Optimierung und Modellierung der Rückfaltungsbedingungen rekombinanter Proteine

Bernd Anselment, Dissertation Technische Universität München, 2012

Ein Problem bei der Herstellung von rekombinanten Proteinen in Escherichia coli ist oftmals deren begrenzte Löslichkeit in der Zelle. Dies macht eine Rückfaltung der Proteine bei der Aufarbeitung erforderlich. Individuelle Rückfaltungsbedingungen müssen hierzu aufwendig empirisch ermittelt werden. Daher wurde auf der Basis von Datenbankinformationen eine stochastische Versuchsplanungsstrategie erarbeitet, die eine Optimierung von Rückfaltungsbedingungen mit einem Minimum an Experimenten ermöglicht. Diese neue Optimierungsstrategie wurde erfolgreich für sechs unterschiedliche Proteine angewendet. Im Vergleich zur Literatur konnte hierbei eine bis zu 30-fache Verbesserung der Rückfaltungsaktivität erreicht werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine Modellierung von Rückfaltungsbedingungen mit Hilfe von ‚bagged decision tree‘ Ansätzen möglich ist, wenn genügend Datensätze aus der Optimierung zur Verfügung stehen.

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Publikationen

• Anselment B, Schoemig V, Kesten C, Weuster-Botz D (2012): Statistical versus stochastic experimental design – an experimental comparison on the example of protein refolding. Biotechnol Prog 28: 1499-1506
• Anselment B, Baerend D, Mey E, Buchner J, Weuster-Botz D, Haslbeck M (2010): Experimental optimization of protein refolding with a genetic algorithm. Protein Science 19: 2085-2095.