WikiDer > Aptamer

Aptameer

EIN Aptamer (abgeleitet vom lateinischen Wort apto: 'passen')[Quelle?] ist ein RNA- oder DNAMolekül, das für eine bestimmte Person hochspezifisch ist Ligand binden kann. Der Ligand unterscheidet sich je nach Aptamer und ist in vielen Fällen a Protein oder ein Oligopeptid, kann aber auch a sein Ion oder ein Zuckermolekül oder etwas ganz anderes. Wenn das Aptamer seinen Liganden bindet, geht es a Konformationsänderung. Aptamere kommen in der Natur vor, können aber auch chemisch hergestellt werden. Sie werden in der Grundlagenforschung sowie für medizinische und industrielle Zwecke eingesetzt.

Struktur

Aptamere haben oft eine komplexe Sekundärstruktur, die aus internen Basenpaarung. Die Faltung des Moleküls ist so, dass es seinen Liganden sehr spezifisch bindet.

Natürliche Aptamere

RibozymeZu den Aptameren zählen RNA-Moleküle mit enzymatischer Funktion. Sie binden spezifisch an ihr Ziel – das in manchen Fällen sie selbst ist – und durchlaufen eine Konformationsänderung, die es ihnen ermöglicht, ihre Funktion zu erfüllen. Das Ribosomen bestehen hauptsächlich aus RNA. Auch diese RNA kann zu den Aptameren gezählt werden, da diese ebenfalls sehr spezifisch an einen Liganden bindet – nämlich mRNA - und erfährt dabei eine Konformationsänderung.Ein dritter Typ natürlich vorkommender Aptamere ist das riboswitch. Das ist eine RNA-Sequenz, die an der Regulierung beteiligt ist Genexpression. Wenn der Riboswitch an seinen Liganden bindet, ändert sich seine Konformation, um ein zuvor nicht exprimiertes Gen zu exprimieren oder umgekehrt. Ein Riboswitch kann arbeiten Transkriptionsebene oder auf Übersetzungsniveau.

SELEX-Methode

Eine häufig verwendete Methode zur Entwicklung neuer Aptamere ist die SELEX-Methode. SELEX steht für Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment Evolution von Liganden durch exponentielle Anreicherung", wobei sich Ligand nicht auf das zu bindende Molekül, sondern auf das Aptamer selbst bezieht. Bei diesem Verfahren wird der zu bindende Ligand zu einer Mischung gegeben, die etwa 1013 bis zu 1015 enthält verschiedene, zufällige Nukleotidsequenzen. Die ungebundenen Oligonukleotide werden weggewaschen. Anschließend folgt ein Elutionsschritt, bei dem die an den Liganden gebundenen Oligonukleotide freigesetzt werden. Diese Sequenzen werden mit multipliziert PCR. Der Ligand wird zu diesen ausgewählten und amplifizierten Sequenzen hinzugefügt und der gesamte Vorgang wird je nach gewünschtem Bindungsgrad ungefähr zehnmal wiederholt. Die Sequenzen konkurrieren miteinander um die Bindung an den Liganden. Es ist also eine Form der Evolution in vitroZwei Laboratorien haben diese Methode 1990 unabhängig voneinander entwickelt: das „Goldlabor“ und das „Szostak-Labor“.

Anwendungen von Aptameren

Aptamere können potenziell für Anwendungen verwendet werden, für die jetzt Antikörper verwendet werden. Es ist möglich, Aptamere zu erzeugen, die an bestimmte Viruspartikel. Aptamere binden wie Antikörper hochspezifisch. Vorteile von Aptameren gegenüber Antikörpern sind, dass sie chemisch hergestellt werden können, keine Immunreaktion auslösen und nicht gekühlt aufbewahrt werden müssen. Antikörper sind Proteine; bei höheren Temperaturen denaturieren Sie. Da die Bedingungen in einem Reagenzglas nicht die gleichen wie in einer Zelle sind, faltet sich ein denaturierter Antikörper beim Abkühlen nicht sauber in seine ursprüngliche Form zurück. Im Gegensatz dazu kann ein denaturiertes Aptamer renaturiert werden.

Die Medizin pegaptanib gegen altersbedingte Makuladegeneration - eine Augenerkrankung, die zur Erblindung führen kann - ist ein Aptamer, das an an der Krankheit beteiligte Proteine ​​bindet, diese blockiert und das Fortschreiten der Krankheit verlangsamt.

Die Fähigkeit von Aptameren, ein bestimmtes Protein zu binden, kann auch in der Grundlagenforschung zur Funktionsweise von Proteinen genutzt werden.

Ihre Spezifität macht Aptamere auch sehr geeignet für Biosensoren (dann werden sie Aptasensoren erwähnt).

Verweise

Externe Links