TY - GEN A1 - Hartfiel, Reni T1 - Zweistufiges Screening von One-Bead-One-Peptide-Bibliotheken linearer & cyclischer Peptide gegen Pflanzenviren N2 - In der Masterarbeit wurde ein Screening gegen den CCMV mit einer linearen Peptidbibliothek entwickelt, wobei zwei lineare Binder identifiziert wurden. Das resynthetisierte Peptid wurde auf seine Bindungseigenschaften mittels ELISA und MST untersucht. Aufgrund eines Aminosäurefehlers in der selbst durchgeführten Resynthese des Peptids sind die Ergebnisse nicht vollständig übertragbar. Um eine umsetzbare Cyclusgröße für die Peptidbibliothek zu finden, wurden Ringgrößen mit sechs bis acht Aminosäuren untersucht. Da keiner der gewählten Ringgrößen bevorzugt war, wurde die Ringgröße aus acht Aminosäuren für die Peptidbibliothek gewählt. Der Ringschluss wurde durch die Bildung einer Disulfidbrücke erreicht. Dadurch war die Alkylierung der vorhandenen Thiolgruppe in den Abbruchsequenzen notwendig. Neben den etablierten Alkylierungsreagenzien Iodessigsäure, Iodacetamid und Acrylamid wurden zwei Epoxide mituntersucht. Hierbei konnte nur bei Acrylamid und Propylenoxid eine vollständige Alkylierung beobachtet werden. Eine synthetische Peptidbibliothek aus zehn Aminosäuren pro Kopplungsschritt und einer Peptidlänge von acht Aminosäuren wurde erfolgreich nach der Split-and-Mix-Synthese hergestellt. Neben den kanonischen Aminosäuren wurde die synthetische Aminosäure 3-(3-Pyridyl)-alanin in die Peptidbibliothek mit eingebaut. Peptidsequenzen aus der cyclische Peptidbibliothek konnte mittels MALDI-TOF-MS identifiziert werden. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass synthetische Aminosäuren mit proteinogenen Aminosäuren erfolgreich übersetzt werden. Anschließend wurde das entwickelte Screening auf eine cyclische Peptidbibliothek übertragen. Dabei konnte kein Binder identifiziert werden, da zu viele Nebenreaktionen auftraten. Ein alternativer Ringschluss über die Seitenketten von Lysin und Cystein wurden mit ortho-Phthaldialdehyd und 2,4,6-Trichloro-1,3,5-triazin (Cyanurchlorid) untersucht. Beide Bedingungen wiesen keinen erfolgreichen Ringschluss auf. Obwohl der Ringschluss über die Seitenketten von Lysin und Cystein nicht erfolgreich war, sollte ein Austausch von Cystein angestrebt werden, so dass kein freies Cystein in den Abbruchsequenzen vorhanden ist und die Alkylierung überflüssig wäre. Der Ringschluss durch Verwendung anderer Seitenketten bietet einen vielseitigen Ansatz. KW - CCMV KW - Pflanzenvirus KW - Peptidbibliothek KW - Peptid-Aptamer KW - Alkylierung KW - Cyclisierung KW - MALDI-TOF-MS KW - Fluoreszenz KW - Chip KW - Sequenzierung KW - Peptid-Synthese PY - 2022 SP - 1 EP - 81 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54501 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tscheuschner, Georg A1 - Ponader, Marco A1 - Raab, Christopher A1 - Weider, Prisca S. A1 - Hartfiel, Reni A1 - Kaufmann, Jan Ole A1 - Völzke, Jule L. A1 - Bosc-Bierne, Gaby A1 - Prinz, Carsten A1 - Schwaar, T. A1 - Andrle, Paul A1 - Bäßler, Henriette A1 - Nguyen, Khoa A1 - Zhu, Y. A1 - Mey, A. S. J. S. A1 - Mostafa, A. A1 - Bald, I. A1 - Weller, Michael G. T1 - Efficient Purification of Cowpea Chlorotic Mottle Virus by a Novel Peptide Aptamer N2 - The cowpea chlorotic mottle virus (CCMV) is a plant virus explored as a nanotechnological platform. The robust self-assembly mechanism of its capsid protein allows for drug encapsulation and targeted delivery. Additionally, the capsid nanoparticle can be used as a programmable platform to display different molecular moieties. In view of future