Verkapselung von Enzymen

Verkapselung von Enzymen im Lumen von Polymervesikeln

(Michael Mertz, M.Sc.)

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.Blaue Kugel mit Einschnitt auf der rechten Seite und grafischer Darstellung von roten, grünen und blauen Enzymen darin.

Um die biokatalytische Aktivität pro Vesikel zu erhöhen, sollen neue Verfahren zur gerichteten Verkapselung von Proteinen erforscht werden. Ziel ist die Steigerung der Verkapselungseffizienz ohne Erhöhung der während der Vesikelbildung eingesetzten Proteinkonzentration. Hierfür sollen verschiedene Strategien zur gerichteten Verkapselung von Proteinen durch Assoziation mit der Polymermembran (Anreicherung der Proteine im Lumen der Vesikel) vergleichend charakterisiert werden. Die erfolgreichste Verkapselungsstrategie soll 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).