Screeningplattform für das Protein-Engineering
Final Report Abstract
Die Fördermittel der DFG und des Bundeslandes Mecklenburg-Vorpommern ermöglichten es uns, eine vollautomatisierte Roboter-unterstützte Screeningplattform zu beschaffen, die das Auffinden gewünschter optimierter Enzyme unter standardisierten und sehr reproduzierbaren Bedingungen mit hohem Durchsatz signifikant erleichtert. Der wesentliche Vorteil besteht in der Integration sämtlicher üblicherweise manuell von einem Wissenschaftler im Labor ausgeführten Einzelschritte: Kultivierung der Mikroorganismen/Klone im Mikrotiterplattenformat, anschließende Induktion der Genexpression zur Biosynthese des Zielproteins, Zentrifugation der Platten, Zellaufschluss, Entnahme von Zelllysat. Anschließend werden diese Lysate ggf. Verdünnungsschritten unterworfen, gefolgt von der Bestimmung des Proteingehalts (z.B. via BCA-Assay) und der gesuchten Enzymaktivität. Die Roboter-Plattform erlaubt es all diese Teilschritte automatisiert ablaufen zu lassen. Durch eine adäquate Dokumentation (via Barcode-Reader zur Nachverfolgung aller Schritte über die Software) ist eine detaillierte Ablaufplanung bzw. Simulation aller notwendigen Schritte, eine einfache Wiederholung häufiger Prozeduren und somit die Möglichkeit einen wesentlich höheren Durchsatz zu erreichen, etabliert worden. Diese Plattform wurde bereits umfangreich und sehr erfolgreich für diverse Enzymklassen und deren Protein-Engineering eingesetzt, beispielsweise für Transaminasen, Baeyer-Villiger Monoxygenasen, Lipasen, Esterasen, Acylasen und Haloalkan-Dehalogenasen, wobei Fragestellungen wie Substratspektrum, Selektivität und Stabilität (Temperatur, Lösungsmittel) im Vordergrund standen. Die wissenschaftliche Bedeutung dieser mittels der Roboter-Plattform entwickelten Methoden sei dadurch angezeigt, dass eine Veröffentlichung in "Biotechnology & Bioengineering" von dieser Zeitschrift als sogenanntes "Spotlight" mit verlinktem Video beworben wurde.
Publications
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Knight, A.M., Nobili, A., van den Bergh, T., Genz, M., Joosten, H.J., Albrecht, D., Riedel, K., Pavlidis, I.V., Bornscheuer, U.T.
(See online at https://doi.org/10.1007/s00253-016-7940-7)
