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Design synthetischer Peptidbibliotheken
Peptide: eine nahezu unbegrenzte Kombination von Biomolekülen aus 20 natürlichen Bausteinen und mehr
Die Strategie der Natur zum Aufbau von Proteinen beruht auf einer relativ kleinen Zahl von Aminosäuren, erzeugt aber eine sehr große Vielfalt variabler und anpassungsfähiger Moleküle. Proteine sind vielseitig und können zahlreiche spezifische molekulare Wechselwirkungen eingehen. Diese Wechselwirkungen zwischen Proteinen oder zwischen Proteinen und anderen Molekülen spielen eine zentrale Rolle in physiologischen und pathologischen Prozessen. Aus einem begrenzten Satz von Aminosäuren entstehen sehr unterschiedliche Proteinstrukturen und -funktionen, die viele biologische Abläufe regulieren. Synthetische Peptidbibliotheken sind ein leistungsfähiger Ansatz, um neue Peptide mit unterschiedlichen biologischen Aktivitäten zu erzeugen und neue Forschungswerkzeuge zu entwickeln.
Synthetische Peptidbibliotheken: Screening-Werkzeug für Ihre Forschung
Seit dem ersten beschriebenen Einsatz synthetischer Peptidbibliotheken durch Geysen und Kollegen im Jahr 1984 haben sich Synthese und Screening kombinatorischer Peptidbibliotheken stark weiterentwickelt. Phage-Display-Ansätze sind nützlich, synthetische Bibliotheken können jedoch zusätzlich unnatürliche Aminosäuren, Modifikationen und strukturelle Änderungen wie Cyclisierung integrieren. Dadurch bieten sie mehr Vielfalt und Modularität für Liganden mit höherer Affinität. Genosphere Biotechnologies stellt seit vielen Jahren reguläre und modifizierte Bibliotheken her und bietet zwei Leistungsniveaus an:
(i) Spezifikation: Basis-Peptidbibliothek für Screening
Für wirtschaftliche erste Screenings oder groß angelegte Peptid-Screenings.
(ii) Spezifikation: gereinigte Qualifizierungs-Peptidbibliothek
Für explorative Studien und die Validierung identifizierter Zielsequenzen.
Synthetische Peptidbibliotheken: Ihr bioaktives Peptid identifizieren
Die Entwicklung chemischer und biologischer Technologien zur Herstellung von Peptiden und Proteinen ermöglicht es, den natürlichen Ansatz zum Aufbau neuer Peptidsequenzen nachzubilden, die spezifische Ziele erkennen können. Peptide besitzen eine intrinsische Sequenzvariabilität und können andere Moleküle spezifisch erkennen; sie eignen sich daher besonders für die Entwicklung aktiver Peptide in der Life-Science-Forschung und Entwicklung.
Durch Hochdurchsatz-Screening großer Zahlen unterschiedlicher Peptide lassen sich Sequenzen mit gewünschten Aktivitäten und Funktionen identifizieren, von der Wirkstoffforschung bis zu diagnostischen Assays.
Dieser Ansatz hat das Feld peptidbasierter Therapeutika stark erweitert und neue Möglichkeiten für die biologische Forschung eröffnet. Er wurde unter anderem zur Identifizierung antimikrobieller Peptide, Opioidrezeptor-Antagonisten, Liganden von Zelloberflächenrezeptoren, Inhibitoren und Substraten von Proteinkinasen, T-Zell-Epitopen, MHC-bindenden Peptiden und peptidischen Mimotopen von Rezeptorbindungsstellen eingesetzt.
Genosphere Biotechnologies dokumentiert und bietet mehrere Ansätze für Forschungsprojekte an:
- Alanin-Scanning-Peptidbibliothek
- Trunkations-Peptidbibliothek
- Mutationelle Peptidbibliothek
- Cyclische Peptidbibliothek
- Überlappende Peptidbibliothek
- Peptidbibliothek für In-vitro-Evolution
- Positions-Scanning-Peptidbibliothek
Überlappende Peptidbibliothek
Eine überlappende Peptidbibliothek kann für das Mapping linearer und kontinuierlicher Epitope eingesetzt werden. Sie hilft zu bestimmen, welcher Teil eines Proteins oder Peptids die für die Funktion wesentlichen Aminosäuren enthält. Eine solche Bibliothek wird durch Fragmentlänge und Verschiebungsschritt definiert und erzeugt, indem das Ausgangsprotein oder -peptid in gleich lange, überlappende Fragmente unterteilt wird, typischerweise mit 8 bis 20 Resten.
In der Regel sollte ein Peptidfragment mindestens sechs Reste enthalten, um ein Epitop abzudecken. Der Verschiebungsschritt entspricht der Zahl der Aminosäurereste zwischen zwei benachbarten Fragmenten und bestimmt den Überlappungsgrad.
Die genaue Wahl von Verschiebungsschritt und Fragmentlänge kann die Versuchskosten senken und gleichzeitig den Informationsgehalt erhöhen. Häufig wird ein Verschiebungsschritt von etwa einem Drittel der Fragmentlänge gewählt. Längere Fragmente sind meist schwieriger zu synthetisieren, führen aber zu weniger Fragmenten in der Bibliothek.
Längere Fragmente decken mit höherer Wahrscheinlichkeit ein Epitop ab. Eine kleine Verschiebung mit kurzer Fragmentlänge erzeugt die größte Fragmentzahl, während eine große Verschiebung mit langer Fragmentlänge die kleinste Fragmentzahl ergibt.
Überlappende Peptidbibliotheken sind für zahlreiche Anwendungen nützlich, etwa zur Bestimmung von T-Zell-Epitopen in Infektionsforschung und Impfstoffentwicklung.
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