Membranproteininteraktionen

Welche biologische Relevanz haben Membranproteininteraktionen?

Überblick über Membranproteine

Membranproteininteraktionen spielen eine entscheidende Rolle bei einer Vielzahl biologischer Prozesse, darunter:

Zelluläre Kommunikation – Membranproteine können als Transmembranrezeptoren fungieren. Wenn Liganden diese binden, übertragen die Rezeptoren extrazelluläre Signale intrazellulär. Dieser Prozess ist entscheidend für:
- Signalübertragung
- Immunreaktionen
- Hormonregulierung

Transport von Molekülen – Membranproteine können auch als Ionenkanäle oder Transporter fungieren. Dies ermöglicht die Bewegung geladener oder voluminöser Moleküle durch die Zellmembran. Einige Beispiele sind:
- Erleichterung der Ionenbewegung bei Aufrechterhaltung des Zellmembranpotenzials
- Wirkstofftransport, insbesondere bei komplexen Verbindungen
- Aktiver Transport von Substanzen gegen ihren Konzentrationsgradienten von einem Bereich mit geringer Konzentration zu einem Bereich mit hoher Konzentration

Bedeutung von Membranproteinen in der Arzneimittelforschung

Membranproteininteraktionen haben erhebliche Auswirkungen auf Gesundheit und Krankheit und sind wichtige Wirkstoffziele.

Etwa 30 % aller verschreibungspflichtigen Arzneimittel auf dem Markt zielen auf G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) ab. Aufgrund ihrer Zellfunktion sind sie interessante Wirkstoffziele. Doch durch ihre komplexe Struktur und ihre hydrophoben Bereiche sind sie auch bekanntermaßen schwierig zu untersuchen.

Wir stellen vor: WAVEsystem – Ihr Partner bei der kinetischen Analyse von Membranproteinen

WAVEsystem ist ein hochmodernes Gerät, das die Untersuchung biomolekularer Wechselwirkungen zwischen Membranproteinen und Proteinen, kleinen Molekülen oder Fragmenten erleichtert. Diese Wechselwirkungen sind aufgrund der Instabilität der Membranproteine außerhalb ihrer nativen Zellmembranumgebungen bekanntermaßen schwer zu analysieren.

WAVEsystem verwendet die Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI). Diese hochempfindliche, markerfreie Technik ermöglicht die Echtzeitüberwachung molekularer Wechselwirkungen, einschließlich Bindungskinetik und -affinitäten.

Auch unterstützt durch:

Robuste Mikrofluidik: gewährleistet die Analyse der Membranproteininteraktion unter nahezu nativen Bedingungen
Hohe Empfindlichkeit: zeigt Interaktionen für komplexe Ziele an, selbst bei geringer Menge
waveRAPID-Kinetik: führt eine schnelle Analyse fragiler Proteine durch, ohne Abstriche bei der Datenqualität

Bioanalytische Instrumente der nächsten Generation für die Arzneimittelfors...

WAVEsystem

Herausforderungen bei der Analyse der Membranproteininteraktion

Die Bindungsaffinität und Interaktionskinetik von Membranproteinen – insbesondere GPCRs – sind bekanntermaßen schwer zu untersuchen. Wenn GPCRs aus einer Zellmembran extrahiert werden, führt ihre hohe Hydrophobie zu einer schnellen Zerlegung, wodurch die Probe für die Analyse unbrauchbar wird.

Wie das WAVEsystem helfen kann

GPCRs, die aus ihrer nativen Umgebung entfernt werden, altern schnell – hierfür gibt es mit WAVEsystem, WAVEchips und waveRAPID eine dreifache Lösung.

Mit WAVEsystem können Assays schnell optimiert werden, um das optimale Proteinkonstrukt auszuwählen.

Wenn alle vier Sensoroberflächen verwendet werden, um eine Reihe von Konstrukten gegen Kontrollverbindungen zu testen, lassen sich optimale Konstrukte und Bedingungen mit der höchsten Wahrscheinlichkeit identifizieren, einen robusten Screening-Assay zu erzeugen, der bei strukturellen Studien weiter untersucht werden kann.

Rohprobenkompatibilität spart Zeit dank weniger Reinigungsschritten.

WAVEchips und die verstopfungsfreie Mikrofluidik ermöglichen die Verwendung von Rohproben, z. B. Membranpräparaten, wodurch der Zeitaufwand für die Reinigung reduziert und Ausfallzeiten durch verstopfte Instrumente vermieden werden.

Mit waveRAPID können Screenings in Stunden statt in Tagen durchgeführt werden.

Im Vergleich zu herkömmlichen biosensorbasierten Methoden können Forscher mit waveRAPID mehr Analyte untersuchen. Dadurch bleibt die Sensoroberfläche des Membranproteins während des gesamten Screening-Assays aktiv.
Selbst wenn die Aktivität abnimmt, führt die erstklassige Empfindlichkeit dazu, dass selbst schwache Signale oder Wechselwirkungen erkannt und analysiert werden.