TY - GEN A1 - Fischer, Janina T1 - Suspensionsarray-Fluoreszenzimmunoassay zur Multiplexbestimmung von SARS-CoV-2-Antikörpern N2 - Übergeordnetes Ziel der Arbeit war die Entwicklung und Optimierung eines Suspensionsarray-Fluoreszenzimmunoassays (SAFIA) für die simultane Bestimmung verschiedener gegen SARS-CoV-2-Proteine gerichtete Antikörper mittels Multiplexdetektion in komplexen Matrices wie humanen Blutserumproben. KW - SARS-CoV-2 KW - Corona KW - COVID-19 KW - Coronavirus KW - Virus KW - Spike-Protein KW - Nucleocapsid-Protein KW - RBD KW - SAFIA KW - LFIA KW - ELISA KW - Partikel KW - Mutationen KW - Neutralisierende Antikörper KW - Durchflusszytometrie KW - ACE2 PY - 2022 SP - 1 EP - 99 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54722 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Tchipilov, Teodor A1 - Raysyan, Anna A1 - Weller, Michael G. T1 - Methods for the quantification of particle-bound protein – Application to reagents for lateral-flow immunoassays (LFIA) N2 - Protein immobilization for the functionalization of particles is used in various applications, including biosensors, lateral-flow immunoassays (LFIA), bead-based assays, and others. Common methods for the quantification of bound protein are measuring protein in the supernatant before and after coating and calculating the difference. This popular approach has the potential for a significant overestimation of the amount of immobilized protein since layers not directly bound to the surface (soft protein corona) are usually lost during washing and handling. Only the layer directly bound to the surface (hard corona) can be used in subsequent assays. A simplified amino acid analysis method based on acidic hydrolysis and RP-HPLC-FLD of tyrosine and phenylalanine (aromatic amino acid analysis, AAAA) is proposed to directly quantify protein bound to the surface of gold nano- and latex microparticles. The results are compared with indirect methods such as colorimetric protein assays, such as Bradford, bicinchoninic acid (BCA), as well as AAAA of the supernatant. For both particle types, these indirect quantification techniques show a protein overestimation of up to 1700% compared to the direct AAAA measurements. In addition, protein coating on latex particles was performed both passively through adsorption and covalently through EDC/sulfo-NHS chemistry. Our results showed no difference between the immobilization methodologies. This finding suggests that usual protein determination methods are no unambiguous proof of a covalent conjugation on particles or beads. KW - Soft protein corona KW - Hard protein corona KW - Gold particles KW - Nanoparticles KW - Mikroparticles KW - Antibody KW - Bioconjugation KW - Protein quantification KW - Supernatant KW - Sodium chloride method KW - Covalent conjugation KW - Latex particles KW - Lateral flow immunoassays PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-545365 SP - 1 EP - 8 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54536 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Tscheuschner, Georg A1 - Kaiser, Melanie N. A1 - Lisec, Jan A1 - Beslic, D. A1 - Muth, Thilo A1 - Krüger, M. A1 - Mages, H.-W. A1 - Dorner, B. G. A1 - Knospe, J. A1 - Schenk, J. A. A1 - Sellrie, F. A1 - Weller, Michael G. T1 - MALDI-TOF-MS-based identification of monoclonal murine anti-SARS-CoV-2 antibodies within one hour N2 - During the SARS-CoV-2 pandemic, many virus-binding monoclonal antibodies have been developed for clinical and diagnostic purposes. This underlines the importance of antibodies as universal bioanalytical reagents. However, little attention is given to the reproducibility crisis that scientific studies are still facing to date. In a recent study, not even half of all research antibodies mentioned in publications could be identified at all. This should spark more efforts in the search for practical solutions for the traceability of antibodies. For this purpose, we used thirty-five monoclonal antibodies against SARS-CoV-2 to demonstrate how sequence-independent antibody identification can be achieved by simple means applied onto the protein. First, we examined the intact and light chain masses of the antibodies relative to the reference material NIST-mAb 8671. Already half of the antibodies could be identified based solely on these two parameters. In addition, we developed two complementary peptide mass fingerprinting methods with MALDI-TOF-MS that can be