Proteinkristallisation

  • Forschungsthema:Vakuumkristallisation von Lysozym unter Salzeinfluss im 1 Liter Maßstab
  • Typ:Bachelorarbeit (experimentell)
  • Datum:abgeschlossen
  • Betreuer:Barros Groß
  • Bearbeiter:Tobias Stegmaier
  • Der wachsende Bedarf an pharmazeutisch aktiven Proteinen, insbesondere von therapeutischen Antikörpern, hat in den letzten Jahren zur Erforschung der Proteinkristallisation als kostengünstigen Alternativprozess zur Chromatographie im Downstreaming geführt.

    Die Voraussetzung für die Proteinkristallisation ist das Vorliegen einer Übersättigung in der Lösung, welche dann durch Keimbildung und Kristallwachstum abgebaut wird. In der Regel wird diese Übersättigung durch die Zugabe eines Verdrängungsmittels (z.B. NaCl) erzeugt, welches die Löslichkeit des Proteins in der Mutterlauge verringert und so zur Feststoffbildung führt.

    Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung einer Übersättigung in der Proteinlösung besteht darin, das Lösemittel zu verdampfen und so eine Aufkonzentrierung des Proteins in der Lösung herbeizuführen. Da Proteine nur in einem engen Temperaturbereich stabil sind, muss dies bei moderaten Temperaturen erfolgen. In diesem Fall wird unter Vakuum gearbeitet (Vakuumkristallisation).

    In dieser Arbeit soll der Prozess der Vakuumkristallisation von Lysozym (Kristallisationsapparatur im 1L-Maßstab) hinsichtlich verschiedener Zielgrößen (u.a. Prozesszeit, Ausbeute,…) optimiert werden. Insbesondere sollen Salze (z.B. NaCl, (NH4)2SO4) oder Polymere (z.B. PEG) als löslichkeitsmindernde Substanzen eingesetzt werden, um den Feststoffgehalt zu verringern und somit die Prozessierbarkeit zu verbessern. Neben dem Einfluss des Verdrängungsmittels soll insbesondere der Einfluss von Siedetemperatur und Verdampfungsrate auf die Prozesszeit, Kristallmorphologie und Kristallgrößenverteilung untersucht werden.