Substratprofilierung

Die Substratspezifität oder -selektivität ist der Schlüssel zur erfolgreichen Entwicklung von Biokatalysatoren. Als natürlicher Katalysator zeigt das Enzym von Natur aus eine Promiskuität gegenüber ähnlichen Molekülen. Daher hat das Verständnis der Substratspezifität eines bestimmten Enzyms einen wichtigen Platz in der Entwicklung der Biokatalyse. Das Substrat-Profiling ist ein Prozess, um schnelle Tests für gereinigte Proteine oder komplexe biologische Mischungen mit verschiedenen Substraten einzurichten, um die Substratspezifität dieser Biokatalysatoren zu untersuchen. Es erleichtert neue Gruppierungen von Enzymen basierend auf den chemischen Transformationen, die sie katalysieren, und den kleinen Molekülen, mit denen sie interagieren, anstatt auf Sequenz- oder Strukturmerkmalen. Es ist ein leistungsfähiges Werkzeug der biochemischen Proteomik, insbesondere da viele sequenz- und strukturell verwandte Proteine weitgehend unterschiedliche Chemie durchführen können.

Das Substrat-Profiling wird auf verschiedene Biokatalysatoren angewendet. Am Beispiel von Hydrolasen können kommerziell erhältliche phosphorylierte Verbindungen für das Phosphatase-Screening verwendet werden, basierend auf der Detektion von freigesetztem Pi mit dem hochsensitiven Malachitgrün-Reagenz. Kürzlich wurden synthetische Peptidbibliotheken konstruiert, um die Substratspezifität bestimmter Biokatalysatoren, wie Kinasen und Proteasen, zu untersuchen. Dieses Verfahren ist als Multiplex-Substrat-Profiling (MSP) bekannt. In diesen Fällen können gereinigte Enzyme oder komplexe biologische Mischungen zu einer Peptidbibliothek hinzugefügt werden, und die resultierenden modifizierten Peptidprodukte werden während der Reaktion direkt durch Peptidsequenzierung mittels Flüssigkeitschromatographie−Tandem-Massenspektrometrie (LC−MS/MS) überwacht.

Creative Enzymes bietet den Service des Substrat-Profilings an, der auf die Bewertung der Substratspezifikation einer bekannten Biokatalyse-Reaktion abzielt. Ermöglicht durch unser bestes Wissen über bioinformatische Techniken bieten wir professionelle Rundum-Dienstleistungen an:

• Entwurf und Validierung von Substrat-Assays.
• Konstruktion synthetischer Peptidbibliotheken.
• MSP-MS-Assay.
• Datenanalyse und Entwicklungsplanung

Abbildung 1. Ein Beispiel für MSP-MS-Assay für Kinase
(Analytical Chemistry, 2017)