Enzymatische Analyse von Disulfidbrücken

Disulfidbrücken sind eine häufige posttranslationale Modifikation in Proteinen, die während der Proteinbiosynthese zwischen den Schwefelatomen zweier Cystein-(Cys)-Reste gebildet werden. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung ist die Analyse von Disulfidbrücken häufig entscheidend für die Enzymentdeckung und -identifizierung.

Creative Enzymes ist ein Branchenführer in der Bestimmung und Analyse von Enzymstrukturen und bietet auf Basis unserer fortschrittlichen Technologieplattformen und Assays umfassende und effiziente Lösungen zur Analyse von Enzym-Disulfidbrücken.

Die Rolle von Disulfidbrücken in Enzymen

Im Vergleich zu anderen Proteinen sind Disulfidbrücken für Enzyme besonders wichtig für die korrekte Faltung und erfüllen sowohl strukturelle als auch funktionelle Aufgaben. So können beispielsweise nicht-native Disulfidbrücken gezielt in Enzyme eingebracht werden, um deren Stabilität zu erhöhen. Darüber hinaus sind bestimmte Disulfidbrücken, sogenannte allosterische Disulfide, für die wirksame biologische Funktion von Enzymen verantwortlich; die Spaltung solcher Bindungen führt zu einer Veränderung der Proteinaktivität. Daher liefert die Disulfidbrückenanalyse Schlüsselinformationen für Forschungsarbeiten zur Proteinstabilität, zu Struktur-Funktions-Beziehungen sowie zu etwaigen durch Disulfide vermittelten Isoformen von Enzymen.

Bedeutung der Analyse von Enzym-Disulfidbrücken

Assays zur Disulfidbrückenanalyse stellen Forschenden wichtige Werkzeuge und Methoden zur Verfügung, um Einblicke in Struktur und Funktion von Enzymen zu gewinnen. Wir engagieren uns für die Disulfidbrückenanalyse und setzen kontinuierlich eine Vielzahl modernster Techniken ein, um den Fortschritt der Disulfidbrückenforschung voranzutreiben. Durch die Aufklärung der Eigenschaften und Mechanismen von Disulfidbrücken unterstützen wir Forschende dabei, die biologischen Funktionen von Enzymen besser zu verstehen, und eröffnen neue Ansätze und Strategien für die Erforschung verwandter Erkrankungen sowie für die Arzneimittelentwicklung.

Analytische Techniken für Disulfidbrücken

Disulfidbrücken können im Wesentlichen mithilfe der folgenden drei Technikkategorien analysiert werden.

• Kristallographische Verfahren zur Erzeugung hochauflösender dreidimensionaler Strukturen.
• Algorithmische Verfahren auf Basis von Sequenzdaten.
• Verfahren, die experimentelle und algorithmische Methoden kombinieren, um ein Gemisch verdauter Peptide zu analysieren.

In einer typischen Studie kommen verschiedene analytische Techniken zum Einsatz, darunter NMR-Spektroskopie, Röntgenkristallographie, Edman-Abbau, diagonale Papierelektrophorese sowie Flüssigchromatographie (LC) gekoppelt mit Massenspektrometrie (MS). Im Vergleich zu Einschränkungen anderer Methoden, wie dem Bedarf an hochreinen Proben und geringer Probenkapazität, ist die Bottom-up-MS die am weitesten verbreitete Methode zur Disulfidbrückenanalyse. Im Allgemeinen umfasst dieser Bottom-up-Ansatz die Verdauung großer Biomoleküle in kleine, leicht analysierbare Fragmente, unterstützt durch Ionisationstechniken, komplementäre Fragmentierungstechniken und ein LC-System zur Trennung.

Abbildung 1 Ein typischer Workflow zur Disulfidbrücken-(DSB)-Analyse.
(Analytical and Bioanalytical Chemistry 2018)

Creative Enzymes stellt eine hochsensitive HPLC-MS/MS-Plattform bereit, mit der Disulfidbrücken in mehreren Proben aus unterschiedlichen Quellen analysiert werden können. Darüber hinaus entwickeln wir fortschrittliche Machine-Learning-Strategien auf Grundlage sequenzbasierter Informationen. Zudem bieten wir Dienstleistungen zur Verifizierung von Disulfid-Artefakten sowie zum Disulfid-Engineering an. Zu unseren Kernleistungen zählen:

• Algorithmische Analyse auf Basis von Sequenzdaten.
• Disulfidbrückenanalyse mittels HPLC-MS/MS-Plattform.
• Verifizierung von Disulfid-Artefakten.
• Disulfid-Engineering.

Wenn Sie an einer Zusammenarbeit interessiert sind, können Sie uns gerne kontaktieren.