Aktivitäts- und Bindungsassays für natürliche Enzymsubstrate

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Die genaue Identifizierung des natürlichen Substrats eines Enzyms erfordert mehr als nur ein erstes Screening. Zur Validierung von Substratkandidaten sind rigorose Aktivitäts- und Bindungsassays unerlässlich. Bei Creative Enzymes bieten wir umfassende Assay-Services an, die darauf ausgelegt sind, die katalytische Leistung und Bindungsaffinität zu messen und so eindeutige Nachweise für die Kompatibilität von Enzym und Substrat zu liefern. Durch den Einsatz fortschrittlicher Methoden und sensitiver Detektionsplattformen liefern wir zuverlässige kinetische und mechanistische Daten, die das Fundament für die Substratvalidierung und funktionelle Enzymstudien bilden.

Wie Aktivitäts- und Bindungsassays die Identifizierung natürlicher Enzymsubstrate unterstützen

Während das erste Screening einen Pool potenzieller natürlicher Substrate generieren kann, können nur detaillierte Aktivitäts- und Bindungsassays die tatsächlichen physiologischen Partner bestätigen. Diese Assays zeigen nicht nur, ob ein Substrat kompatibel ist, sondern auch, wie effizient es umgesetzt wird und wie fest es mit dem Enzym interagiert. Solche Erkenntnisse sind entscheidend, um die Rolle des Enzyms in Stoffwechselwegen zu klären, Inhibitoren zu entwickeln oder die Enzymleistung für industrielle Anwendungen zu optimieren. Herausforderungen wie Substratinterferenzen, Assaysensitivität und Reproduzierbarkeit erschweren jedoch oft diese Studien. Creative Enzymes begegnet diesen Herausforderungen mit robusten, gut validierten Assaysystemen, die auf die einzigartigen Eigenschaften jedes Enzyms zugeschnitten sind.

Enzyme activity toward natural substrates as a function of substrate concentration Abbildung 1. Enzymaktivität vs. Substratkonzentration.

Unsere Serviceangebote

Creative Enzymes bietet spezialisierte Dienstleistungen im Bereich Aktivitäts- und Bindungsassays für natürliche Enzymsubstrate an. Unsere Enzymologen verbinden biochemische Expertise mit modernster Instrumentierung, um präzise kinetische Daten, Bindungsprofile und mechanistische Einblicke zu liefern. Wir bieten verschiedene Assay-Formate an, darunter spektrophotometrische, fluoreszenzbasierte und LC-MS/MS-Ansätze, um die Kompatibilität mit unterschiedlichen Enzymklassen und Substrattypen sicherzustellen. Jedes Projekt wird auf die Forschungsziele des Kunden zugeschnitten, sei es die Aufklärung von Stoffwechselwegen, die Validierung therapeutischer Zielstrukturen oder die Entwicklung industrieller Prozesse.

Service-Workflow

Workflow of activity and binding assays for natural enzyme substrates

Kontaktieren Sie unser Team

Ein vollständiger Prozess zur Identifizierung natürlicher Substrate

Unser Service "Natürliche Substrate eines Enzyms" bietet eine End-to-End-Lösung, die Kunden von der Projektplanung bis zur strukturellen Validierung begleitet. Jeder Schritt ist sorgfältig darauf ausgelegt, Genauigkeit, Effizienz und verwertbare Erkenntnisse für die Enzymcharakterisierung und -entdeckung zu gewährleisten. Entdecken Sie unsere spezialisierten Module und erfahren Sie, wie wir die Substratidentifizierung in einen effizienten und zuverlässigen Prozess verwandeln:

Full workflow diagram for natural substrate identification in enzymatic studies

Schritt 1: Experimentelles Design zur Identifizierung natürlicher Substrate
Individuelle Beratung und Projektplanung zur Festlegung geeigneter Strategien, Bibliotheken und Nachweismethoden.
Schritt 2: Erstes Screening natürlicher Enzymsubstrate
Hochdurchsatz-Screening zur effizienten Eingrenzung von Kandidaten mit relevanter biologischer Aktivität.
Schritt 4: Analyse von Enzym-Substrat-Komplexen
Strukturelle und computergestützte Studien zur Aufdeckung von Bindungsmodi, molekularen Interaktionen und Implikationen für Stoffwechselwege.

