WAS TUT GUT? - Universiteit Twente

Aktivität und Interaktion von Proteinen eingesetzt wird, die Zwei-D-Gel
Elektrophorese, die der Untersuchung der Proteinexpression dient und die
Massenspektrometrie, mit deren Hilfe unbekannte Proteine identifiziert werden
können. Die Forschungsarbeit auf der Basis dieser Verfahren ist indes aufwändig und
langwierig. 35
Mithilfe des Chips wäre den sich kapriziös gerierenden Proteinen schneller und
komplexer auf die Spur zu kommen. Allerdings sind die zu überwindenden
Schwierigkeiten außerordentlich groß und dementsprechend der notwendige Einsatz
immens. Warum? Das menschliche Proteom, die Gesamtheit der humanen Proteine,
umfasst ca. drei Millionen Aminosäuresequenzen. Zum Vergleich noch einmal: Es gibt
„nur“ zwischen 20.000 und 30.000 Gene. 36 Während die DNS sich aus vier
verschiedenen Nukleotiden zusammensetzt, “which generate a uniform molecule with
a well-defined structure and a hydrophilic, negatively charged sugar backbone“ 37 ,
bestehen Proteine aus 20 verschiedenen Aminosäuren, die zu höchst
unterschiedlichen Molekülen mit einer Vielzahl von Eigenschaften zusammengesetzt
sind. 38 Im Unterschied zu den DNS-Strängen sind Proteine dreidimensionale
Einheiten, deren Orientierung und Faltung eine wichtige Rolle für ihre Funktion spielt.
Diese Parameter sind naturgemäß schwer zu fassen. Außerdem widersetzen sich
Proteine einer Untersuchung dadurch, dass ihre Struktur extrem instabil ist und sie
leicht im Verlauf eines Experiments durch die Oberflächenspannung der Materialien,
mit denen sie in Berührung kommen, denaturieren. Der Untersuchungsgegenstand
ist also ungleich umfänglicher und komplizierter. Dazu gesellt sich eine weiteres
schwerwiegendes Problem: Zurzeit sind nur wenige tausend Antikörper bekannt, die
durch ihre speziellen Bindungseigenschaften die Identifikation von spezifischen
35 Wenngleich auch diese Methoden zum Teil erheblich verbessert und beschleunigt werden konnten.
So berichten Marani und Horobin, dass es gelungen ist, durch den Einsatz von Mikrowellen –
Bestrahlung die einzelnen Inkubationsschritte beim ELISA Test nachhaltig zu verkürzen. „By carefully
matching power setting and irradiation time for all steps it is possible to reduce the time by the ELISA
method by 2 – 5.5 h”. In: Enrico Marani/ Richard W. Horobin. 1994. S. 116
36 Korrekterweise muss man hinzufügen, dass sich der Sachverhalt etwas anders darstellt, wenn man
nicht die Zahl der Gene, sondern die Zahl der aus kurzen, nämlich je drei Basen bestehenden
Genabschnitte, Triplet oder Codon genannt, die für eine Aminosäure codieren, zugrunde legt. Dann
stellt sich das Genom in ganz anderer Komplexität dar und die Zahl der zu analysierenden Gen - Orte
übersteigt die der Proteine bei weitem.
37 Vgl. http://www.genomicsolutions.com/files/Genomics/Protein_Microarray.pdf
38 Die von den Triplets codierten Aminosäuren lagern sich in je spezifischer Weise und Anzahl
aneinander und bilden das Grundgerüst der Proteine.
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