Modifikation von Proteinen mittels Photosensibilisatoren für die strukturierte Proteinimmobilisierung und Quervernetzung von Biomaterialien

Photosensibilisatoren ermöglichen die Modifikation von Proteinen durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht. So können Proteine quervernetzt oder gezielt in einem belichteten Bereich immobilisiert werden. Beides ist von Bedeutung für die biomedizinische Forschung, etwa im Bereich der Wirkstofffreisetzung aus quervernetzten Proteinmatrices, zur Herstellung diagnostischer Assays oder zur Untersuchung des Zellverhaltens auf strukturierten Oberflächen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Proteine mittels proteinadsorption by photobleaching (PAP) oder durch rose bengal and green light crosslinking (RGX) auf Oberflächen immobilisiert oder quervernetzt. In beiden Methoden kommen Photosensibilisatoren zum Einsatz, die durch sichtbares Licht angeregt werden und im Triplett-Zustand mit der Umgebung reagieren können. Während bei PAP der Photosensibilisator, meist Fluorescein, am Protein konjugiert vorliegt, wird bei RGX der Photosensibilisator Bengalrosa zum Protein hinzugegeben. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Photoimmobilisierung mittels PAP untersucht, bei der die Belichtung oftmals mit einem Laser oder Mikrospiegelarray (digital mirror device, DMD) realisiert wird. Im Rahmen dieser Arbeit sollte der Einsatz einer Power-LED als lichtstarke kostengünstige Variante für die PAP-Methode untersucht werden und der Belichtung mittels Konfokalmikroskop und DMD gegenübergestellt werden. Hierbei wurde untersucht, ob der Photosensibilisator nicht nur am Protein konjugiert, sondern ebenfalls frei in Lösung oder an der Oberfläche adsorbiert eingesetzt werden kann. Zudem wurden Photosensibilisatoren unterschiedlicher Triplett-Quantenausbeute verwendet und die Effizienz der Proteinimmobilisierung verglichen. Für die Immobilisierungen wurden Biotin und das Modellchemokin IL-8 genutzt. Chemokine sind kleine Signalproteine, die die Migration von Zellen bei Entzündungsreaktionen und in der Homöostase des Immunsystems induzieren und lenken. Durch die Präsentation von Chemokinen auf Oberflächen in Form von gebundenen Gradienten, lässt sich ...