Peptide, polypeptide ou protéine : qu'est-ce qu'un polypeptide ?

Il n'existe pas de seuil officiel unique : il est donc utile de savoir quelle convention une source utilise. Le MeSH place sa frontière oligopeptide–polypeptide à environ 12 à 13 acides aminés. Les revues de pharmacologie définissent couramment les peptides thérapeutiques comme des chaînes de moins de 50 acides aminés, l'une d'elles ajoutant une masse moléculaire inférieure à 10 kDa.^[1][4][5]

Les autorités réglementaires tracent leur propre ligne. Pour son cadre des produits biologiques, la FDA américaine considère les polymères de 40 acides aminés ou moins comme des peptides plutôt que comme des protéines. Des produits protéiques comme l'insuline et l'hormone de croissance humaine, historiquement approuvés via des demandes classiques d'autorisation de nouveaux médicaments, ont été réputés licences de produits biologiques le 23 mars 2020.^[6]

Une même molécule peut donc être un peptide dans un document et une protéine dans un autre. Le tesamorelin en est un bon exemple : il est couramment appelé peptide, mais ses informations de prescription américaines décrivent la séquence de 44 acides aminés du facteur de libération de l'hormone de croissance humaine, plus un groupement hexénoyle — au-dessus de la limite de 40 résidus fixée par la FDA pour les peptides.^[13][6]

Pas tout à fait. Le MeSH définit les protéines comme des polypeptides linéaires synthétisés sur les ribosomes, qui peuvent ensuite être modifiés, réticulés, clivés ou assemblés en complexes de plusieurs sous-unités, et il souligne que la séquence d'acides aminés détermine la forme que prend la chaîne en se repliant — et, avec elle, la fonction de la protéine.^[2]

La façon dont une séquence dicte une structure repliée est l'une des questions centrales de la biologie depuis un demi-siècle. Les simulations informatiques peuvent désormais replier avec précision certaines petites protéines, et la prédiction de structure est devenue bien plus performante que les premiers chercheurs ne l'imaginaient.^[7]

De nombreuses protéines sont constituées de plus d'une chaîne. L'hémoglobine est un tétramère de deux chaînes de globine alpha et deux chaînes de globine bêta, chacune portant un groupement hème. L'insuline est beaucoup plus petite mais compte aussi deux chaînes : une chaîne A de 21 acides aminés et une chaîne B de 30.^[8][9]

L'insuline montre aussi comment une seule chaîne peut devenir une protéine à deux chaînes. Elle est synthétisée sous forme d'un précurseur plus grand, nommé proinsuline en 1967, qui est transformé en hormone mature ; la production recombinante suit une voie similaire, en repliant le précurseur puis en le convertissant en insuline à l'aide de deux enzymes.^[10][9]

L'Epitalon, un tétrapeptide de recherche, compte quatre acides aminés (Ala-Glu-Asp-Gly). Le Semax et le Selank sont des heptapeptides de sept acides aminés. Selon la convention du MeSH, tous trois sont des oligopeptides, un sous-ensemble des peptides.^[11][12][3]

Le tesamorelin (44 acides aminés plus un groupement hexénoyle) et l'insuline (51 acides aminés en deux chaînes) se situent dans la zone où les conventions divergent. L'hormone de croissance humaine recombinante, la somatropine, est sans ambiguïté une protéine : ses informations de prescription américaines décrivent 191 acides aminés et une masse moléculaire de 22 124 daltons, avec une séquence identique à celle de l'hormone de croissance hypophysaire.^[13][9][14]

Les peptides sont aussi découpés à partir de protéines. La plupart des peptides bioactifs — neurotransmetteurs peptidiques, neuropeptides et hormones peptidiques — sont produits par clivage protéolytique de protéines précurseurs plus grandes, et la dégradation de l'hémoglobine libère des peptides dotés de leur propre activité biologique.^[8]

Les peptides courts sont généralement fabriqués chimiquement, un acide aminé à la fois, sur un support solide. Une revue de 2016 décrit la synthèse peptidique en phase solide Fmoc comme la méthode de choix, la production de peptides thérapeutiques à l'échelle de plusieurs tonnes faisant baisser le coût des éléments de base. Les informations de prescription du tesamorelin, par exemple, le décrivent comme produit par synthèse.^[15][13]

Les grandes protéines sont généralement produites par voie biologique. En 1979, des gènes synthétiques des chaînes A et B de l'insuline ont été exprimés séparément chez E. coli, puis les chaînes purifiées ont été mélangées, réduites et réoxydées jusqu'à ce que l'insuline soit détectable. La somatropine est de même produite par la technologie de l'ADN recombinant chez E. coli.^[16][14]

La production biologique pose son propre problème de repliement. La proinsuline recombinante exprimée chez E. coli s'accumule dans des corps d'inclusion qui doivent être dénaturés puis repliés avant que des enzymes la convertissent en insuline mature.^[9]

La taille change le comportement des molécules. Les peptides non modifiés subissent généralement un clivage protéolytique important, ce qui leur confère une demi-vie courte, tandis que les protéines dépendent d'une structure repliée qui peut se perdre et doit parfois être restaurée par repliement.^[4][9]

Elle change aussi la façon dont l'identité et la pureté sont contrôlées. Un laboratoire de la FDA a montré que la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution peut confirmer la séquence d'un peptide, déterminer sa composition en acides aminés et quantifier des impuretés inférieures à 0,1 % en une seule analyse — le type de preuve qui doit sous-tendre le certificat d'analyse d'un peptide.^[17]