Ein sortase- und peptidbasierter Beschichtungs-Werkzeugkasten um Click-Chemie auf Polymeren, Metallen und Silizium zu ermöglichen

02.02.2021
 

Herzlichen Glückwunsch an Maximilian Nöth und Zhi Zou zu ihrer neuen Publikation!

In der neuen Publikation von Maximilian und Robin wurde ein vielseitiger Peptid-Werkzeugkasten für die Oberflächenfunktionalisierung durch die Kombination eines universellen Ankerpeptids (LCI) und sortase-vermittelter Biokonjugation (Sortagging) etabliert. Dieser Werkzeugkasten ermöglicht die Funktionalisierung von Oberflächen durch eine ein- oder zweistufige Funktionalisierungsstrategie. Im Falle der Ein-Schritt-Strategie wurde LCI direkt mit der gewünschten Funktionalität modifiziert, während für die Zwei-Schritt-Strategie eine reaktive Gruppe eingeführt wurde, die eine weitere Funktionalisierung ermöglicht (z.B. mittels Click-Chemie). LCI wurde durch Sortase A-katalysiertes Sortagging, mit sechs verschiedenen Amin Verbindungen modifiziert: Dibenzocyclooctin-Amin, Biotin-Polyethylenglykol-Amin, Cyanin-3-Amin, Kanamycin, Methoxypolyethylenglykol-Amin und 2,2,3,3,4,4,4-Heptafluorbutyl-Amin. Die LCI-Amin-Konjugationsprodukte wurden durch eine Negativ-Proteinreinigungsstrategie, basierend auf Strep-tag II-Affinitätschromatographie, aufgereinigt. Hierdurch konnten eine Reinheit von >90% für die LCI-Amin-Konjugationsprodukte erzielt werden. Im Falle der Zwei-Schritt Oberflächenfunktionalisierungsstrategie wurde das LCI-Dibenzocyclooctin-Konjugations-Produkt gereinigt und ermöglichte mittels kupferfreier Azid-Alkin-Click-Chemie die universelle Funktionalisierung von Materialoberflächen wie Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Edelstahl, Gold und Silizium. Die Click-Reaktion konnte vor oder nach der Oberflächenfunktionalisierung mit LCI-Dibenzocyclooctin durchgeführt werden. Im Zuge der Ein-Schritt Oberflächenfunktionalisierungsstrategie wurde Polypropylen direkt mit Cyanin-3- und Biotin-Polyethylenglykol-Amin funktionalisiert.

Diese Publikation ist der Abteilung Biohybride Systeme entstanden und wurde durch folgende Fördergeber ermöglicht: BMBF-Projekt Bioeconomy International Pro-Planta (FKZ 031B0384) und Chinese Scholarship Council (CSC No. 201406740053).

Zugang zu der Publikation finden Sie unter Publikationen und Patente und unter diesem Link.

M. Nöth, Z. Zou, I. El‐Awaad, L. C. de Lencastre Novaes, G. Dilarri, M. D. Davari, H. Ferreira, F. Jakob, und U. Schwaneberg; A peptide‐based coating toolbox to enable click chemistry on polymers, metals, and silicon through sortagging; Biotechnology and Bioengineering, 2021

‡ Diese Autoren haben zu gleichen Teilen zu der Publikation beigetragen.

  Die zwei Stufen 1. Sortagging, 2. Oberflächenfunktionalisierung Urheberrecht: © Wiley VCH  

Abbildung: Schematische Darstellung des peptidbasierten Oberflächenfunktionalisierungs-Werkzeugkastens. Das universelle Ankerpeptid LCI wird durch Sortase A-vermittelte Biokonjugation mit verschiedenen funktionellen Amin Verbindungen modifiziert. Letzteres ermöglicht die Oberflächenfunktionalisierung von Materialien wie Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Edelstahl, Gold und Silizium entweder durch eine Ein- oder Zwei-Schritt Strategie. Bei der Ein-Schritt Strategie wird LCI direkt mit der gewünschten Funktionalität ausgerüstet, während bei der Zwei-Schritt Strategie LCI mit einer reaktiven Gruppe modifiziert wird, die eine weitere Funktionalisierung ermöglicht (z.B. mittels Click-Chemie). Adaptiert mit Genehmigung von Nöth et al. (2021). Copyright Wiley VCH.