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Protein-Hydrolyse und enzymatischer Verdau mit Mikrowellenaktivierung
Der enzymatische Verdau ist ein wichtiger Schritt in der Probenvorbereitung zur Sequenzanalyse von Proteinen und Peptiden mittels Massenspektrometrie. Dabei werden die Proteine oder Peptide durch verschiedene selektive Enzyme (z. B. Glu-C) an bestimmten Schnittstellen gespalten und ein grosses Polymer dabei in einige kleinere Fragmente geschnitten, die sich deutlich leichter sequenzieren lassen. Auch dieser Prozess wird durch Einsatz der Mikrowelle deutlich beschleunigt.Ein klassisches Beispiel ist der Transferrin-Verdau. Der konventionelle Verdau dauert je nach Qualität des schneidenden Enzyms bis zu 16 Stunden. Der Verdau mit Mikrowellenunterstützung im Discover dauert demgegenüber nur 10 min. Zudem sind in Mikrowelle Schnitte realisierbar, die konventionell praktisch gar nicht stattfinden, so dass z.B. beim Transferrin-Verdau die Qualität des mikrowellenunterstützen Verdaus um 10% besser ist als auf dem konventionellem Wege.
Die Protein-Hydrolyse ist eine altbewährte Aufschlussprozedur aus den Fünfziger Jahren zur Analyse der Aminosäurezusammensetzung von Peptiden und Proteinen. Mittels einer Aminosäuren-Analyse (AAA) des Hydrolysates erfolgt die Quantifizierung der einzelnen Aminosäuren der jeweiligen Probe – eine Methode die mittlerweile neben der Sequenzierung mittels MS/MS zum Standard bei der Analytik von Peptiden und Proteinen zählt. Auch hier liefert der Einsatz der Mikrowellentechnik enorme Vorteile:
Die Protein-Hydrolyse ist eine altbewährte Aufschlussprozedur aus den Fünfziger Jahren zur Analyse der Aminosäurezusammensetzung von Peptiden und Proteinen. Mittels einer Aminosäuren-Analyse (AAA) des Hydrolysates erfolgt die Quantifizierung der einzelnen Aminosäuren der jeweiligen Probe – eine Methode die mittlerweile neben der Sequenzierung mittels MS/MS zum Standard bei der Analytik von Peptiden und Proteinen zählt. Auch hier liefert der Einsatz der Mikrowellentechnik enorme Vorteile:
- Der Zeitgewinn durch den Einsatz der Mikrowellentechnik ist auch bei der Protein-Hydrolyse erstaunlich. Anstatt die Zersetzungsreaktionen über Nacht zu betreiben, vermag die Mikrowelle in nur 15 min. vergleichbare Ergebnisse zu erzielen.
- Die Aufschlusseffizienz wird erhöht. Speziell bei hydrophoben Proteinen wird der Aufschluss unter Mikrowellenaktivierung deutlich verbessert.
- Es können in einem Lauf bis zu 10 Standard HPLC Autosampler Vials (100 - 300 µl) eingesetzt werden. Alle 15 min. können erneut 10 Proben hydrolysiert werden und somit ein extrem hoher Probendurchsatz realisiert werden.
Die Einwirkung von Mikrowellenenergie auf organische bzw. biochemische Reaktionen hat eine Reihe von unterschiedlichen Vorteilen. Neben den verbesserten Ergebnissen und schnelleren Reaktionszeiten ist vor allem der Aspekt der einfachen und sicheren Handhabung zu berücksichtigen. Dieses zusammen ist auch der Grund für die rasante Verbreitung der Mikrowellen-Laborgeräte in den unterschiedlichsten Einsatzbereichen. Um das Grundgerät Discover als Geräteplattform der Mikrowellen-Synthesizer Familie wurde umfangreiches Zubehör entwickelt: Pumpstation für Aminosäuren zur Peptid-Synthese, Kühlmodul für „kalte“ Reaktionsbedingungen, Reaktionsgefäß-Einsätze für Kleinstansätze im Mikro-Maßstab, Ventilmodule für Reaktionen unter Inertgas, Autosampler für unterschiedlich große Druckgefäße und Zubehör für Festphasenreaktionen. All dies gibt den Forschungslaboratorien die maximale Flexibilität für unterschiedlichste Anwendungen ohne langwieriges Umbauen der Mikrowellengeräte.
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