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Größenbestimmung Größe von Proteinen und Makromolekülen mit GPC/SEC bestimmen

Autor / Redakteur: Jean-Luc Brousseau* und Bernd Tartsch**, / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Um die Wirkungsweise von Proteinen und anderen Makromolekülen im Rahmen der Wirkstoffentwicklung zu verstehen, ist die genaue Kenntnis der räumlichen Struktur des Moleküls unablässig. Die Größenausschlusschromatographie mit Dreifachdetektion ist eine verlässliche und praktikable Methode zur exakten Größenbestimmung von Molekülen, die zudem keine Größeneinschränkungen aufweist.

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Abb 3: Das für die SEC mit Dreifachdetektion verwendete Viscotek Model 302 Triple Detector Array (TDA).
Abb 3: Das für die SEC mit Dreifachdetektion verwendete Viscotek Model 302 Triple Detector Array (TDA).
( Bild: Malvern Instruments )

Proteine spielen als Wirkstoffe in der Medizin eine immer wichtigere Rolle. Einsatzgebiete wie Diabetes, Multiple Sklerose oder verschiedene Krebsarten sind heute in vielen Fällen schon Standard. Der Einsatz und die Entwicklung von Proteinen als therapeutische Antikörper wecken für die Zukunft große Hoffnungen für viele bisher unheilbare Krankheiten.

Die Funktionalität eines Proteins ist von seiner Struktur abhängig, denn die räumliche Struktur bedingt dessen Wirkungsweise. Diese zu verstehen, ist für die Entwicklung der Proteine aber auch für die Bestimmung der Qualität im Herstellungsprozess von großer Bedeutung. Hier ist die Gelpermeationschromatographie/Größenausschlusschromatographie (GPC/SEC, engl. Size Exclusion Chromatography) die Methode der Wahl.

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Die Hauptanwendung der GPC/SEC ist die Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung. Auch wird die Methode vielfach eingesetzt, um das Molekulargewicht mehrerer Proben miteinander zu vergleichen. Häufig lassen sich jedoch mithilfe des Molekulargewichts allein die Unterschiede zwischen den Proben nicht erklären. Insbesondere bei Molekülen deren biophysikalisches Verhalten von Bedeutung ist, wie Proteine und Polysaccharide, ist die Größe der Moleküle genauso wichtig oder sogar noch wichtiger als das Molekulargewicht.

Tatsächlich ist das Molekulargewicht von Proteinen häufig schon vor dem SEC-Experiment bekannt und die gesuchte Information ist die Größe des Proteins und die Menge und Größe von assoziierten Aggregaten.

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