Rekombinante Proteinexpression

Proteine spielen bei Infektionen eine wichtige Rolle. Sie übernehmen nicht nur beim Eindringen und der Vermehrung von Krankheitserregern entscheidende Funktionen, sondern auch bei der Abwehrreaktion unseres Körpers oder als Arzneimittel. Um Proteine erforschen zu können, benötigen die Wissenschaftler sie oft in großen Mengen und extrem reiner Form. Erfahren Sie hier, wie Proteine künstlich hergestellt und gereinigt werden.

Unsere Forschung

Im RPEX-Labor

Für die Produktion ultrareiner Proteine nutzen die Forscher verschiedene Mikroorganismen oder Zellen komplexer Organismen, in die sie die genetische Information des Zielproteins übertragen. Daraufhin veranlassen sie das System dazu, das fremde, also rekombinante Protein herzustellen.

Die vier wichtigsten Produktionssysteme, die die Arbeitsgruppe etabliert hat, sind:

  • das Darmbakterium Escherichia coli,
  • die Hefe Pichia pastoris,
  • das Baculovirus in Kombination mit Insektenzellen sowie
  • verschiedene Zelllinien von Säugetieren.

So können die Forscher nicht nur einfache Proteine, sondern auch Proteine mit komplizierten Modifikationen oder ganze Proteinkomplexe herstellen. Neben der Verbesserung der bestehenden Methoden und der Entwicklung neuer Produktionsverfahren bearbeiten die Wissenschaftler die hergestellten Proteine noch weiter und reichern sie so in hoher Reinheit an.

Protein-Produktion mit stabil transfizierten CHO-Zell-Linien

Kultivierungsstationen

Seit 2007 betreibt die Arbeitsgruppe eine neue Zellkulturanlage für die Herstellung von Proteinen aus Insekten- und Säugetierzellen. Die Anlage umfasst mehrere Kultivierungsstationen, die variabel mit Zellkulturreaktoren von 1,6 bis 6 Liter Arbeitsvolumen betrieben werden können und Proteinmengen von 10 bis 50 Milligramm herstellen.

Außerdem dient ein 30-Liter-Bioreaktor zur Reinigung von Multiproteinkomplexen. Er ermöglicht eine Proteinproduktion im Pilotmaßstab durch die Verwendung mehrerer hundert Liter Nährmedium, die sich in ständigem Austausch befinden.

Proteinproduktionsverbund

Transient Protein Expression in HEK293-Zellen

In Zusammenarbeit mit dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin-Buch entstand im Jahr 2007 ein Proteinproduktionsverbund zur groß angelegten Produktion und Reinigung von Proteinproben (PSPF, Protein Sample Production Facility).

Dieses Gemeinschaftsprojekt der Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt die Strukturbiologen in Deutschland, indem ein wesentlicher Engpass in der hochauflösenden Strukturanalyse, die Proteinherstellung, umgangen wird.

Darüber hinaus bietet die Anlage Schulungsmöglichkeiten zum Thema „Proteinexpression in Insekten- und Säugerzellsystemen“ für externe Wissenschaftler.

Leitung

  • Dr. Joop van den Heuvel

    Joop van den Heuvel

    Arbeitsgruppenleiter

    0531 6181-7046

    0531 6181-7099

    Kontakt

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