Membranproteine mühelos aufreinigen und analysieren Native Proteine in hohen Ausbeuten - schnell und einfach im Standardlabor
Membranproteine schnell und einfach aufreinigen und analysieren
Membranproteine sind Dreh-und Angelpunkt aktueller Therapien, zugleich zählen sie zu den anspruchsvollsten Targets in der Arzneimittelforschung. Ihre Aufreinigung ist komplex und erfordert tage-, manchmal wochenlange, manuelle Expertenarbeit in spezialisierten Umgebungen wie Kühlräumen, oft verbunden mit der Gefahr, dass die isolierten Proteine ihre native Struktur verlieren.
Die Aufreinigung und Analyse von Membranproteinen muss nicht mehr komplex sein. Ein neuer Workflow ermöglicht die detergenzienfreie, automatisierte Aufreinigung von Membranproteinen und stellt Assays gereinigter Proteine in ihrer nativen 3D-Struktur in weniger als drei Stunden bereit. Der Workflow basiert auf dem Bench-Top Liquid Handler CyBio FeliX in Kombination mit dem neuen, preisgekrönten polymerbasierten Assay CUBE PlateX MP™. Damit macht er einen vormals langwierigen, risikoreichen Prozess zur standardisierten Walk‑Away‑Routine und überwindet einen zentralen Engpass in der Wirkstoffforschung.
Entdecken Sie einen neuen Standard in der Membranproteinforschung:
- Einfache, automatisierte Aufreinigung ohne manuelle Schritte
- Assays in weniger als drei Stunden
- Aufgereinigte Proteine in ihrer nativen 3D-Struktur
- Geeignet für Standardlabore, keine spezielle Infrastruktur erforderlich
- Hochreproduzierbare Ergebnisse mit minimaler Variabilität
Neues Potential für Therapien
Membranproteine zählen zu den wichtigsten biologischen Zielstrukturen der modernen Arzneimittelforschung. Sie beinhalten Ionenkanäle, G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) und Transporterproteine. Als zentrale Vermittler von Zellkommunikation, Stofftransport und Immunerkennung bilden sie eine entscheidende Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und therapeutischen Anwendungen. Große Teile ihres therapeutischen Potenzials blieben jedoch bislang ungenutzt, da sie bis heute als analytisch höchst anspruchsvoll gelten:
- Rund 30 % aller menschlichen Proteine sind Membranproteine
- Über 60 % der zugelassenen Arzneimittel wirken direkt auf membranproteinbasierte Targets
- Weniger als 10 % der Membranprotein‑Zielstrukturen wurden bislang identifiziert
Und dies, obwohl Membranproteine eine Schlüsselrolle bei der Behandlung von Krebs, Autoimmun‑ und hämatologischen Erkrankungen, aber auch bei weit verbreiteten chronischen Krankheitsbildern wie Diabetes, Allergien, kardiovaskulären oder psychischen Erkrankungen spielen. Mit der Vereinfachung ihrer Aufreinigung und Analyse wird eine wesentliche Hürde in der Wirkstoffforschung überwunden. Dies öffnet neues Potential für die pharmazeutische Forschung und neue Behandlungsoptionen für Patienten über ein breites Spektrum an Indikationen hinweg.
Warum die Membranprotein-Aufreinigung einen Engpass darstellt
Aufreinigung war seit jeher der zentrale Engpass in der Membranproteinforschung, der die Wirkstoffentwicklung auch von kritischen hochprofitablen Medikamenten limitierte. Dies ist darin begründet, dass die Proteine sehr stabil in der Doppellipidschicht der Zelle eingebettet sind. Wenn sie mittels Detergenzien aus dieser herausgelöst werden - so wie es bei traditionellen Workflows oft der Fall ist, verlieren sie oft ihre Stabilität und Funktionalität. Native, stabile Strukturen sind jedoch essenziell, um in nachgelagerten Analysen aussagefähige Ergebnisse zu erzielen. Die Aufreinigung, d.h. die Isolierung der Proteine aus der Doppellipidschicht war daher oft sehr aufwändig. Sie erforderte Tage, mitunter Wochen an Arbeitsaufwand von hochspezialisierten Experten, oft in speziellen Kühlräumen, und involvierte eine Vielzahl manueller Arbeitsschritte. Dennoch führten diese personalintensiven Workflows oft zu hoher Variabilität in den Ergebnissen, waren schwierig zu skalieren, und machten die Membranprotein-Analyse zu einem unsicheren Unterfangen mit hohen Risiken:
- Hohe Kosten
- Hohe F&E-Zeithorizonte
- Unsichere Erfolgsaussichten
Entsprechend zurückhaltend fielen Investitions‑ und Förderentscheidungen in diesem Bereich aus mit der Folge, dass auch vielversprechende Projekte mitunter gar nicht oder nur nach äußerst sorgfältiger und restriktiver Prüfung umgesetzt wurden. Das beginnt sich nun zu ändern. Der neue Workflow reduziert Kosten und Risiken und macht die Membranproteinforschung zunehmend planbarer und skalierbarer.
