Synthetische Superantikörper

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Das interdisziplinäre Forschungsvorhaben aus der molekularen Biotechnologie zielt auf die Übertragung der spezifischen biomolekularen Erkennung und Bindung in künstliche Strukturen. Grundlage der Forschung sind Antikörper, deren Antigenbindungsstelle durch eine spezifische räumliche Anordnung hypervariabler Peptidschleifen charakterisiert ist. Diese verleihen der Oberfläche der Bindungsstelle, dem Paratop, eine zum Antigen komplementäre, hochspezifische Struktur. Im Forschungsvorhaben wird die genetische Information zu diesen Peptidschleifen von ausgewählten antikörperproduzierenden Hybridomzellen mithilfe molekularbiologischer Verfahren isoliert, charakterisiert und anschließend in Abfolgen kurzer, synthetischer Peptidsequenzen übertragen. Mit biomolekularen Interaktionsanalysen werden aus diesen Peptidbibliotheken solche Sequenzen bestimmt, die im Antikörperparatop zur Bindung des Antigens beitragen. Über ein selbstorganisierendes Templatverfahren (molecular imprinting) werden diese Peptidbinder als Peptid-Antigen-Komplexe in eine Polymermatrix eingebracht und dort kovalent verankert, so dass eine dreidimensionale Struktur mit definierter räumlicher Anordnung der Peptide entsteht: die vollsynthetische Abbildung eines Immunglobulinrezeptors. Die biophysikalische Charakterisierung der artifiziellen Rezeptorstrukturen sowie die gezielte Kombination von Peptidliganden dienen der tiefergehenden Untersuchung und einem besseren Verständnis von Grundlagen der bioaffinen Rezeption. Ausgehend von den Erkenntissen sollen Prinzipien einer rational steuerbarer Bindungsstärke in übergeordneten Superstrukturen - künstlichen „Superantikörpern“ - erforscht werden, die zukünftig beispielsweise als bioaktive Materialien oder in der molekularen Medizin Anwendung finden können.