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Ein flexibles Hilfsmittel zur Charakterisierung von Proteinen

Die jüngsten Erfolge in der Molekularbiologie und Biotechnologie haben zur Anhäufung immer größerer Mengen von Genstruktur- und Genexpressionsdaten geführt. Zur vollen Nutzung dieser Daten ist die Entwicklung einer geeigneten Technologie erforderlich, die eine Charakterisierung von Proteinen mit hohem Datendurchsatz gestattet. Mit MIER wurde ein Instrument entwickelt, das diesem wachsenden Erfordernis Rechnung trägt.
Ein flexibles Hilfsmittel zur Charakterisierung von Proteinen
In den vergangenen zwanzig Jahren haben die Anwendung und Weiterentwicklung von Techniken der Molekularbiologie in Verbindung mit den Fortschritten der Informationstechnologie enorme Datenmengen entstehen lassen. Wie viel wir auch über die Struktur und den Aufbau eines Gens wissen - es wird nicht ausreichen, so lange wir nicht in der Lage sind, die Funktion seines zugehörigen Proteinprodukts zu isolieren und zu testen. Hier sei angemerkt, dass es zwar ein verstärktes Interesse an einer Patentierung von Gensequenzen gibt, aber dass sich das wirtschaftliche Hauptinteresse dieser Patente auf die von diesen Genen produzierten Proteine und ihre möglichen Anwendungen richtet.

Die DNS-Forschung hat durch die Entwicklung geeigneter Techniken und Ausrüstungen enormen Auftrieb erhalten. Gegenwärtig beginnt sich das Interesse der Forscher von der Genomforschung (also der Erforschung der Genzusammenhänge) zur Proteomforschung (der Erforschung der Wechselwirkungen von Proteinen) zu verlagern, die schon bald zum Forschungsschwerpunkt avancieren dürfte. Die Charakterisierung von Proteinen wurde jahrelang als kompliziertester labortechnischer Schritt in der Molekularforschung angesehen. Zur Charakterisierung eines Proteins gehören seine Isolation, seine Reinigung und die Ermittlung seiner Struktur und Funktion.

Die MIER-Apparatur ("Multicompartment-Immobilised Enzyme Reactor") wurde entwickelt, um die schwierigsten Schritte bei der Proteinforschung zu überwinden, nämlich diejenigen zur Isolation und Reinigung der gesuchten Proteinmoleküle. Sie könnte den Durchsatz erheblich steigern und entsprechend hohe Kostensenkungen ermöglichen. Ihr Funktionsprinzip basiert auf der Anwendung von elektrischen Feldern und pH-Gradienten zur Immobilisierung des betreffenden Proteins, solange dieses in löslicher und aktiver Form vorliegt. Gleichzeitig können beliebige geladene Produkte, Cofaktoren oder Substrate problemlos dem immobilisierten Protein zugeführt oder von ihm entfernt werden. Da die Reaktionstemperatur zwischen 8 und 48 °C einstellbar ist, eignet sich die Apparatur für fast alle interessierenden Bioreaktionsarten.

Für die MIER-Apparatur sind die unterschiedlichsten Anwendungsmöglichkeiten denkbar, so z.B. in der Biotechnologie, Umwelt-Toxikologie und Pharmakologie sowie in der medizinischen Forschung. Ihr hoher Durchsatz bei der Analyse enzymatischer Reaktionen dürfte für alle Wissenschaftler von Nutzen sein, die sich mit der Charakterisierung von Proteinen und der Untersuchung ihrer Funktion beschäftigen.
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