applications, efficient production and purification of plant viruses are key steps. In established protocols, the need for ultracentrifugation is a significant limitation due to cost, difficult scalability, and safety issues. In addition, the purity of the final virus isolate often remains unclear. Here, an advanced protocol for the purification of the CCMV from infected plant tissue was developed, focusing on efficiency, economy, and final purity. The protocol involves precipitation with PEG 8000, followed by affinity extraction using a novel peptide aptamer. The efficiency of the protocol was validated using size exclusion chromatography, MALDI-TOF mass spectrometry, reversed-phase HPLC, and sandwich immunoassay. Furthermore, it was demonstrated that the final eluate of the affinity column is of exceptional purity (98.4%) determined by HPLC and detection at 220 nm. The scale-up of our proposed method seems to be straightforward, which opens the way to the large-scale production of such nanomaterials. This highly improved protocol may facilitate the use and implementation of plant viruses as nanotechnological platforms for in vitro and in vivo applications. N2 - Das Cowpea Chlorotic Mottle Virus (CCMV) ist ein Pflanzenvirus, das als nanotechnologische Plattform erforscht wird. Der robuste Selbstorganisationsmechanismus seines Kapsidproteins ermöglicht die Verkapselung und gezielte Abgabe von Medikamenten. Darüber hinaus kann das Kapsid-Nanopartikel als programmierbare Plattform für die Präsentation verschiedener molekularer Komponenten verwendet werden. Im Hinblick auf künftige Anwendungen ist eine effiziente Produktion und Reinigung von Pflanzenviren von entscheidender Bedeutung. In etablierten Protokollen stellt die notwendige Ultrazentrifugation aufgrund von Kosten, schwieriger Skalierbarkeit und Sicherheitsaspekten eine erhebliche Einschränkung dar. Darüber hinaus bleibt die Reinheit des endgültigen Virusisolats oft unklar. Hier wurde ein fortschrittliches Protokoll für die Reinigung von CCMV aus infiziertem Pflanzengewebe entwickelt, wobei der Schwerpunkt auf Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Reinheit lag. Das Protokoll beinhaltet eine Fällung mit Polyethylenglycol (PEG 8000), gefolgt von einer Affinitätsextraktion mit einem neuartigen Peptid-Aptamer. Die Effizienz des Protokolls wurde mithilfe von Größenausschluss-Chromatographie (SEC), MALDI-TOF-Massenspektrometrie, Umkehrphasen-HPLC und Sandwich-Immunoassay validiert. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass das endgültige Eluat der Affinitätssäule eine außergewöhnliche Reinheit (98,4 %) aufweist, die durch HPLC und Detektion bei 220 nm bestimmt wurde. Die Skalierung der von uns vorgeschlagenen Methode scheint einfach zu sein, was den Weg für eine größer angelegte Produktion solcher Nanomaterialien ebnet. Dieses stark verbesserte Protokoll könnte die Verwendung und Umsetzung von Pflanzenviren als nanotechnologische Plattformen für In-vitro- und In-vivo-Anwendungen erleichtern. KW - Affinity chromatography KW - Nanoparticles KW - Nanoscience KW - Carrier protein KW - Encapsulation KW - Combinatorial peptide library KW - Peptide binder KW - Vigna unguiculata KW - Augenbohne KW - Schlangenbohne KW - Pflanzenvirus KW - Plant virus KW - Upscaling KW - Commercialization KW - Reference material KW - Nanocarrier PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-572645 DO - https://doi.org/10.3390/v15030697 VL - 15 IS - 3 SP - 1 EP - 24 PB - MDPI CY - Basel, Schweiz AN - OPUS4-57264 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -