Bestimmung der thermischen Stabilität (Tm) von Proteinen mittels nanoDSF

Dr. Anne Zeck
Gruppenleiterin Bioanalytik

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Die thermische Stabilität ist ein wichtiger Parameter bei der Auswahl von geeigneten Enzymen, Antikörpern oder anderen biotechnologisch hergestellten Proteinen für industrielle oder pharmazeutische Anwendungen. Das NMI bietet die Bestimmung des Protein-„Schmelzpunktes“ T_m im Screeningverfahren an. Hierfür wird die nanoDSF-Technologie genutzt, welche auf Änderungen der Tryptophanfluoreszenz in Abhängigkeit der molekularen Umgebung beruht.

Eine korrekte dreidimensionale Faltung ist unerlässlich für die biologische Funktion von Proteinen als Katalysatoren oder als Bindungspartner für andere Moleküle.

Die Stabilität der dreidimensionalen Anordnung ist eine intrinsische Molekül­eigenschaft. Sie ist abhängig von intramolekularen Bindungen und Wechselwirkungen, wie z.B. Disulfidbrücken, ionischen oder Wasserstoffbrücken-Bindungen, von der primären Abfolge der Aminosäuren und von der Art der posttranslationalen Modifikationen, wie z.B. Glykosylierungen. Gibt es mehrere Kandidaten für ein Zielproduktprofil (target product profile) oder erhöhte Anforderungen an die thermische Stabilität, so kann mittels nanoDSF im Screeningverfahren der geeignetste Kandidat schnell und mit wenig Materialbedarf ermittelt werden.

Die dreidimensionale Stabilität ist jedoch zusätzlich abhängig von Umgebungs­bedingungen, wie z.B. pH-Wert und Pufferzusammensetzung oder Anwesenheit von anderen Molekülen wie z.B. Bindungspartnern, Lösungsmitteln oder chaotropischen Reagenzien. Mittels nanoDSF können am NMI für ein bestimmtes Zielmolekül verschiedene Formulierungen getestet werden und so z.B. optimale Lagerpuffer, Reaktionsbedingungen oder Resistenzen gegenüber destabili­sierenden Bedingungen gefunden werden.

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