C-Terminus
Das C-terminale Ende (oder der C-Terminus) eines Peptids bezeichnet das Ende der Polypeptidkette, das eine freie Carboxylgruppe (-COOH) trägt, im Gegensatz zum N-terminalen Ende, das das freie Amin (-NH₂) trägt. Nach universeller Konvention wird eine Peptidsequenz stets vom N-Terminus (links) zum C-Terminus (rechts) geschrieben, entsprechend der Reihenfolge, in der die Aminosäuren während der ribosomalen Translation eingebaut werden.
Der C-Terminus ist eine entscheidende funktionelle Zone in der Peptidbiologie. Er dient als Erkennungsstelle für zahlreiche Exopeptidasen (insbesondere Carboxypeptidasen A, B und E), die schrittweise Reste vom C-terminalen Ende abspalten. Zudem beherbergt er zelluläre Lokalisierungssignale (Retentionssignal KDEL des endoplasmatischen Retikulums, Prenylierungssignal CAAX) und kann bedeutende posttranslationale Modifikationen durchlaufen.
Die C-terminale Amidierung ist eine der wichtigsten Modifikationen: Sie wandelt die Carboxylgruppe (-COOH) in ein Amid (-CONH₂) um, verleiht erhöhte Resistenz gegenüber Carboxypeptidasen und ist häufig essenziell für die biologische Aktivität. Viele Neuropeptide (Oxytocin, Vasopressin, Substanz P, Neuropeptid Y, α-MSH, TRH) sind C-terminal amidiert, und ihre Aktivität bricht ohne diese Modifikation zusammen.
In der Peptidforschung beinhaltet die Entwicklung eines stabilen Analogons häufig die Modifikation oder den Schutz des C-Terminus: Amidierung, Kopf-an-Schwanz-Cyclisierung, Zugabe von D-Isomer-Aminosäuren an der C-terminalen Position, Lipidanknüpfung. Moderne GLP-1-Agonisten (Semaglutid, Liraglutid) behalten ein C-terminales Glycinamid bei, das für die Rezeptoraffinität entscheidend ist. Die Beherrschung der C-terminalen Architektur ist somit ein direkter Hebel zur Optimierung von Aktivität und Plasmahalbwertszeit von Forschungspeptiden.
In der Praxis der SPPS (Festphasen-Peptidsynthese) ist das C-terminale Ende der erste am Harz fixierte Rest: Wang-Harz für freie Carbonsäure (-COOH), Rink-Amid-Harz für C-terminales Amid (-CONH2). Die Wahl bestimmt die endgültige Funktionalität: Amidierte Peptide (GHK-Cu, Ipamorelin, GHRP-2, Melanotan II) zeigen erhöhte Resistenz gegenüber Serum-Carboxypeptidasen und eine verlängerte Halbwertszeit, während Peptide mit freier Säure (GHRH(1-29), CJC-1295) die native Funktionalität beibehalten.
Die ESI-MS-Massenspektrometrie-Analyse bestätigt die C-terminale Beschaffenheit: Ein amidiertes Peptid zeigt eine um 1 Da niedrigere Masse als das Säureäquivalent (Ersatz von -OH durch -NH2). Bemerkenswerte C-terminale Modifikationen umfassen zudem: (1) natürliche C-amidierte Aminosäure (Oxytocin, Vasopressin), (2) C-terminale Methylierung (optimierte synthetische Peptide), (3) Kopf-an-Schwanz-Cyclisierung unter Bildung eines Cyclopeptids, (4) Konjugation mit einem Fluorophor (Dansyl, Fluorescein) oder einer Targeting-Gruppe (Biotin, PEG). Jede C-terminale Deamidierung (Asn → Asp oder Gln → Glu) während der Lagerung ist durch eine Massenzunahme von +1 Da und eine charakteristische RP-HPLC-Verschiebung nachweisbar.