Immobilisierung

Stand der Technik
Oligonucleotid
kovalentes
Oligonucleotid
Streptavidinoberfläche
vorab gebildeter Komplex
mit Antikörper
Bindungstasche
Biotin
Abbildung 4: Streptavidin-unterstützte Immobilisierung
von Proteinen [58]
Eine mögliche Anwendung eines kombinierten Verfahrens aller drei nicht kovalenten Methoden
mit biologischen Erkennungsmethoden
wurde von Niemeyer et.al. gezeigt (Abbildung
4). Hier wurde Streptavidin mit Oligonucleotiden
gekoppelt und auf einer Oberfläche abgeschieden,
die mit dem komplementären Oligonucleotid
modifiziert war, das wiederrum an
einem Biotin-Streptavidin Komplex hing. Die
Verbindung einzelner Biotinmoleküle mit großen
Biomolekülen stellt keine Schwierigkeiten
dar und so kann auf vielfältige Weise dieses
Bindungsmotiv genutzt werden, um sowohl die
Vorteile der Basenpaarung zu nutzen, als auch
Antikörper zu binden. So konnte von verschiedenen
Antikörpern, über Enzyme, wie Luciferse
oder Meerrettischperoxidase, unterschiedlichste
Proteine immobilisiert werden [58,63] . Mögliche Anwendungen solcher Strategien ist die Detektion
eines Antikörpers aus einer inhomogenen Matrix auf einer Quarzmikrowaage, oder die
Identifikation von Antikörpern aus Serum.
Die letzte Art ein Enzym an eine Oberfläche zu binden ist die Verwendung von gerichteten
kovalenten Bindungen. Für diesen Bereich kommen nur sehr spezielle Reaktionen in Frage,
die bei milden Bedingungen ablaufen, damit die Biomoleküle nicht zerstört werden. Der
einfachste Weg zu erfolgreichen gerichteten Bindung eines großen Biomoleküls ist die Reaktion
zwischen einem Maleimid und einem Thiol [64] . Das elektrophile Maleimid reagiert sehr
selektiv mit elektronenreichen Gruppen, zu denen auch Thiole gehören. Die Immobilisierung
auf Oberflächen ist durch einfache organische Syntheseprotokolle möglich. Der Reaktionspartner,
das Thiol, kommt zum einen natürlich bei Proteinen vor und kann die globale Struktur
durch die Ausbildung von Disulfidbrücken stabilisieren, zum anderen kann er künstlich,
analog zu den Hexahistidinschwänzen, an die Proteine, C – oder N – terminal als Hexacysteinschwanz
[65] , angehängt werden. Somit ergeben sich zwei verschiedene Reaktionen, die
gerichtete mit dem Polycysteinschwanz und eine ungerichtete mit den nativen Cysteinen auf
der Oberfläche. Die Hauptreaktion erfolgt mit den künstlichen Aminosäuren, die mit einer
deutlich höheren Konzentration vorhanden sind, was zu überwiegend geordneten und dicht
gepackten Strukturen führt. Durch die Ausbildung einer kovalenten Kohlenstoff-Schwefel-
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