Description du projet
Une nouvelle approche utilise des nanoparticules magnétiques pour purifier les protéines
La purification est une étape essentielle dans la fabrication de médicaments: elle permet de minimiser la quantité de matériaux indésirables qui compromettent l’efficacité des médicaments. Les étiquettes protéiques, à savoir des séquences de peptides fixées à des protéines, sont habituellement utilisées pour détecter et purifier les protéines exprimées. Le projet NERS, financé par l’UE, étudiera davantage d’approches efficaces de purification des protéines pour permettre aux protéines importantes sur le plan pharmaceutique, comme les anticorps, de conserver certaines propriétés. Il développera des travaux antérieurs portant sur la conception d’étiquettes protéiques qui avaient une affinité de liaison et une sélectivité élevées pour les matériaux magnétiques en oxyde de fer. Le projet mettra au point un processus d’élution qui permettra de séparer les protéines contenant des étiquettes peptidiques de celles qui interagissent avec des champs électriques. Ce processus permettra de mieux comprendre la manière dont les protéines se lient à des nanoparticules d’oxyde de fer et forment une double couche.
Objectif
Pharmaceuticals for cancer therapies and other diseases are very since the production of therapeutic molecules such as antibodies is costly and every production process needs to be developed individually. Especially purification processes, which make up to 80-90% of the whole production, need to be improved or new ideas need to be developed. Short peptide sequences, so called “tags”, can be used to create new purification strategies based on the biomolecule recognition of these sequences. Magnetic iron oxide nanoparticles are an interesting counterpart for peptide tags as their properties facilitate an easy handling and manipulation. The key to the design of high-affinity peptide tags lies in an in-depth understanding of surface-peptide recognition patterns. I developed such a magnetite-binding peptide tag which allows the purification of tagged model proteins from fermentation broths by changing the surrounding media. However, such pH and buffer switches might also alter the properties of pharmaceutically relevant proteins such as antibodies. The challenge of this project is to establish a novel elution process based on an electrical potential switch instead of a pH switch. The process contains the magnetic separation of proteins containing the peptide tags and the elution of proteins based on the change of tag-particle interactions with electric fields. The use of this system will help to understand the binding of proteins to iron oxide nanoparticles and the formation of an electrochemical double layer in external fields. The electrical double layer formation is not only interesting in biotechnological processes but for the understanding of electrochemical catalysis and energy storage. This idea might pave the way to completely new approaches in biomolecule recognition, protein detection and purification.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
80333 Muenchen
Allemagne