Proteine sind biologische Moleküle, die an allen Lebensprozessen beteiligt sind. Ihre Vielseitigkeit erlaubt ihnen, variable Größen und Formen anzunehmen. Die Eigenschaften eines Proteins sind durch die DNA-Sequenz des Proteins festgelegt. Diese Sequenzen sind im Labor beliebig manipulierbar - auf diese Weise lassen sich neue Proteine erzeugen, die in der Natur so nie aufgetaucht wären. Einige solcher neuen, künstlichen Proteine könnten therapeutische Effekte haben.
Die Arbeitsgruppe „Gezielte Genproduktoptimierung“ hat eine neue Methode entwickelt, die künstliche Gene benutzt, um Millionen kleiner Protein-Varianten herzustellen. Durch die Auslese mit sogenannten „Screening-Verfahren“ werden die kleinen Proteine auf ihre Eigenschaften untersucht. In der Regel sucht man unter den kleinen künstlichen Proteinen Bindungspartner für ein bekanntes Ziel-Protein. Man verknüpft dazu die künstlichen Proteine mit den jeweiligen dafür kodierenden Genen und gibt das Gemisch auf das immobilisierte Ziel-Protein. In einem Wasch-Schritt werden dann zufällige und weniger feste Bindungen gelöst - nur wirkliche Bindungspartner bleiben zusammen. Nun kann anhand der Gen-Sequenz, die an das Protein gekoppelt worden ist der beste Bindungspartner ermittelt werden.
Der entscheidende Schritt dieser Methode ist die Kopplung des Gens an das Protein. Das Protein wird entweder auf der Hülle eines Bakterienvirus, eines sogenannten Phagen, präsentiert oder es wird im Reagenzglas enzymatisch mit dem Gen verknüpft. Die Gen-Protein-Koppplungen werden dann in einer Art „Bibliothek“ abgelegt.
Hilfreich ist die Methode beispielsweise im Einsatz gegen zu aktive T-Helferzellen, wie sie beim septischen und toxischen Schock als Reaktion auf bakterielle Infektionen oder Lebensmittelvergiftungen auftreten. Die Schock-Symptome treten dann auf, wenn die T-Zellen mit dem bakteriellen Super-Antigen-Toxin in Kontakt kommen. Die Arbeitsgruppe hofft, in ihren neuen Bibliotheken kleine Proteine zu finden, die die Rezeptoren der T-Zellen blockieren und so den Kontakt des Toxins mit den T-Zellen verhindern.
