Bestimmung der Primärstruktur von Enzymen

Die Primärstruktur eines Enzyms, auch als Aminosäuresequenz bezeichnet, steuert die Faltung und intramolekulare Bindungsbildung der Aminosäurekette und bestimmt damit letztlich die einzigartige dreidimensionale Struktur des Enzyms sowie die entsprechenden Funktionen. Die Primärstruktur eines Enzyms lässt sich anhand der zugehörigen Gensequenz in der Regel einfach ableiten. Liegen jedoch keine DNA-Sequenzinformationen vor – was in der Enzym-Discovery nicht ungewöhnlich ist –, muss die Bestimmung der Primärstruktur „von Grund auf“ erfolgen.

Creative Enzymes bietet umfassende und präzise Lösungen zur Bestimmung der Enzym-Primärstruktur auf Basis unserer fortschrittlichen Technologieplattform und fundierten Expertise. Wir unterstützen unsere Kunden dabei, entsprechend ihren Forschungszielen den am besten geeigneten Assay zur Strukturaufklärung von Enzymen auszuwählen.

Was bieten wir für die Bestimmung der Enzym-Primärstruktur an?

In der Regel umfasst die Bestimmung der Primärstruktur eines vorgereinigten Enzyms ohne bekannte DNA-Sequenz vier grundlegende Schritte.

• Zunächst werden die Aminosäureketten des Enzyms durch Reduktion von Disulfidbrücken getrennt.
• Anschließend werden die Polypeptidketten enzymatisch, chemisch oder physikalisch fragmentiert, z. B. mittels Endopeptidase, Cyanogenbromid oder durch Kollision in der Massenspektrometrie.
• Dann werden die Fragmente mittels Edman-Abbau oder Massenspektrometrie sequenziert.
• Abschließend werden die Sequenzen rekonstruiert, um die vollständige Primärstruktur zu erhalten.

Die Massenspektrometrie ist ein leistungsfähiges Instrument zur Proteincharakterisierung. In der Shotgun-Proteomik kann diese Technologie sogar zur Sequenzierung eines Proteingemischs eingesetzt werden. In den meisten Fällen werden jedoch mehrere Technologien kombiniert, um die zuverlässigsten Ergebnisse zu erzielen.

Creative Enzymes gewährleistet eine hohe Effizienz und Genauigkeit bei der Bestimmung der Primärstruktur von Enzymen. Mithilfe der Massenspektrometrie können wir die Primärstruktur von Enzymmolekülen schnell analysieren und Forschende effektiv dabei unterstützen, die Primärstruktur von Enzymen präzise zu bestimmen sowie Studien zur Enzymfunktion und zu biochemischen Mechanismen voranzutreiben.

Abbildung 1 Bottom-up- und Top-down-Analyse zur strukturellen Charakterisierung von Peptiden und Protein-Arzneimitteln mittels Massenspektrometrie. (European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 2015)

Bedeutung der Bestimmung der Enzym-Primärstruktur

• Funktionsstudien von Enzymen. Die Primärstruktur eines Enzyms bestimmt dessen Funktion und Aktivität; unterschiedliche Aminosäuresequenzen können – basierend auf zugrunde liegenden Strukturinformationen – zu unterschiedlichen Enzymaktivitäten führen. Daher ist die Bestimmung der Enzym-Primärstruktur entscheidend, um die biologische Funktion von Enzymen zu erklären. Durch das Verständnis der grundlegenden Struktur von Enzymen können Forschende die Beziehung zwischen Struktur und Funktion umfassender untersuchen und eine Reihe von Mechanismen aufklären. Dazu zählen enzymkatalysierte biochemische Reaktionen, die zugrunde liegenden Wirkmechanismen sowie die Interaktion mit Substraten oder Kofaktoren.
• Arzneimitteldesign. Das Verständnis der grundlegenden Enzymstruktur kann als Forschungsbasis für Bioengineering und Wirkstoffdesign dienen. Auf Grundlage der strukturellen Charakterisierung können Forschende gezielter spezifische Enzyminhibitoren für medizinische oder kommerzielle Anwendungen entwickeln.
• Medizinische Forschung. Das Verständnis solcher Variationen ist für die Früherkennung und Behandlung bestimmter genetischer Erkrankungen entscheidend, da diese mit Veränderungen der grundlegenden Enzymstruktur verknüpft sind. Durch die Aufklärung der Primärstruktur von Enzymen kann der Zusammenhang zwischen Proteinvarianten und Erkrankungen zuverlässig bestimmt werden, was in der medizinischen Forschung von hoher Bedeutung ist.

Unser Service-Workflow

Creative Enzymes bietet belastbare Dienstleistungen zur Aminosäuresequenzierung. Unser Service basiert auf umfassender Erfahrung und modernster Instrumentierung. Strenge QC-Prozesse sind implementiert, um sicherzustellen, dass die kundenspezifischen Anforderungen für den jeweiligen Verwendungszweck erfüllt werden. Zu den hervorgehobenen Leistungen gehören:

• Bestimmung der Aminosäurezusammensetzung.
• N-terminale Aminosäuresequenzierung.
• N- und C-terminale Sequenzierung.
• Peptid-Mapping.

Wenn Sie an unseren Leistungen interessiert sind, kontaktieren Sie uns gerne.