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Forschertandem zum Aufbau einer Plattform zur in-vitro N-Glykosylierung von (therapeutischen) Proteinen unter Ausnutzung einer Kaskade isolierter Enzyme
Finanzierung:
Bund;
Im beantragten Projekt sollen isolierte Biokatalysatoren in-vitro zur Synthese der Core-Struktur von Glykanen eingesetzt werden, die in-vivo bei der, an das endoplasmatische Retikulum (ER) gebundenen, Proteinbiosynthese auf die naszierende Proteinkette übertragen werden. Die einzelnen Reaktionsschritte der Synthese der Glykanstruktur und der N-Glykosylierung können der Antragskizze entnommen werden Im Einzelnen sollen folgende Ziele erreicht werden: 
1. Aufbau einer Plattform zur Synthese von definierten Glykanstrukturen zunächst zur gezielten N-Glykosylierung von therapeutischen Proteinen.
2. Dadurch Vermeidung von Mikroheterogenitäten von Glykanen zur Kontrolle der Wirksamkeit und der Pharmakokinetik.
3. Etablierung von Alternativen zur Produktion von pharmazeutischen Wirkstoffen, insbesondere (langfristig) Ersatz von tierischen Zellkulturen.

Um die bisher bestehenden Nachteile bei der Synthese komplexer Moleküle zu beheben, ist der zellfreie,
zielgerichtete Einsatz und ggf. eine Neukombination von spezifischen Enzymreaktionen, die Immobilisierung und Stabilisierung von Biokatalysatoren (speziell von membranständigen Enzymen), die mathematische Beschreibung der Einzelreaktionen, die modellgestützte Entwicklung von (Multikomponenten-) Reaktionssystemen, die Aufreinigung von (Zwischen-) Produkten, die Entfernung von inhibierenden Nebenprodukten (entweder durch Separations-techniken oder enzymatisch), sowie die Kompartimentierung (biomimetisch) erforderlich.

Die Entwicklungsperspektiven bei Erreichen der Projektziele reichen von der Medizin bis hin zur
Lebensmitteltechnologie.
Folgende Produkte können auf der Basis der Plattform entwickelt werden:
(1) Gezielt glykosylierte therapeutische Proteine: dadurch kann deren Funktion gezielt beeinflusst werden (z.B. Rezeptorbindungseigenschaften). Außerdem können Fragen zum Einfluss von Glykanen auf die Wirksamkeit gezielt untersucht werden (Beeinflussung von Mikroheterogenität) und die Pharmakodynamik (was macht der Wirkstoff mit dem Körper) untersucht werden.
(2) Neue Therapieansätze: Bindung von Glykanen an andere Makromoleküle (z.B. im Bereich DSP, Affinitätschromatographie) oder an Peptide (neue Medikamente),
(3) Forschungsreagenzien: Untersuchungen zur Pharmakokinetik (was macht der Körper mit dem Wirkstoff: Verweilzeit, etc.) mit definierten Glykanen.
(4) Weitere mögliche Anwendung: Functional Food

Schlagworte

N-Glykosylierung, in vitro, therapeutische Proteine

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