performed in 45 minutes and had a combined sequence coverage of over 80%. One method is based on the partial acidic hydrolysis of the protein by 5 mM of sulfuric acid at 99 °C. Furthermore, we established a fast way for a tryptic digest without an alkylation step. We were able to show that the distinction of clones is possible simply by a brief visual comparison of the mass spectra. In this work, two clones originating from the same immunization gave the same fingerprints. Later, a hybridoma sequencing confirmed the sequence identity of these sister clones. In order to automate the spectral comparison for larger libraries of antibodies, we developed the online software ABID 2.0 (https://gets.shinyapps.io/ABID/). This open-source software determines the number of matching peptides in the fingerprint spectra. We propose that publications and other documents critically relying on monoclonal antibodies with unknown amino acid sequences should include at least one antibody fingerprint. By fingerprinting an antibody in question, its identity can be confirmed by comparison with a library spectrum at any time and context. KW - SARS-CoV-2 antibody KW - Reproducibility crisis KW - Peptide mass fingerprinting KW - Monoclonal antibody KW - Traceability KW - Antibody identification KW - Identity KW - Antibody light chain KW - MALDI-TOF-MS KW - Trypsin KW - Acidic cleavage KW - Antibody subclass KW - Database KW - Peak overlap KW - ABID KW - Sulfuric acid KW - Online software KW - Sequencing KW - Peptide coverage PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-545182 SN - 2310-287X SP - 1 EP - 24 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gabler, Mariella T1 - Development of an affinity-based method for the site-selective synthesis of antibody-drug-conjugates N2 - For the site-selective synthesis of ADCs, a variety of obstacles must be overcome. Those include designing bifunctional affinity peptides with reasonably low 𝐾𝑑-values that couple to the mAb in a site-selective manner. These peptides should also include a functional group that links the payload to the mAb under mild conditions without adversely affecting it. The bioconjugation between peptide and antibody and the linker between peptide and payload must be stable and durable to provide safety when used for medical purposes. The usage of metals and organic solvents should be minimized. Within the project, new types of functionalized affinity peptides were designed, and their affinity towards the Fc-fragment was determined. KW - Antibody drug conjugate KW - ADC KW - Human antibody KW - Peptide KW - Linker KW - Toxin KW - Payload KW - Monomethyl Auristatin E KW - MMAE KW - DM1 KW - Click chemistry KW - Copper-catalyzed KW - SDS-PAGE KW - HPLC KW - Trastuzumab KW - Herceptin KW - SPR KW - MALDI-TOF-MS KW - Mertansine KW - Site-selective bioconjugation KW - Affinity PY - 2021 SP - 1 EP - 100 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Herrmann, Stefan T1 - Charakterisierung zweier monoklonaler Antikörper zur Detektion von Sprengstoffen N2 - In 2019 over 30 000 people were killed or injured by explosions caused by explosives like TNT, PETN, HMX and RDX. Therefore, highly sensitive assays for the detection of TNT are needed. In this study we compared two commercially available TNT antibodies: A1.1.1 and EW75C with a highly optimized indirect competitive ELISA based on a BSA-TNA conjugate. As a result, a precision profile for both antibodies was determined with a LOD of 170 pmol L-1 for the clone A1.1.1 and a LOD of 3,2 nmol L-1 for the clone EW75C. The measurements showed that the clone A1.1.1 is a highly sensitive antibody for the detection of TNT while the clone EW75C does show medium performance at most. In the cross-reactivity characterization of both antibodies many substances, closely related to the structure of TNT were tested. Both antibodies showed strong cross reactivity with trinitroaniline and trinitrobenzene. For the clone A1.1.1, which is known to originate from immunization of mice with an TNP-glycine-KLH conjugate, this has to be expected. Interestingly the clone EW75C, which was not characterized yet, showed similar behavior. This suggests a TNA-conjugate as immunogen for the EW75C antibody as well. None of both antibodies showed cross-reactions to the high explosives PETN, HMX and RDX. Also, the cross-reactions of nitro musks with the antibodies were investigated. Despite their prohibition, nitro musks