Membranprotein‑Aufreinigung automatisiert und ohne Detergenzien
Mit polymerbasierte Extraktion und der richtigen Automatisierung wird die Aufreinigung von Membranproteinen zur verlässlichen Laborroutine. Ein neuer Workflow mit dem automatischen Liquid Handler CyBio FeliX in Verbindung mit dem PlateX MP™‑Aufreinigungsassay von CUBE Biotech verwandelt einen vormals komplexen Prozess in eine robuste Walk‑Away‑Lösung. Damit werden deutlich höheren Ausbeuten als bei manuellen Prozessen erzielt und die die native 3D-Proteinstruktur erhalten.
Die Anwendung erfordert lediglich das Beladen mit Zellproben und Reagenzien. CyBio FeliX führt den Aufreinigungsprozess in weniger als drei Stunden durch. Es werden deutlich höheren Ausbeuten als bei manuellen Prozessen erzielt und die die native 3D-Proteinstruktur wird erhalten, sodass die Assays bereit sind für nachgelagerte Analysen wie TSA oder funktionelle Untersuchungen.
Benchtop-Automatisierung mit CyBio FeliX
CyBio FeliX ist ein kompakter Liquid Handler für den Labortisch. Das System ermöglicht flexible Proben- und Assayformate mit frei konfigurierbaren Puffern, Volumina und Reagenzien.
- 3‑ bis 4‑fach höhere Proteinausbeuten gegenüber manuellen Prozessen
- Konsistente Ergebnisse, native Proteinstruktur
- Vollautomatisieter Walk‑Away‑Prozess ohne manuellen Arbeitsschritte
- Kompaktes System für sterile und nicht‑sterile Umgebungen
- Individuelle Protokollerstellung mit CyBio FeliX Composer
- Nutzung eigener Substanzbibliotheken zur weiteren Probenherstellung
Polymerbasierte Aufreinigung von Membranproteinen
Der polymerbasierte Assay PlateX MP™ von CUBE Biotech stabilisiert Membranproteine, indem er zentrale Bestandteile der Lipiddoppelschicht erhält und so deren native Struktur und Funktionalität schützt. Eingebettet in einen automatisierten Workflow reduziert dieser Ansatz die Variabilität und liefert native Membranproteinproben, die direkt mit nachgelagerten Methoden wie TSA, funktionelle Assays oder der Cryo‑EM kompatibel sind.
Applikationsschrift (EN)
More protein in less time: Automated native membrane protein purification with CyBio FeliX
In Tests mit CyBio FeliX in Verbindung mit der CUBE PlateX MP™ zeigte der Workflow hervorragende Ergebnisse über ein breites Spektrum an Membranproteinen hinweg, darunter Ionenkanäle, GPCRs und Single‑Pass‑Proteine. Überzeugen Sie sich selbst in unserer Applikationsschrift.
Lösungen für weitere Analyseschritte
Von der Aufreinigung zur Analyse
Die automatisierte, detergenzienfreie Aufreinigung ist erst der Anfang auf dem Weg zum Wirkstoff. Mit CyBio FeliX und PlateX MP™ gewonnene Assays gereinigter Membranproteine sind mit einer Vielzahl nachgelagerter Anwendungen kompatibel und ermöglichen einen schnellen Übergang zur Charakterisierung. Mit PULSEspencer R und qTOWER iris bietet Analytik Jena einen nahtlos integrierten Workflow, der die Membranprotein-Aufreinigung mit Miniaturisierung und Proteincharakterisierung fortsetzt. Beide Geräte ermöglichen skalierbare, zuverlässige TSA-Workflows von fokussierten Experimenten bis hin zum High-Throughput-Screening.
