχει απομονώσει μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Κάθε πρωτεΐνη διασπάται σε ένα μοτίβο μοναδικών πεπτιδίων που μπορούν να ανιχνευθούν με φασματομετρία μάζας. Η διαδικασία παραγωγής αντισωμάτων κατά των πρωτεϊνών στα ζώα έχει γίνει πολύ πιο εύκολη με την έλευση της σύνθεσης πεπτιδίων. Δεν χρειάζεται να καθαρίσει κανείς επίπονα την πρωτεΐνη και να τη χρησιμοποιήσει για να δημιουργήσει αντισώματα. Κάποιος μπορεί να συνθέσει ένα πεπτίδιο σε ένα θραύσμα της πρωτεΐνης και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει αυτό το πεπτίδιο ως πηγή των αντισωμάτων.
Ένας ιδιαίτερα ενεργός τομέας έρευνας για τα συνθετικά πεπτίδια περιλαμβάνει την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών τεχνικών, όπως τα νέα εμβόλια. Η σύνθεση πεπτιδίων χρησιμοποιείται για τη δημιουργία βιβλιοθηκών πεπτιδίων για τον έλεγχο των βιολογικών τους ιδιοτήτων. Έχουν αναπτυχθεί πεπτίδια που διεισδύουν στα κύτταρα και μπορούν να εισάγουν διάφορους παράγοντες στα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των πεπτιδίων, των πρωτεϊνών και των δομικών στοιχείων του DNA. Τέτοιες τεχνικές έχουν μεγάλες δυνατότητες ως συστήματα χορήγησης φαρμάκων.