Untersuchungen zur Anbindung von Proteinen und Peptiden an Biomaterialien sowie zur Schädigung dieser Proteine und Peptide durch reaktive Sauerstoff-Spezies

Nothdurft, Lars; Buse, Gerhard

doi:23866

Untersuchungen zur Anbindung von Proteinen und Peptiden an Biomaterialien sowie zur Schädigung dieser Proteine und Peptide durch reaktive Sauerstoff-Spezies

Nothdurft, Lars (Author)

2001 & 2002

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Lars Nothdurft

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2001

Umfang133 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2001

Prüfungsjahr: 2001. - Publikationsjahr: 2002

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Buse, Gerhard (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2001-12-20

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-2732
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/56792/files/02_012.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Chemie (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 540

Kurzfassung
Beim Kontakt von Biomaterialien mit den unterschiedlichen Körpergeweben kann es zu entzündlichen Reaktionen kommen, die zur Bildung reaktiver Molekülspezies führen. Das Ausmaß dieser Reaktionen hängt entscheidend von den Oberflächeneigenschaften des Biomaterials ab und kann durch die kovalente Anbindung physiologisch aktiver Proteine und Peptide positiv beeinflußt werden. In diesem Zusammenhang wurde die kovalente Anbindung von Proteinen an Biomaterialoberflächen sowie die Schädigung von Proteinen durch reaktive Molekülspezies untersucht: - es wurde die kovalente Anbindung verschiedener Proteine und Peptide an die Oberflächen von aminofunktionalisiertem TiAl6V4 und Si3N4 sowie mit Polyacrylsäure gepfropfter Polymilchsäure-Folie untersucht: an TiAl6V4 und Si3N4 können auf einer Fläche von 1 µm² etwa 70 Moleküle Meerrettichperoxidase kovalent gebunden werden, an die funktionalisierte Polymilchsäure-Folie lassen sich auf dieser Fläche dagegen etwa 25*105 Moleküle Meerrettichperoxidase binden. Experimente mit weiteren Proteinmolekülen zeigen außerdem, daß die Bindungsdichten hier mit der Größe der Moleküle korrelieren. - für die Untersuchung der Reaktionen der Proteine mit reaktiven Molekülspezies wurde für 3-Nitrotyrosin als spezifischem Marker eine empfindliche Nachweismethode etabliert: mit Hilfe der Hochauflösenden Flüssigkeitschromatographie (HPLC) wurde nach Vorsäulenderivatisierung mit Dimethylaminoazobenzol-sulfonylchlorid (DABS-Cl) eine Nachweisgrenze im unteren pmol-Bereich erreicht. Für die Bestimmung noch kleinerer Mengen 3-Nitrotyrosin wurde ein indirekter ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) mit polyklonalen Antikörpern entwickelt.

Biomaterials in direct contact to body tissues may lead to inflammatory reactions with the possible formation of reactive molecule species. The extent of these reactions depends decisively on the property of the surface of the particular biomaterial which can be modified in a positive manner by means of the covalent coupling of physiologically active proteins and peptides. In this context the covalent coupling of proteins to biomaterial surfaces as well as the damage to proteins due to reactive molecule species was investigated: - the covalent coupling of different proteins and peptides to the surface of functionalised TiAl6V4 and Si3N4 as well as to the surface of polylactic acid plastic film grafted with polyacrylic acid was examined: at the surface of TiAl6V4 and Si3N4 about 70 molecules of horse radish peroxidase per 1 µm² could be covalently bound, whereas to the grafted polylactic acid plastic film about 25*105 molecules per 1 µm² could be bound. Experiments with further proteins show a correlation between the number of bound molecules and their size. - for the reactions of reactive molecule species with proteins 3-nitrotyrosine was chosen as a sensitive marker and an assay was established: after pre-column derivatisation with dimethylaminoazobenzenesulfonyl chloride (DABS-Cl) and subsequent analysis via High Performance Liquid Chromatography (HPLC) a detection limit in the lower pmol range could be achieved. For the quantification of even smaller amounts of 3-nitrotyrosine an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) with polyclonal antibodies was devel

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