Proteinaufreinigung

Wichtige Faktoren für die Proteinaufreinigung

Die Proteinstruktur und die Proteinfunktion sind häufig wichtige Faktoren bei der Auswahl einer Aufreinigungsstrategie. Die biochemische und biologische Aktivität rekombinanter Proteine wird teilweise durch diskrete Domänen innerhalb des Proteins bestimmt, die oftmals von der Faltung des Proteins in sekundäre, tertiäre und quartäre Strukturen abhängen. 

Proteinfaltung wird kollektiv als Struktur höherer Ordnung (HOS) bezeichnet und ist ausschlaggebend für die korrekte dreidimensionale Form und die Funktion des Proteins. Außerdem ist die Proteinlöslichkeit eine sehr erstrebenswerte Eigenschaft für die erfolgreiche Proteinaufreinigung und wird durch zahlreiche Faktoren wie Größe und N- und C-terminale Elemente beeinflusst. Rekombinante Proteine enthalten normalerweise N- und C-terminale Tags, d. h. kleine Sequenzen, die je nach spezifischem Tag und vorgesehener Downstream-Anwendung zur immunhistochemischen Detektion und Aufreinigung oder Proteinaffinitätschromatographie eingesetzt werden.

Methoden und Anwendungen der Proteinaufreinigung

Es gibt zahlreiche Proteinaufreinigungsmethoden, Reagenzien und Tools für die Untersuchung der Proteinfunktion oder auch für das Scale-up der Proteinaufreinigung mittels Downstream-Prozessen im Rahmen der industriellen Produktion von Biologika und Pharmazeutika. Der Arbeitsablauf für die Probenvorbereitung wird teilweise durch die gewählte Proteinaufreinigungsmethode bestimmt. Affinitätschromatographie ist ein geeigneter erster Schritt zur Aufreinigung gelöster rekombinanter Proteine mit relevanten Tags. Jedoch binden wahrscheinlich auch unerwünschte Proteine an die Affinitätsharzsäule und werden im letzten Waschschritt zusammen mit dem gewünschten Zielprotein eluiert. Wenn eine weitere Aufreinigung erforderlich ist, werden zusätzliche Aufreinigungsstrategien wie Größenausschlusschromatographie oder Ionenaustauschchromatographie eingesetzt. Wichtig ist dabei, dass viele Affinitätstags entfernt werden können, da Wissenschaftler ggf. jegliche nicht-nativen Sequenzen aus dem aufgereinigten Protein entfernen möchten.