are still used in Asia especially and are particularly popular in India. The overall superior clone A1.1.1 showed a significant cross-reactivity to musk ambrette. For practical reasons the influence of musk ambrette on this assay when used in natural environment should be investigated. In further experiments, the highly sensitive TNT antibody A1.1.1 was digested with papain to obtain monovalent Fab-fragments. Due to its high stability against the digestion, a custom protocol for the IgG1 subclass of mice, to which the clone A1.1.1 belongs, was developed, resulting in a quantitative digestion of the intact antibody to Fab fragments. The success of the digestion was determined with MALDI-TOF-MS and SDS-PAGE. It was shown that this protocol worked for many different antibodies of IgG1 subclass as well. KW - TNT KW - Trinitrotoluol KW - Nitroaromaten KW - Nitromoschus KW - Duftstoffe KW - ELISA KW - Immunoassay KW - Antibody KW - Explosives KW - Klon A1.1.1 KW - Klon EW75C KW - Fab Fragment KW - Kreuzreaktion KW - Crossreactivity KW - Precision Profile KW - Präzisionsprofil KW - Affinity KW - Affinitätskonstante KW - IC50 PY - 2020 SP - 1 EP - 113 PB - Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin - htw CY - Berlin AN - OPUS4-54556 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - 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 - GEN A1 - Döring, Sarah T1 - Vergleichende Darstellung SARS-CoV-2-spezifischer Nanobodys aus unterschiedlichen Wirtsorganismen N2 - Aufgrund der anhaltenden COVID-19-Pandemie werden neutralisierende Therapeutika benötigt. Eine Möglichkeit zur Behandlung stellt die Verwendung monoklonaler Anti-SARS-CoV-2-Immun-globuline dar. Ihre Produktion in Säugetierzellen ist jedoch schwer skalierbar, um den weltweiten Bedarf zu decken. VHH-Antikörper, auch Nanobodys genannt, bieten hierfür eine Alternative, da sie eine hohe Temperaturstabilität aufweisen und eine kostengünstige Produktion in prokaryotischen Wirtsorganismen ermöglichen. KW - E. coli KW - Corona KW - Virus KW - Spike-Protein KW - Nanobody KW - Antikörper KW - Expression KW - Fingerprint KW - Vhh KW - RBD KW - COVID-19 KW - SARS-CoV-2 KW - ELISA KW - MST KW - Halomonas elongata KW - Periplasma KW - SDS-PAGE KW - ACE2-Rezeptor PY - 2021 SP - 1 EP - 111 PB - Technische Universität Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54624 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Völzke, Jule Lexa T1 - Herstellung und Charakterisierung Antigen-beschichteter Nanopartikel als Analoga von Virus-like Particles (VLP) N2 - In dieser Arbeit wurden drei verschiedene Nanomaterialien auf ihre Bindungsfähigkeit zu Proteinen untersucht. Zu Beginn standen dabei die Herstellung stabiler Dispersionen der einzelnen Nanopartikel und die Stabilität der gebildeten Konjugate im Vordergrund. Der Nachweis einer erfolgreichen Konjugatbildung, sprich der Beschichtung von Nanopartikel mit Proteinen, wurde sowohl qualitativ mittels DLS-Messungen als auch über quantitative Protein-Bestimmungen erbracht. Für die Quantifizierung konnten verschiedene Methoden eingesetzt werden. Neben der klassischen Vorgehensweise, welche indirekt über die Quantifizierung von ungebundenem Protein im Überstand erfolgt, konnten ihm Rahmen dieser Arbeit verschiedene direkte Bestimmungsmethoden entwickelt werden. So wurden mittels kolorimetrischer Tests, wie dem BCA-Assay und dem Bradford-Assay, Nanodiamantdispersionen mit Hilfe einer Korrekturwellenlänge vermessen und quantifiziert. Ebenso zum Einsatz kam die Methode der Aminosäureanalytik, welche aufgrund ihrer guten Rückführbarkeit auf Aminosäurestandards Ergebnisse mit hoher Richtigkeit generieren kann und ebenso die Detektion kleiner Proteinmengen möglich macht. Nach den erfolgten quantitativen Betrachtungen wurden die Protein-beschichteten Nanopartikel auf ihre Anwendbarkeit als Analoga von Virus-like Particles (VLP) bei einer Immunisierung zur Gewinnung von polyklonalen Antikörpern gegen humanes Ceruloplasmin in Kaninchen überprüft. Es konnte mittels ELISA gezeigt werden, dass die Konjugate erfolgreich für die Herstellung von Antikörpern eingesetzt werden können und im zeitlichen Verlauf einer Immunisierung eine Steigerung des Antikörper-Titers zu erreichen ist. KW - DLS KW - Dynamische Lichtstreuung KW - Aluminiumoxid KW - Nanodiamant KW - Gold-Nanopartikel KW - BSA KW - Albumin KW - Protein G KW - Ceruloplasmin KW - Immunpräzipitation KW - Ultraschall KW - BCA KW - Bradford-Assay