Membraaneitwitten als binders in detectiesystemen (KB-15-006-020)

Doelstelling

Doel van het project is het ontwikkelen van innovatieve detectiemethoden voor verontreinigingen in o.a. voedsel en diervoeding. Bioassays zijn gebaseerd op een biologisch relevant aangrijpingspunt van een residu of contaminant. Ze hebben als voordeel ten opzichte van instrumenteel analytische methoden, dat ze ook in staat zijn (biologisch actieve) onbekende stoffen te detecteren. De meeste bioassays zijn gebaseerd op oplosbare eiwitten, zoals antilichamen, omdat ze relatief gemakkelijk kunnen worden vervaardigd en toegepast. Membraaneiwitten worden voor dit doeleinde nog nauwelijks gebruikt, omdat ze moeilijk zijn te isoleren en stabiliseren buiten het membraanmilieu. Ze vormen echter in potentie een heel interessante bron, omdat ze veelal aan de basis staan van allerlei cellulaire responsen op aanwezigheid van contaminanten. Voorbeelden zijn G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCRs), ionkanalen, drugtransporters en enzymgekoppelde receptoren. Om toepassing van deze membraaneiwitten in bioassays mogelijk te maken, moeten geschikte methoden en technieken worden ontwikkeld voor de productie, zuivering, immobilisatie en detectie.

Werkwijze

Als model eiwitten wordt gewerkt met de β2-adrenoceptor (BAR) en het Influenza M2 H⁺ kanaal. BAR is een GPCR die wordt toegepast voor het screenen op β2-agonisten die illegaal worden gebruikt als groeibevorderaar. Het Influenza eiwit is de target van een belangrijke groep virus remmers.

In het project worden de volgende stappen doorlopen:

• Expressie van het membraaneiwit
• Immobilisatie van het membraaneiwit (met behoud van functionaliteit)
• Ontwikkeling van een SPR-methode voor kleine analyten

Er zijn inmiddels een aantal verschillende vormen van BAR beschikbaar. In 2014 zal met name gewerkt worden aan de ontwikkeling van de detectie op basis van Surface Plasmon Resonance (SPR), waarbij met behulp van goud nanoparticles (gnps) signaalversterking worden verkregen, zodat binding van kleine moleculen beter waar te nemen wordt.

Resultaten

Het project resulteert in een op SPR gebaseerde screenings bioassay voor β2-agonisten en andere BAR-liganden. Daarnaast levert het kennis en ervaring met productie- en immobilisatiemethoden voor membraaneiwitten waarmee in de toekomst nieuwe bioassays kunnen worden ontwikkeld. Het implementeren  van gnps zal leiden tot verbreding van de toepassings mogelijkheden van SPR gebaseerde detectie.