Steigerung der Effizienz der in vitro-Renaturierung von Proteinen mit Hilfe ionischer Flüssigkeiten

Bei der heterologen Expression von Proteinen in rekombinanten Mikroorganismen, wie z.B. E.coli, fällt das gewünschte Produkt häufig in Form unlöslicher, biologisch inaktiver sogenannter inclusion bodies an. Dieses Problem kann unter Umständen durch den Einsatz alternativer Expressionssysteme umgangen werden, die jedoch oft kostenintensiver und schwieriger handhabbar sind. Eine Alternative bietet die in vitro Rückfaltung von Proteinen aus dem inclusion body Material. Eine Reihe von industriell genutzten Verfahren beruht auf diesem Ansatz. Kritisch für die Durchführbarkeit der in vitro Rückfaltung ist die erzielte Reaktionsausbeute. Neben der den spezifischen Eigenschaften des Zielproteins hängt die Effizienz der Renaturierung wesentlich von den Reaktionsbedingungen, wie z.B. pH und Temperatur, ab. In vielen Fällen erlaubt erst der Zusatz von Additiven – in der Regel niedermolekulare organische Verbindungen – zum Rückfaltungsansatz das Erzielen sinnvoller Ausbeuten. Es besteht ein großer Bedarf nach der Optimierung der Prozessführung, und eine Erweiterung des zur Verfügung stehenden Methodenrepertoires für die in vitro Proteinfaltung war und ist wünschenswert. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf wirtschaftlich interessante Proteine, bei denen mit den bisher verfügbaren Methoden keine befriedigenden Renaturierungsausbeuten erzielt werden können.Das Ziel des Projektes im Förderungszeitraum 2004 – 2006 war die Untersuchung des Einsatzes Imidazolium- und Pyridinium-basierter Ionischer Flüssigkeiten zur Effizienzsteigerung der in vitro Renaturierung von Proteinen. Die Arbeiten bauen auf der Entdeckung auf, dass Verbindungen dieser Substanzklasse als Additive im Renaturierungspuffer die Ausbeuten an aktivem Protein wesentlich erhöhen können. Die Untersuchung des Einflusses dieser Salze auf die Strukturbildung von Proteinen sollten es ermöglichen, das Prozessdesign für die in vitro-Rückfaltung von Proteinen durch Vorauswahl geeigneter Ionischer Flüssigkeiten zu optimieren.