"Molekulare Spione": Methodenneuentwicklung der Jacobs University zur Bestimmung von Enzymaktivität
Forscher der Jacobs University Bremen entwickelten unter der Leitung von Werner Nau, Professor of Chemistry, eine neue, hocheffiziente, kostengünstige und schnelle Methode zur Erfassung von Enzymaktivität. Die Methode basiert auf der Einlagerung von Fluoreszenzfarbstoffen in große ringförmige Moleküle, sogenannte Makrozyklen oder Nano-Container. Diese "molekularen Spione", die als einfache Zusatzstoffe der Enzymreaktion beigegeben werden, ermöglichen zudem eine Direktbeobachtung des gesamten Reaktionsverlaufes. Darüber hinaus erfordert die Methode, die in Nature Methods publiziert ist, deutlich weniger Optimierungsaufwand in der Vorbereitung als herkömmliche Assay-Methoden.
Die von Werner Nau und seinen Mitarbeitern neu entwickelte Enzym-Assay-Methode beruht auf dem Einsatz von Makrozyklen, wie Cucurbiturile oder Calixarene, die mit Fluoreszenzfarbstoffen Komplexe bilden. Makrozyklen sind eine Klasse organischer Moleküle, deren aus zyklischen Untereinheiten gebildeter Hohlraum über reversible Bindungen ein "Gastmolekül" aufnehmen kann, und somit als Nano-Container Einsatz finden. Der enzymatischen Reaktion des Assays wird zu Beginn ein Makrozyklus-Fluoreszenzfarbstoff-Komplex zugesetzt, der, je nach Art der verwendeten Substanzen, leuchtend oder nicht leuchtend ist. Der Nano-Container wird dabei so gewählt, dass das Produkt der Enzymreaktion das Farbstoffmolekül aufgrund einer höheren Bindungsaffinität aus dem inneren Hohlraum des Containers verdrängen kann. Durch die Konzentrationszunahme des Endproduktes im Reaktionsverlauf werden somit zunehmend Farbstoffmoleküle freigesetzt, die hierbei ihre Fluoreszenzeigenschaften ändern: Waren diese im Komplex fluoreszierend, nimmt ihre Fluoreszenz ab, und umgekehrt. Diese schon während des Reaktionsverlaufes messbare Veränderung der Fluoreszenzintensität ist somit ein direktes Maß für die Enzymaktivität.
Bisherige Analysemethoden erforderten den Einsatz von "Markern" - spezifischen Antikörpern, radioaktiven oder fluoreszierenden Markierungen - die z. T. unter hohem Arbeits- und Kostenaufwand hergestellt und an die Testsubstrate gekoppelt werden mussten, um am Endpunkt der Enzymreaktion ein quantifizierbares Signal für die enzymatische Umsetzung des Substrates zu liefern. Darüber hinaus waren diese Analysesysteme oft so spezifisch, dass sie nur auf eine spezielle Enzymreaktion angewandt werden konnten.
Werner Nau über die Vorteile der neuen Methode: "Unsere 'molekularen Spione', wie wir die Nano-Container-Farbstoffkomplexe nennen, sind kommerziell erhältliche Substanzen, die sich für Analysen ganzer Enzymklassen eignen und nicht für jede Enzymreaktion spezifisch optimiert werden müssen. Zusammen mit der vergleichsweise einfachen Handhabung als reine Additive bedeutet der Einsatz unseres Systems, für das ganze Analyseverfahren betrachtet, eine Kostenersparnis von über 90%." Darüber hinaus sei das Verfahren durch das Einsparen langwieriger Optimierungsschritte bedeutend schneller, als herkömmliche Methoden, und erlaube erstmals eine direkte Beobachtung der Enzymkinetik und nicht nur die Erfassung des Reaktionsendpunktes, so Nau weiter.
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Diese Produkte könnten Sie interessieren
CyBio FeliX von Analytik Jena
Der kompakte Pipettierroboter für jeden Labortisch
Flexible Pipettierplattform für vollautomatisches ein- bis mehrkanaliges Liquid Handling
qTOWER iris von Analytik Jena
Real-time-PCR-Thermocycler qTOWER iris
Feel Free to Explore!
MultiScan MS 20 von DataPhysics
Stabilitätsanalyse von Dispersionen leicht gemacht
Das Analysegerät MultiScan MS 20 hilft bei der Produktoptimierung von Emulsionen und Suspensionen
qTOWER³ auto von Analytik Jena
Real-Time PCR - vollautomatisiert für höchste Effizienz
Kompakter, zuverlässiger und kosteneffektiver qPCR-Thermocycler für den Hochdurchsatz
Crystal16 von Technobis
Crystal16 - das ultimativen Instrument für Forschung und Prozessentwicklung
Kristallisationsstudien optimieren mit dem Labortisch-Kristallisationssystem der nächsten Generation
Kjel- / Dist Line von Büchi
Kjel- und Dist Line - Wasserdampfdestillation und Kjeldahl-Anwendungen
Maximale Genauigkeit und Leistung für Wasserdampfdestillation und Kjeldahl-Anwendungen
Octet SF3 von Sartorius
Molekulare Bindungskinetik und Affinität mit einer einzigen dynamischen SPR-Injektion
Die Kurvenkrümmung ist der Schlüssel akkurater biomolekularer Wechselwirkungsanalyse
Octet RH16 and RH96 von Sartorius
Effiziente Proteinanalyse im Hochdurchsatz zur Prozessoptimierung und Herstellungskontrolle
Markierungsfreie Protein-Quantifizierung und Charakterisierung von Protein-Protein Wechselwirkungen
OsmoTECH® HT Automated Micro-Osmometer von Advanced Instruments
Das Einzige Mikroosmometer auf 96well-Basis, das Für Bioprocessing Erhältlich Ist
Optimieren Sie Ihre Prozesse, indem Sie Ihre Osmolalitätsmessungen automatisieren
VariFamily von Schmidt + Haensch
Gerätekommunikation auf höchstem Niveau – Upgrade für Ihr Labor
Messgeräte nach bewährter SCHMIDT + HAENSCH Qualität
Gassorptionsanalysator Belsorp Mini X von Microtrac Retsch
Messung von spezifischer Oberfläche (BET), Porengröße und Gesamtporenvolumen in einem Gerät
Sorptions-Messungen von bis zu 4 Proben gleichzeitig mit höchster Präzision und Reproduzierbarkeit
Octet R2 / Octet R4 / Octet R8 von Sartorius
Vollgas auf 2, 4 oder 8 Kanälen: Molekulare Wechselwirkungen markierungsfrei in Echtzeit analysieren
Innovative markierungsfreie Echtzeit-Quantifizierung, Bindungskinetik und schnelle Screening-Assays
Holen Sie sich die Analytik- und Labortechnik-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für Analytik und Labortechnik bringt Sie jeden Dienstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