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Warum Creative Enzymes wählen

Umfassendes Assay-Portfolio

Verschiedene Formate und Technologien gewährleisten Flexibilität für unterschiedliche Enzymklassen und Substratchemien.

Hohe Sensitivität und Genauigkeit

Fortschrittliche Detektionssysteme minimieren Interferenzen und liefern präzise Messungen, selbst bei komplexen biologischen Proben.

Fachkundige Dateninterpretation

Unsere Enzymologen bieten eine detaillierte Analyse und übersetzen Rohdaten in aussagekräftige biochemische Erkenntnisse.

Individuelle Anpassung an Kundenbedürfnisse

Assay-Bedingungen und Methoden werden auf projektspezifische Ziele abgestimmt – von der akademischen Forschung bis zur pharmazeutischen Entwicklung.

Integration mit erweiterten Services

Nahtloser Übergang vom Screening über die Aktivitätsvalidierung bis zur Komplexanalyse sorgt für Effizienz entlang der gesamten Entdeckungspipeline.

Zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse

Strenge Qualitätskontrollen gewährleisten Konsistenz und Reproduzierbarkeit und geben den Kunden Sicherheit in den Ergebnissen.

Fallstudien und Anwendungen aus der Praxis

Fall 1: Fortschritte in der Pflanzenmetabolomik mit CSPP-basierter Annotation

Die Pflanzenmetabolomik ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Entdeckung von Stoffwechselwegen, doch die Identifizierung von Verbindungen bleibt eine große Herausforderung, insbesondere bei sekundären Metaboliten. Ein neuartiger Algorithmus begegnet diesem Engpass, indem er Flüssigchromatographie–Massenspektrometrie (LC-MS)-Profile analysiert, um Kandidaten für Substrat-Produkt-Paare (CSPPs) zu erkennen, die bekannte enzymatische Reaktionen widerspiegeln. Durch die Verknüpfung von CSPPs zu Netzwerken sagt die Methode Biosyntheserouten voraus und ermöglicht die Strukturanotation, selbst für Verbindungen in geringer Konzentration. Angewendet auf Arabidopsis thaliana charakterisierte dieser Ansatz erfolgreich 60 % der profilierten Metaboliten, darunter 61 zuvor nicht beschriebene Pflanzenverbindungen. Bestätigt durch MSn-Daten steigert diese Hochdurchsatzstrategie die Anwendungen der Metabolomik in der Systembiologie erheblich.

Structural characterization of Arabidopsis metabolites using substrate–product pair networks Abbildung 2. Die Anzahl der Chromatogramm-Peak-Paare für eine bestimmte Massendifferenz, auf genau drei Dezimalstellen, wurde berechnet. Die Massendifferenzen variierten zwischen 0,001 und 250,000 D; somit wurden 250.000 Massendifferenzen betrachtet. (A) Manhattan-Plot mit der Anzahl der Peak-Paare (y-Achse) gegenüber der Massendifferenz (x-Achse). (B) Manhattan-Plot mit Massendifferenzen von 0 bis 20 D. (Morreel et al., 2014)

Fall 2: Entwicklung robuster enzymatischer Assays für die Inhibitor-Entdeckung

Die Entdeckung von niedermolekularen Inhibitoren erfordert zuverlässige und kosteneffiziente In-vitro-Assays, um umfangreiche Screenings und Optimierungen zu unterstützen. Diese Studie stellt die Entwicklung und Validierung eines enzymatischen Assays mit alkalischer Phosphatase aus Rinderdarm als Modellziel vor. Der Workflow umfasst die Optimierung von Reagenzien, Puffern und Bedingungen, Miniaturisierung und Automatisierung für den Hochdurchsatz sowie die Validierung anhand von Leistungskennzahlen und Signalvariabilität. Der Assay wurde zudem in Dosis-Wirkungs- und Wirkmechanismus-Studien eingesetzt, die für die Struktur-Aktivitäts-Beziehungsanalyse unerlässlich sind. Zentrale Herausforderungen während der Entwicklung werden hervorgehoben, ebenso wie Strategien zu deren Überwindung, und bieten so einen umfassenden Rahmen für ein robustes Assay-Design.

