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Gewählte Dissertation:

Robert Schlegl (2004): Continuous Refolding of Proteins An Industrial Perspective.
Dissertation, BOKU-Universität für Bodenkultur. UB BOKU obvsg

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Rekombinante Proteine werden oftmals in E.coli in Form von unlöslichen und inaktiven Einschlusskörperchen, sog. Inclusion Bodies, produziert. Die Fermentationskosten sind wegen der hohen volumetrischen Ausbeute daher sehr gering, aber die Aufarbeitung dieser Proteine zu biologisch wirksamen Therapeutika ist sehr kostenintensiv. Ein wesentlicher Engpass bei der Produktion ist die Überführung der gelösten und denaturierten Inclusion Body Proteine in ihre native dreidimensionale Konformation. Dies wird normalerweise durch starke Verdünnung der Proteine in einen geeigneten Rückfaltungspuffer erreicht, in dem sich das Protein in seine native Konformation falten kann. Dieser Prozesschritt ist wegen der hohen Prozessvolumina nach der Verdünnung und der geringen Ausbeuten oftmals sehr kostenintensiv und zeitaufwendig. In der vorliegenden Arbeit wurden kontinuierliche Aufarbeitungsverfahren zur Renaturierung von Proteinen entwickelt, die die Vorteile im Vergleich zur diskontinuierlichen Verdünnungsmethode aufzeigen sollen. Im ersten Teil der Arbeit wurde ein kontinuierlicher Rückfaltungsreaktor basierend auf annularer Gelpermeations-Chromatographie in Kombination mit Ultrafiltration zur Rückführung der Aggregate in den Produktionsprozess entwickelt. Der Reaktor wurde erfolgreich am Modellprotein alpha-Lactalbumin getestet und es konnten sehr hohe Ausbeuten in Abhängigkeit der Rückführungsrate erreicht werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde dieses System auf seine Anwendbarkeit im Pilotmaßstab für die Produktion eines therapeutischen Proteins getestet, das sehr stark zur Aggregation während der Rückfaltung im Tankreaktor neigt. Es konnte gezeigt werden, dass die Ausbeute und Produktivität des kontinuierlichen Reaktors wesentlich höher waren als bei der einfachen Verdünnung in einem Tankreaktor. Im dritten Teil der Arbeit wurde die Rückfaltung von Proteinen mittels kontinuierlich gerührtem Tankreaktor (CSTR) in Kombination mit kontinuierlicher Diafiltration entwickelt und verfahrenstechnisch charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass unter gewissen Betriebsbedingungen höhere Ausbeuten und Produktivitäten als im diskontinuierlichen Tankreaktor erreicht werden können.


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