KW - AAAA KW - Aromatische Aminosäureanalytik KW - ICP-MS KW - NaCl-Methode PY - 2018 SP - 1 EP - 107 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54625 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Le Xuan, Hoa T1 - Gezieltes Crosslinking von Immunglobulinen mit ortspezifischen Bindern N2 - Die neue Crosslinking-Methode ist hilfreich, um Immunglobuline des Isotyps G ortspezifisch an ihrer Bindungsstelle mit Protein A oder G zu konjugieren. Die Kopplungen von Protein A und G konnten erfolgreich an Maus- und Human-IgG durchgeführt, sowie die Bedingungen untersucht und optimiert werden. Die Aktivierung von Protein G mit Glutaraldehyd erfolgt am besten bei pH 8 und die anschließende Kopplung mit Maus-IgG1 bei einem pH-Wert von 6. Jedoch wurden mit SIAB und Sulfo-SIAB als Crosslinker im Vergleich zu Glutaraldehyd noch höhere Signale erhalten. Für die Kopplung von SIAB sind 40% DMSO im Reaktionspuffer günstig, währenddessen Sulfo-SIAB gut wasserlöslich ist daher keine Lösungsvermittler benötigt. Es ergab sich ein optimaler pH-Wert von 7,4 um Protein A mit SIAB zu aktivieren und den gleichen pH-Wert um die Kopplung mit Maus-IgG1 durchzuführen. Für die Kopplung von Protein G mit Maus-IgG1 hingegen zeigten die Experimente, dass ein leicht saurer pH-Wert bei pH 6 für den IgG-Kopplungsschritt am günstigsten ist. Während die Inkubationszeit von Maus-IgG1 mit Protein G bei 16 h liegt, muss mit Protein A bis zu 40 h inkubiert werden, um das Kopplungsmaximum zu erreichen. Des Weiteren wurde das Crosslinking von Human-IgG (Herceptin) mit SIAB untersucht. Dabei zeigte sich, wie in der Abbildung 47 zu sehen ist, dass Protein A und G vergleichbar gut an Human-IgG zu koppeln sind. Für das Crosslinking von Protein G mit Maus-IgG1 ist dagegen ein deutlich besserer Umsatz im Vergleich zu Protein A zu erkennen (Abbildung 48). Heterobifunktionale Linker können mit der reaktiveren Gruppe die erste Bindung eingehen, um erst nach Zugabe eines weiteren Reagenzes die zweite Bindung auszubilden und zudem intramolekulare Reaktionen möglichst zu vermeiden. KW - Antikörper KW - Antibodies KW - Vernetzung KW - Immobilisierung KW - Immobilization KW - Herceptin KW - Human antibodies KW - Therapeutic antibodies KW - Diagnostic antibodies KW - Oriented immobilization PY - 2019 SP - 1 EP - 100 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54658 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Bahri, Marwa T1 - Ortsspezifische Biokonjugation von humanen Antikörpern mit IgG-bindenden Peptiden N2 - Es wurde im Rahmen dieser Arbeit eine neue Methode der Biokonjugation entwickelt, die es ermöglicht humane Antikörper ortspezifisch mit IgG-bindenden Peptiden zu konjugieren. Als Basis fungierte ein Peptid, welches für den Einsatz gezielt modifiziert wurde. So sollte am C-Terminus ein Biotin eingefügt werden, dass für die spätere Detektion der Biokonjugation genutzt werden kann, während am N-Terminus ein Cross-Linker für die kovalente Bindung zum Antikörper eingefügt wurde. Das Biotin wurde mittels Biotin-Lysin eingebaut. Dies hat den Vorteil, dass die modifizierte Aminosäure direkt in der SPPS genutzt werden kann. Auch der Cross-Linker soll schon während der SPPS in das Peptid integriert werden. Als Cross Linker wurden die zwei heterobifunktionellen Succinimidyl(3-bromoacetamid)propionate und Succinimidyl(4-iodacetyl)aminobenzoat untersucht. Die Aktivierung des Peptides mit dem SBAP-Cross-Linker erfolgte am besten im pH-Bereich zwischen 7,0 und 9,0. Die Modifizierung des Peptides mit dem Iodid-Cross-Linker SIAB unter den gleichen Bedingungen zeigte allerdings keine zufriedenstellenden Ergebnisse. Da das erste Peptid allerdings in den Folgeexperimenten sehr gute Ergebnisse zeigte, musste kein weiterer Linker getestet werden. Zusätzlich zu der Cross-Linker-Wahl sollte der Abstand zwischen dem Cross-Linker und dem Grundgerüst des Peptides auf den Einfluss der Bindung untersucht werden. Dazu wurden drei Kontrollpeptide synthetisiert, die entweder um zwei Aminosäuren zwischen dem ursprünglichen N-Terminus des Peptides und dem SBAP-Linker verlängert wurden, keinen SBAP-Linker beinhalten oder die Verlängerung ohne SBAP-Linker besaßen. Die erfolgreiche Synthese aller vier Peptide wurde mittels MALDI-TOF-MS bestätigt. KW - Peptide KW - Bioconjugation KW - Crosslinker PY - 2020 SP - 1 EP - 82 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54659 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -