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
Das Team der Fachgruppe Bioanalytik führt Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit Industrie- und Universitätspartnern durch und verfolgt weitere Forschungsinteressen im Bereich der Struktur-Aktivitätsbeziehung von Proteinen aus Bakteriophagen (Phagen). 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.
Protein Engineering
Für die Analyse der Struktur-Aktivitätsbeziehung modifizieren wir Aminosäurereste und Regionen in Zielproteinen strukturbasiert. Die Modifikationen beinhalten u.a. Verkürzungen, Analysen von Einzeldomänen, Cross-linking und Proteinfusionen.
Rekombinante Proteintechnologie
Wir exprimieren therapeutische Proteine für präklinische Studien, für bioanalytische Fragestellungen in prokaryotischen (E. coli) und in eukaryotischen Wirtszellsystemen (CHO und HEK). Expressionskonstrukte und Kultivierungen werden optimiert, um eine möglichst hohe Expressionsrate des löslichen Zielproteins zu erzielen. Wir haben langjährige Erfahrung mit der Expression von löslichen Proteinen wie monoklonalen Antikörpern und neuen Antikörperformaten, sowie mit Membranproteinen.
Downstream Processing
Wir reinigen Proteine für präklinische Studien und für bioanalytische Fragestellungen im Labormassstab auf. Dafür setzen wir verschiedene Downstream Processing Methoden ein, um hochreine Endprodukte zu gewinnen, wie für therapeutische Anwendungen regulatorisch gefordert wird und für die Charakterisierung von Proteinen eine notwendige Voraussetzung ist. Neben klassischen chromatographischen Aufreinigungsprozessen wenden wir DoE 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.
Für die Charakterisierung der molekularen Vorgänge während der Infektion von bakteriellen Pathogenen durch Bakteriophagen (Phagen) entwickeln wir neue, quantitative bioanalytische Methoden. Im Zentrum dabei steht die Aufklärung der structure-activity relationship von den am Infektionsprozess beteiligten Phagen Tailspike Proteinen.
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 stark erweitertem Funktionsumfang und bedeutend erhöhter Genauigkeit 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 Fachstelle Biochemie und Bioanalytik
Dozentin für Bioanalytik und Biochemie
Studierende
- Jan Gattiker
- Christian Altorfer
- Ida Popovic