Projektbeschreibung
Neuer Ansatz für markierungsfreie Echtzeit-Überwachung der Proteinstruktur
Proteine, die Grundbausteine des Lebens, müssen in der pharmazeutischen Produktion genau überwacht werden, um Stabilität und Wirksamkeit zu gewährleisten. Das Team des im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts PROTEMIC befasst sich mit dem Bedarf an dynamischer In-situ-Überwachung von Veränderungen in der Proteinstruktur. Die gegenwärtig üblichen Verfahren könnten zu Verunreinigungen führen und beruhen auf indirekten Messungen. Das PROTEMIC-Team nutzt die Fortschritte früherer Initiativen und integriert Physik, analytische Chemie und Biochemie, um die Proteinstruktur aus dem mittleren Infrarot-Absorptionsspektrum einer Probe zu bestimmen, ohne dass Markierungen oder Reagenzien verwendet werden. Durch die Einbettung von Metaoberflächen- und Photonikschaltkreisen in Reaktionsgefäße wird im Rahmen von PROTEMIC erstmals markierungsfreie Echtzeit-Spektroskopie im mittleren Infrarotbereich möglich. Die Projektergebnisse versprechen ein skalierbares Proteinscreening für orale Impfstoffe, die beschleunigte Wirkstoffentdeckung und die Gewährleistung der Qualitätskontrolle bei Anwendungen wie etwa der Pasteurisierung von Humanmilch.
Ziel
Proteins are the fundamental building blocks of life and are complex biopolymers. The pharmaceutical industry and medicine have an unmet requirement for dynamic, insitu monitoring of structural changes of proteins. Proteins may incorrectly fold during the expression process, or denature in response to changes in temperature, pH amongst others. These deviations lead to loss of function, loss of therapeutic effectiveness, increased immunogenicity or reduced product shelf life. For example, growing amounts of human milk are donated to serve the needs of pre-term infants but there is a lack of quality control to monitor protein quality during pasteurisation and storage. Current analysis techniques require extracting samples from the reaction vessel, which risks contamination, or use indirect measurements of the protein structure.
PROTEMIC is a Double Doctorate Training Network that brings together the disciplines of Physics, Analytical Chemistry and Biochemistry to determine the protein structure from the sample’s Mid Infrared absorption spectrum without the use of labels or reagents. PROTEMIC builds on the team’s experiences with the successful OPTAPHI joint doctoral network and embeds the Doctoral Candidates into multiple disciplines to gain skills that cannot be obtained from a single host, and master biochemistry and spectroscopy. The project builds and expands on breakthroughs recently made in the OPTAPHI project, for example new photonic integrated circuits and world first photothermal spectroscopy results. PROTEMIC embeds metasurface and photonic integrated circuits into the reaction vessel to provide insitu mid IR spectroscopy for the first time and map structural changes during dynamic reactions in realtime. These results will improve the efficiency of the production of protein based pharmaceuticals and through the use of metasurface microtitre plates, allow the scalable screening of proteins for the encapsulation of oral vaccines, accelerating drug discovery.
Wissenschaftliches Gebiet
- medical and health sciencesbasic medicinepharmacology and pharmacydrug discovery
- natural scienceschemical sciencesanalytical chemistry
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopyabsorption spectroscopy
- natural sciencesphysical sciencesastronomyobservational astronomyinfrared astronomy
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenKoordinator
T12 P928 Cork
Irland