Proteine, die aus der natürlichen extrazellulären Matrix gewonnen werden, wie Gelatine,
kommen in der klinischen Forschung zum Einsatz. Gewöhnlich wird Gelatine aus tierischem
Material gewonnen, wodurch das Risiko einer pathogenen Übertragung und einer
uneinheitlichen Produktqualität von Charge zu Charge besteht. Eine rekombinante Produktion
in Hefe umgeht diese Nachteile, indem die Herstellung mit reproduzierbarer Qualität
in tierkomponentenfreien Medien gewährleistet wird. Ein gelatinemimetisches Protein
(GelMP), das auf der Alphakette des menschlichen Kollagen I basiert, wurde in
Komagataella phaffii unter der Kontrolle des Promotors der Methanol-induzierbaren Alkoholoxidase
(AOX1) geklont. Ein produzierender Klon wurde ausgewählt und die Produktion
auf einen 30-L-Maßstab hochskaliert. Das GelMP wurde in das Kultivierungsmedium
sekretiert, und die Endausbeute betrug 3,4 g/L. Das Zielprotein wurde direkt
aus dem zellfreien Medium durch eine Cross-Flow Filtration gewonnen. Neben dem Gelatine-
mimetischen Protein wurde ein Fibrin-basiertes Protein rekombinant hergestellt.
Die Fibrinogen-γ-Kette (FGG) ist eine von drei Proteinketten, die das Blutgerinnungsprotein
Fibrinogen bilden. FGG zeichnet sich durch interessante biologische Funktionen
aus, wie z.B. die Bindung von Integrinen, Leukozyten, Thrombozyten, Fibroblasten, Endothelzellen
und dem Wachstumsfaktor FGF-2. In dieser Arbeit wurde rekombinantes
FGG als Biomaterial auf Fibrinbasis in Escherichia coli hergestellt. Die Gensequenz der
menschlichen Fibrinogen γ - Kette wurde Codon optimiert, synthetisiert und in E. coli
eingebracht. Das FGG wurde im 10 L Kultivierungsmaßstab als Inclusion bodies produziert.
Die IBs wurden solubilisiert und mittels Zwei-Schritt-Chromatographie auf eine
Reinheit von > 90 % aufgereinigt. In Zellkulturexperimenten förderte sowohl das rekombinante
FGG als auch das Gelatine-mimetische Protein die Adhäsion und Proliferation
von aus Fettgewebe gewonnenen mesenchymalen Stammzellen (AD-MSCs). Der funktionelle
Unterschied ist von nativem Fibrinogen und tierischer Gelatine nicht zu unterscheiden.
Das GelMP und FGG sind Alternativen zur Herstellung und Gewinnung von
humanbasierten Strukturproteinen für den Einsatz in der regenerativen Medizin.
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