Fachgruppe Bioanalytik
«Proteine bilden die Struktur und die Chemie des Lebens. Ihre enorme Vielfalt, ihre Spezialisierung und ihr Potenzial zur therapeutischen Nutzung sind überwältigend und machen die Biochemie und Bioanalytik zu zukunftsweisenden Fachbereichen.»
Kompetenzen
Protein Engineering
Für die Analyse der Struktur-Aktivitätsbeziehung modifizieren wir Regionen in Zielproteinen strukturbasiert. Die Modifikationen beinhalten u.a. Mutagenesen, Verkürzungen, Untersuchung von Einzeldomänen, Cross-linking, Fusionen für Protein Komplementationsassays (PCA) und anderen Anwendungen.
Rekombinante Proteintechnologie
Wir exprimieren therapeutische Proteine für präklinische Studien, für bioanalytische Fragestellungen in prokaryotischen (E. coli) und in eukaryotischen Wirtssystemen (CHO und HEK). Expressionskonstrukte und Kultivierungen werden optimiert, um eine möglichst hohe Expressionsrate zu erzielen. Wir haben langjährige Erfahrung mit der Expression von löslichen Proteinen wie monoklonalen Antikörpern und neuen Formaten davon, sowie mit Membranproteinen.
Downstream Processing
Wir reinigen Proteine im Labormassstab für präklinische Studien sowie für bioanalytische Untersuchungen auf. Dafür setzen wir verschiedene Downstream Processing Methoden ein, um hochreine Endprodukte zu gewinnen, wie für therapeutische Anwendungen regulatorisch gefordert wird. Unsere Hauptanwendungen beinhalten dabei chromatographische Verfahren, welche ein Scale-Up zu einer GMP Produktion ermöglichen. Neben klassischen Aufreinigungsmethoden wenden wir ebenfalls DoE Anwendungen zum automatisierten Screening von Aufreinigungsbedingungen an.
Early Development von Biologics
Das frühe Stadium der Entwicklung von Biopharmazeutika beinhaltet die Analyse einer Vielzahl von Kandidaten hinsichtlich Spezifität, Affinität, Löslichkeit und Stabilität, wodurch die Eignung eines Moleküls zur Entwicklung eines sicheren Medikaments definiert werden kann. Für dieses Developability Assessment der Kandidaten wenden wir eine Vielzahl von orthogonalen, bioanalytischen Methoden an. Ebenfalls unterstützen wir Industriepartner in der Charakterisierung von ausgewählten Lead-Kandidaten. Wir haben Erfahrung im Developability Assessment sowohl von mono- und bispezifischen Antikörpern als auch von Antibody Drug Conjugates (ADC).
Bioanalytik
Die Komplexität von Protein- und Kohlenhydratanteil von Biotherapeutika erfordert eine umfassende Analytik, um Identität, Stabilität und Wirksamkeit zu gewährleisten und um Aussagen zur Pharmakokinetik und Immunogenität machen zu können. Für die Charakterisierung von Proteinen inklusive ihren post-translationalen Modifikationen wenden wir eine breite Palette von bioanalytischen Methoden an.
Exakte Massen, Informationen zu Sequenzen sowie post-translationalen Modifikationen ermitteln wir mit LC-MS/MS (ESI-Q-TOF). Für die Analytik von Glycosylierungen von eukaryotischen Proteinen setzen wir massenspektrometrische, kapillarelektrophoretische und ionenchromatographische Methoden ein.
Für die Quantifizierung von Protein-Protein Interaktionen verwenden wir Surface Plasmon Resonance Spektroskopie, um Assoziations- und Dissoziationsgeschwindigkeitskonstanten und somit die Affinitäten zu bestimmen.
Bioinformatik
Berechnungen von physikochemischen Eigenschaften von Proteinen sind Voraussetzung sowohl für die Planung von Experimenten als auch für die Auswertung von bioanalytischen Daten. Da keine der zurzeit angebotenen Softwareapplikationen alle Anforderungen zufriedenstellend abdecken kann, wurde eine eigenständige Web-App mit vollständigem Funktionsumfang entwickelt.
Forschung & Entwicklung
Das Team der Fachgruppe Bioanalytik führt Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit Industriepartnern durch und verfolgt weitere Forschungsinteressen im Bereich der Struktur-Aktivitätsbeziehung von Phagenproteinen. Dabei nutzen wir unsere Erfahrung in den Kompetenzbereichen Protein Engineering, Rekombinante Proteintechnologie, Downstream Processing, Early Development von Biologics und Bioanalytik und die Infrastruktur unserer hervorragend ausgerüsteten Labore.
Ausgewählte Projekte
Im Rahmen eines 5-jährigen Horizon2020 Projektes mit 13 europäischen Partnern sind wir verantwortlich für die Analytik der Glykanstrukturen pflanzlicher Protein-basierter Toxine.
EuroBioTox
Antibiotikaresistenzen bei menschlichen Krankheitserregern nehmen weltweit sehr stark zu. Bakteriophagen sind eine vielversprechende Alternative für die Bekämpfung von bakteriellen Pathogenen beim Menschen, da sie ihre Wirte auf hochspezifische Weise infizieren und inaktivieren. Der molekulare Mechanismus der Infektion ist jedoch nicht gut erforscht. In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe Lebensmittelmikrobiologie untersuchen wir die enzymatischen Eigenschaften von Tailspike Proteinen aus Bakteriophagen für die Charakterisierung des Infektionsmechanismus.
Molekularer Mechanismus von Bakteriophagen Tailspike Proteinen im bakteriellen Infektionsprozess
Team
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Leitung Fachgruppe Bioanalytik
Dozentin für Bioanalytik und Biochemie
Studierende
Jon Grolimund (MSc)