Artifizielle Bindeproteine auf der Basis des ultrastabilen scaffold Proteins M7

Abstract

Das Ziel der Arbeit war es, das artifizielle Protein M7 als ein Gerüstprotein zu etablieren und auf Grundlage dieses Proteins Bindeproteine zu selektieren und zu charakterisieren. Bestehend aus 92 Aminosäuren und einer bemerkenswert hohen Stabilität (ΔGU = 79 kJ/mol) ist M7 eine ideale Grundlage für die Erzeugung künstlicher Bindeproteine. Zur Erstellung einer Proteinbibliothek wurden zehn lösungsmittelexponierte Reste auf dem fünfsträngigen β-Faltblatt des Proteins für einen Randomisierungsprozess verwendet. Schließlich wurde diese Bibliothek (theoretische Komplexität: 6,27 × 109 Spezies) genutzt um mit Hilfe des Ribosomen-displays bindende Proteinvarianten gegen die pharmakologisch relevanten Zielstrukturen TNFαund Aβ(1-42) Fibrillen zu selektieren. Die erhaltenen Bindeproteine wurden im Rahmen der Arbeit näher charakterisiert. Bemerkenswerterweise konnte für ein Bindeprotein (4.G11) eine konformationspezifische Bindung an reife Aβ(1-42) Fibrillen nachgewiesen werden, sowie ein direkter Einfluss von 4.G11 auf die molekularen Eigenschaften von reifen Fibrillen.

Aim of the work was to establish the protein M7 as a scaffold to create and select binding proteins. Consisting of 92 amino acids and bearing a remarkable stability (ΔGU = 79 kJ/mol) M7 is an ideal candidate for the creation of artificial binding proteins. Ten solvent exposed residues, situated on the five-stranded β-sheet, were chosen for a randomization approach to create a protein library. Finally this library (theoretical complexity: 6.27 × 109 species) was used to select binding proteins against the pharmacological relevant target proteins TNFα and Aβ(1-42) fibrils, via ribosome display. The resulting binding proteins were characterized further. One variant (4.G11) shows a conformation specific binding against mature Aβ(1-42) fibrils and a direct influence on the molecular properties of fibrils.