Peptidspaltung

Peptidspaltung bezeichnet die hydrolytische Spaltung der Peptidbindung in Peptiden und Proteinen. Sie kann chemisch oder enzymatisch erfolgen und ist ein zentrales Phänomen in der Proteolyse, Verdauung, Proteinreifung und der Regulation biologischer Prozesse. Die Spaltung kann an inneren Bindungen erfolgen (Endopeptidasen) oder an den Enden der Peptidkette (Exopeptidasen), die nacheinander Aminosäurereste entfernen.

Zu den verdauungsrelevanten Endopeptidasen gehören Pepsin im Magen (bevorzugt hydrophobe Reste), Trypsin und Chymotrypsin im Dünndarm (selektioniert nach Lys/Arg bzw. aromatischen Resten). Elastase spaltet nach kleinen neutralen Resten; Metalloproteasen wie Thermolysin benötigen Metallionen. Cysteinproteasen und Aspartatproteasen bilden weitere Klassen. Die Enzymspzifität variiert stark und ermöglicht charakteristische Spaltungsmuster in Proteinen.

Chemische Spaltungen sind im Gegensatz dazu oft weniger selektiv und erfolgen unter sauren oder basischen Bedingungen. Cyanogenbromid spaltet gezielt nach Methionin, Edman-Abbau dient der schrittweisen N-Terminalsequenzierung.

Biologisch dient die Peptidspaltung der Verdauung von Proteinen, der Reifung von Vorstufen zu funktionellen Proteinen (z. B. Abtrennung von Signalpeptiden), Aktivierung von Hormonen und Zytokinen sowie proteolytischen Cascaden, die verschiedene zelluläre Prozesse steuern. Fehlregulationen der Proteolyse sind mit unterschiedlichen Erkrankungen verbunden.

In der Forschung und Biotechnologie wird Peptidspaltung zur Proteomik, Massenspektrometrie, Proteinaufarbeitung und Entwicklung von Therapeutika genutzt.