Die biokatalytische Aktivität von Enzymmembranreaktoren im Nanomaßstab wurde bislang durch eine geringe Verkapselungseffizienz von Enzymen im Inneren der Polymervesikel begrenzt. Ursachen hierfür waren Einschränkungen in den einsetzbaren Polymer- und Enzymkonzentrationen, um eine stabile Vesikelbildung zu ermöglichen, und das geringe Innenvolumen der gebildeten Vesikel.
Um die biokatalytische Aktivität pro Vesikel zu erhöhen, wurden neue Verfahren zur gerichteten Verkapselung von Proteinen erforscht. Ziel war die Steigerung der Verkapselungseffizienz ohne Erhöhung der während der Vesikelbildung eingesetzten Proteinkonzentration. Hierfür wurden verschiedene Strategien zur gerichteten Verkapselung von Proteinen durch Assoziation mit der Polymermembran (Anreicherung der Proteine im Lumen der Vesikel) vergleichend charakterisiert. Die erfolgreichste Verkapselungsstrategie sollte für die dreistufige enzymatische Synthese von CMP-N-Acetylneuraminsäure in Enzymmembranreaktoren im Nanomaßstab genutzt werden.
Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (Basistechnologien Nachwuchsgruppe: UniComp – Funktionelle Erweiterung polymerbasierter Reaktionskompartimente für Multienzymsynthesen, Förderkennzeichen 031B0221).
Veröffentlichungen:
Mertz M (2023): Enhanced protein encapsulation in polymer vesicles with hydrophobic membrane-anchor peptides. Dissertation
, : Increased protein encapsulation in polymersomes with hydrophobic membrane anchoring peptides in a scalable process. It J Mol Sci 22(13), 7134.
, , , , : Fast and effective chromatographic separation of polymersomes from proteins by multimodal chromatography. J Chrom B, 1162, 122459.
, , , , , , , : Enzymatic Synthesis of Sialic Acids in Microfluidics to Overcome Cross-Inhibitions and Substrate Supply Limitations. ACS Appl Mater Interfaces 13 (41), 49433-49444.