Peptid er småsysken av dei meir kjende proteina. Både peptid og protein er bygde opp av kjeder av aminosyrer. Forskjellen ligg i kor mange aminosyrer det er i kjedene i molekylet.
– Generelt vert stoff med opptil 50 aminosyrer rekna som peptid, og stoff med fleire aminosyrer enn det som protein, forklarar Torstein Kige Rye, som 6. mars disputerer for doktorgraden ved Farmasøytisk institutt, Universitetet i Oslo.
Peptid er interessante fordi ein del av dei fungerer som biologiske signalmolekyl og regulerer viktige fysiologiske prosessar, som metabolisme og immunrespons. Derfor er òg peptid interessante som biomarkørar, som betyr at dei kan indikera ulike sjukdomar i kroppen. Det er òg stadig vanlegare at peptid vert brukt som verkestoff i legemiddel.
Løyser seg lett i vatn
– Begge desse gjer det interessant å analysera kroppsvæsker som blod og urin for peptid, seier Rye. Som Titan har skrive om tidlegare, forskar han på bruk av teknikken elektromembranekstraksjon (EME) som ein raskare, grønare og meir effektiv metode for analyse av peptid i biologiske prøvar.
– Men vi er framleis tidleg i arbeidet med analyse av peptid med EME.
Noko av utfordringa er at peptida ofte har både sure og basiske eigenskapar og er generelt relativt polare. Det betyr at molekylet kan ha både positive og negative ladningar. Polare molekyl er vassløyselege og løyser seg lett i vatn.
Må tilsetja ein ionisk berar
Ein biologisk prøve inneheld sjølvsagt mykje grums i tillegg til stoffet ein ynskjer å analysera, eller analytten. Med EME vert analytten ved hjelp av elektrisk spenning trekt over i ein såkalla akseptorfase gjennom ein væskemembran. Denne membranen er upolar, eller feittløyseleg.
– Vi er avhengige av at analyttane har tilstrekkeleg affinitet, som det heiter, til væskemembranen for å kunne passera gjennom, altså at ikkje membranen berre stengjer analytten ute. Ein svært vassløyseleg analytt vil ha vanskeleg for å trenga gjennom ein sterkt feittløyseleg væskemembran. Tenk på olje og vatn.
– Mykje av arbeidet har derfor bestått av å finna ein væskemembran som kan transportera peptida over til akseptorfasen, sidan dei er såpass polare. For å oppnå det må vi ofte tilsetja ein ionisk berar til den upolare væskemembranen, forklarar Rye.
Nokre peptid blir ekstraherte
Frå samarbeidande forskarar i München fekk Rye og kollegaane ei løysing med nesten 6000 ulike peptid som dei prøvde å ekstrahera med EME.
– Det lukkast oss å ekstrahera veldig mange peptid. Stoffa var løyste i vatn, som er ei enklare løysing enn biologiske prøvar, som jo vil innehalda mykje som kompliserer ekstraksjonen, forklarar Rye.
– Men i denne samanhengen var vi ute etter å forstå kor mange peptid vi kan ekstrahera, og kvifor nokre peptid blir ekstraherte medan andre ikkje.
Datasett på nesten 6000 peptid
For å undersøkje dette, studerte dei molekylære deskriptorar for peptida. Molekylære deskriptorar skildrar eigenskapar ved peptida, som kva aminosyrer dei er bygde opp av, rekkjefølgja deira, korleis sidekjedene ser ut og liknande.
Rye forklarar at slik die har jobba tidlegare, har dei kanskje jobba med ei løysing på i underkant av tjue peptid.
– Då ser vi at enkelte peptid blir ekstraherte betre enn andre, og vi kan prøva å finna ut kva dei har til felles. Men når datasettet er så lite, er det vanskeleg å fastslå om det vi finn gjeld for alle peptid, eller om det berre er tilfelle for dei få som vi har undersøkt.
– Men med eit datasett på nesten 6000 peptid kan vi bruka maskinlæring til å identifisera kva molekylære deskriptorar som bidrar til betre ekstraksjon, og kva for nokre som er negative for ekstraksjonen. På den måten kan vi med relativt stor sikkerheit predikera om eit peptid let seg ekstrahera med EME eller ikkje.