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Synthetic Superantibodies – Bioinspired Engineering of Artificial Receptor Structures

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Molekular geprägte Polymere und Biotechnologie

Die Bioerkennung auf Molekularebene ist eine rasant voranschreitende Technologie, die synthetischer Polypeptide bedient, um den ultimativen Antikörper zu entwickeln.

Klimawandel und Umwelt

Das EU-finanzierte Projekt "Synthetic superantibodies - Bioinspired engineering of artificial receptor structures" (Superantibodies) vermischte zwei grundlegenden Prozesse. Zusammengenommen haben sie zur Entwicklung synthetischer Rezeptoren geführt, die ausgewählte biomolekulare Wechselwirkungen, wie beispielsweise die Antikörper-Antigen-Bindung, fördern. Durch die Verbindung von Materialwissenschaft und molekularer Biotechnologie lassen sich die Wunder der beispiellosen Bioerkennung in nicht biologische Werkstoffe integrieren. Die Erzeugung künstlicher Affinitätsreagenzien mit ähnlichen Eigenschaften, wie sie Antikörper besitzen, würde hohe Spezifität und Affinität mit großem Potenzial auf dem Gebiet der Biotechnologie bieten. Obwohl sich mit der Hybridom-Technik monoklonale Antikörper gegen fast alle Substanzen herstellen lassen, handelt es sich bei diesen jedoch um große, komplexe Proteine, die für ihre Funktion eine komplizierte, rekombinante Expression benötigen. Darüber hinaus sind ihre Produkte häufig instabil. Das Team von Superantibodies hatte es sich zum Ziel gesetzt, all diese Schwierigkeiten zu bewältigen und zusätzlich noch günstige Produktionsmöglichkeiten zu bieten. Es sollte ein genetisch verändertes Proteingerüst mit natürlichen Ligandenbindungseigenschaften verwendet werden. Hinzu kommen voll synthetische Affinitätsreagenzien, die günstig herzustellen sind und auch Stabilität bieten, und das Ergebnis ist die neue Klasse künstlicher Erkennungsstrukturen: molekular geprägte Polymere (MIPs). Superantibodies hat erfolgreich ein Biohybrid erzeugt. Eine Antikörperbindungsstelle bestehend aus synthetischen Polypeptidschleifen, die gemeinsam mit dem Antigen interagieren, wird kombiniert und zur Produktion von Templates verwendet. Dieses Modell erzeugt einen molekularen Prägungsvorgang zur Produktion von Peptiden mit spezifischer Bindungsstelle, die in das Rückgrat eines MIP integriert werden können. Theoretisch wird es möglich sein, die Anzahl und die Art der Peptide zu verändern, um Erkennungsstrukturen zu erzeugen, die auf natürliche Weise gewonnene Antikörper übertreffen. Zu den Anwendungen dieser faszinierenden neuen Technologie gehört nicht nur die Verwendung als Antikörper/Antigen, sondern auch Enzyme, Nukleinsäurewechselwirkungen und Biosensorik im Allgemeinen.

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