Mikrowellentechnik beschleunigt die Protein Hydrolyse

Protein Hydrolyse

• Überblick
• Anwendungsbeispiele

Die Protein Hydrolyse ist eine altbewährte Aufschlussprozedur aus den Fünfziger Jahren (Stein und Moore) von Proteinen und Peptiden zur Analyse der Aminosäuren. Mit der Aminosäure Analyse (AAA) erfolgt die Quantifizierung der einzelnen Aminosäuren der jeweiligen Probe und stellt eine Voraussetzung zur Identifikation der Aminosäuresequenz des Proteins/Peptids dar.

Der Hydrolyseschritt erfolgt typischerweise bei einer Temperatur von 110 °C mit einer 6N Salzsäure und spaltet alle Bindungen zwischen den einzelnen Aminosäuren des zu untersuchenden Proteins/Peptids. Dieser Arbeitsschritt ist sehr zeitaufwendig und dauert klassisch typischerweise 20 bis 24 Stunden. Es werden zudem inerte Reaktionsbedingungen geschaffen, damit der Luft-Sauerstoff nicht mit den Aminosäuren reagieren kann. Dieser Hydrolyseschritt kann zum Erzielen von niedrigen Nachweisgrenzen speziell bei kleinen Probenmengen (500 Picomol/ 100 µg) in der Gasphase erfolgen. Größere Probenmengen werden häufig auch im direkten Kontakt mit der Salzsäure (Flüssig Phasen Hydrolyse) bearbeitet.

Mit Hilfe der mikrowellenunterstützen Protein-Hydrolyse können sowie Flüssig-Hydrolysen im Mars 6 bzw. Discover SP-D sowie auch Gasphasen-Hydrolysen im Discover schnell und schonend durchgeführt werden.

Gasphasen-Hydrolyse

Mit Hilfe der Mikrowellentechnik können einige Vorteile bei dieser etablierten Arbeitsweise erzielt werden:

1. Der Zeitgewinn durch den Einsatz der Mikrowellentechnik ist auch bei der Protein Hydrolyse enorm. Anstatt die Zersetzungsreaktionen über Nacht zu betreiben, vermag die Mikrowelle in nur 15 min. vergleichbare Ergebnisse zu erzielen.
2. Die Aufschlusseffizienz wird erhöht. Speziell bei hydrophoben Proteinen wurde der Aufschluss unter Mikrowellenaktivierung deutlich verbessert.
3. Es können in einem Lauf bis zu 10 Standard HPLC Autosampler Vials (100 – 300 µl) eingesetzt werden. Alle 15 min. können erneut 10 Proben hydrolysiert werden und somit ein extrem hoher Probendurchsatz realisiert werden.

Flüssig-Hydrolyse

Die Proteinhydrolyse dient zur Spaltung aller Peptidverbindungen in einer Proteinkette. Die so entstandenen freien Aminosäuren werden mittels Aminosäureanalyse quantifiziert. Die Proteine werden aus lebenden Organismen (Biochemie, Biotechnolgie…), aus Lebens- und Futtermitteln (Molkereien, Fleisch-und Wurstwaren, Brauereien und Getränkeindustrie) oder für diagnostische Zwecke aus Blut und Urin isoliert. Die Proteinhydrolyse mit Mikrowellenunterstützung im MARS 6 und Discover erlaubt eine schnelle und reproduzierbare Aufspaltung von Peptid- oder Proteinketten. Die Hydrolysezeit kann von mehreren Stunden auf Minuten reduziert werden. Zudem ist der apparative Aufwand bei der Mikrowellenhydrolyse geringer als bei der klassischen Technik.