Alles aus einer Hand
Analytik Jena unterstützt einen durchgängigen End-to-End-Workflow von der Zellprobe bis zu entscheidungsreifen Daten. Erhalten Sie Ihre Lösungen von einem Partner: Aufeinander abgestimmte Technologien, kompatible Verbrauchsmaterialien und anwendungsorientierter Support vereinfachen Abläufe, reduzieren Variabilität und sparen Zeit in der Membranproteinforschung.
Probenminiaturisierung bis in den Pikoliterbereich
Auch automatisiert aufgereinigte Membranproteine sind wertvoll und oft nur in begrenzten Mengen verfügbar. Die digitale Dispensierung mit dem PULSEspencer R ermöglicht die präzise Probenminiaturisierung bis in den Pikoliterbereich. Proben- und Reagenzienverbrauch wird so deutlich reduziert, während gleichzeitig Durchsatz und Reproduzierbarkeit erhöht werden.
- Weiter Miniaturisierungsbereich (8 pL - 200 µL)
- Kontaktfreies Dispensieren - keine Kreuzkontamination
- Automatische Volumenkalkulation
- Hoher Durchsatz
- Ermöglicht TSA mit sensitiven Reagenzien
Applikationsschrift (EN)
Miniaturized Thermal Shift Assay of β-lactoglobulin using PULSEspencer R and qTOWER iris 384
Der PULSEspencer R ermöglicht dank digitaler Inkjet-Technologie eine präzise und automatisierte Dosierung kleinster Volumina . Die exakte Erzeugung von Pikoliter-Tröpfchen gewährleistet eine zuverlässige Assay-Vorbereitung, verkürzt die Vorbereitungszeit und reduziert manuelle Fehler. Validiert wurde dies durch optische Volumenmessungen mit LMX‑LUMINA.
Proteincharakterisierung mittels Thermal Shift-Analyse
Die Thermal Shift-Analyse (TSA) ist eine zentrale Methode zur Bewertung der Stabilität, Faltung und Ligandeninteraktionen von Membranproteinen. Der Real-Time-PCR-Cycler qTOWER iris ermöglicht hochsensitive Thermalschiftanalysen für hydrophobe Proteine. Die UVA-fähige Optik unterstützt Farbstoffe wie CPM und 1,8-ANS, während die hohe Sensitivität selbst kleinste Fluoreszenzänderungen detektiert. Dadurch werden präzise Bestimmungen der Proteinschmelztemperatur mit reproduzierbaren Schmelzkurven ermöglicht. Dank der Kompatibilität mit 96- und 384-Well-Formaten lässt sich der Workflow mühelos von Einzelanalysen bis hin zum High-Throughput-Screening skalieren.Klare Signale von UV‑A bis zum Nahinfrarot‑Bereich (NIR)
- Klare Signale von UV‑A bis zum Nahinfrarot‑Bereich (NIR)
- Multiplexing: bis zu sechs Targets gleichzeitig
- Ihre Wahl: Module, Verbrauchsmaterialien, Reagenzien und Assays
- Ergonomisch und flüsterleise
Applikationsschrift (EN)
High-Throughput UVA-Based Thermal Shift Assays for Hydrophobic Proteins Using the qTOWER iris
Unsere Applikationsnote zeigt, wie sich die thermische Stabilität hydrophober Proteine unter Bedingungen für mittleren sowie hohen Durchsatz effizient analysieren lässt. Thermal Shift-Analysen, durchgeführt auf dem qTOWER iris qPCR-Thermocycler (96- oder 384-Well-Format) unter Verwendung fluoreszenter Farbstoffe wie 1,8-ANS oder CPM, ermöglichen eine zuverlässige und hochdurchsatzfähige Detektion hydrophober Proteine.
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More protein in less time: Automated native membrane protein purification with CyBio FeliX (EN)
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High-Throughput UVA-Based Thermal Shift Assays for Hydrophobic Proteins Using the qTOWERiris (EN)
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Miniaturized Thermal Shift Assay (TSA) of β-lactoglobulin using PULSEspencer R and qTOWER iris 384 (EN)
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