Development and validation of enzymatic assay for small molecule screening and profiling Abbildung 3. Einfluss der Proteinbindungskapazität der Assayplatte auf die AP-Stabilität. Reaktionsverlaufskurven des AP kolorimetrischen Assays bei den angegebenen Enzymkonzentrationen (DEA μU/μL) in unbehandelten (A und C) und nicht-bindenden (B und D) Platten. Die Reaktionen wurden durch Zugabe des Substrats vor (A und B) oder nach (C und D) der Vorinkubation des Enzyms in der Assayplatte gestartet. Anfangsgeschwindigkeiten der Reaktion in Abhängigkeit von der Vorinkubationszeit in unbehandelten (E) und nicht-bindenden (F) Platten, geschätzt aus den Panels C und D. (Sancenon et al., 2015)

FAQs zu unseren Aktivitäts- und Bindungsassay-Services

F: Warum sind Aktivitäts- und Bindungsassays nach dem ersten Screening notwendig?

A: Das Screening identifiziert potenzielle Substrate, aber Aktivitäts- und Bindungsassays liefern die quantitativen Nachweise, die zur Bestätigung der Kompatibilität, katalytischen Effizienz und physiologischen Relevanz erforderlich sind.
F: Welche Assay-Formate stehen zur Verfügung?

A: Wir bieten eine breite Palette an, darunter spektrophotometrische, fluoreszenzbasierte, kalorimetrische, ITC-, SPR- und LC-MS/MS-Formate, sodass eine präzise Auswahl je nach Enzym- und Substrateigenschaften möglich ist.
F: Können Sie auch mit wenig charakterisierten Enzymen arbeiten?

A: Ja. Unsere flexiblen Assay-Plattformen und erfahrenen Enzymologen können sich an neuartige Enzyme mit begrenzten Vorabinformationen anpassen und so zuverlässige Ergebnisse gewährleisten.
F: Wie reproduzierbar sind die Ergebnisse?

A: Wir halten uns an strenge Qualitätskontrollen und wiederholen wichtige Messungen, um die Reproduzierbarkeit unter verschiedenen Bedingungen und Probentypen sicherzustellen.
F: Liefern Sie kinetische Parameter als Teil des Services?

A: Ja. Parameter wie K_M, V_max, k_cat und Bindungsaffinitäten werden berechnet und in einem umfassenden Bericht mit fachkundiger Interpretation bereitgestellt.
F: Wie integriert sich dieser Service in den restlichen Substratidentifizierungsprozess?

A: Unsere Aktivitäts- und Bindungsassays dienen als Brücke zwischen dem ersten Screening und der Analyse von Strukturkomplexen und gewährleisten so einen nahtlosen Übergang zur vollständigen Substratvalidierung.

Referenzen:

Morreel K, Saeys Y, Dima O, et al. Systematische strukturelle Charakterisierung von Metaboliten in Arabidopsis über Netzwerke von Kandidaten-Substrat-Produkt-Paaren. The Plant Cell. 2014;26(3):929-945. doi:10.1105/tpc.113.122242
Sancenon V, Goh WH, Sundaram A, et al. Entwicklung, Validierung und quantitative Bewertung eines enzymatischen Assays, geeignet für das Screening und Profiling von niedermolekularen Verbindungen: Eine Fallstudie. Biomolecular Detection and Quantification. 2015;4:1-9. doi:10.1016/j.bdq.2015.03.001

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Projektbeschreibung:

Nur für Forschungs- und Industriezwecke. Nicht für den persönlichen Gebrauch bestimmt. Bestimmte Produkte in Lebensmittelqualität eignen sich für die Formulierungsentwicklung in Lebensmitteln und verwandten Anwendungen.

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