Lipokonjugate als neues Werkzeug zur mikrostrukturierten Funktionalisierung von Oberflächen in biochemischen und zellulären Assays

Abstract

Lipokonjugate wurden als neue Strategie für eine mikrostrukturierte Funktionalisierung von Oberflächen etabliert. Niedermolekulare Bausteine, wie Haptene und Peptide werden kovalent an eine Pam3Cys (N-Palmitoyl-S-[2,3-bis(palmitoyloxy)-(2RS)-propyl]-(R)-cystein) Ankergruppe gekoppelt. Wässrige Lösungen dieser mit drei Acylresten modifizierten Lipoaminosäure werden auf hydrophob silanisierte Glasträger aufpipettiert. Durch den Einsatz dieses mit drei Acylresten substituierten Lipides wird der Abstand zwischen den funktionellen Endgruppen erhöht. Auf diese Weise wird eine optimale Zugänglichkeit für die Erkennung durch Biomoleküle wie z. B. Antikörper gewährleistet, ohne dass weitere nicht-funktionalisierte Lipopeptide zugesetzt werden müssen. Die Immobilisierung der Lipokonjugate auf dem Substrat erfolgt nicht-kovalent. Im Gegensatz zu Strategien, bei denen die Anbindung kovalent erfolgt, besteht kein Risiko, dass durch Verlust reaktiver Gruppen die biologische Aktivität der Testsubstanz beeinflusst werden könnte. Trotz des Fehlens einer kovalenten Anknüpfung ist die Funktionalisierung mit Lipokonjugaten stabil gegenüber den Bedingungen biochemischer Bindungsassays und sogar gegenüber Zellwachstum. Die Anwendbarkeit im Screening von Molekülkollektionen auf Proteinbindung wurde anhand der Bindung von fluoreszent markiertem Streptavidin und indirekte Immunfluoreszenz mit Antikörpern gegen Peptid-Lipokonjugate gezeigt (Abb. 1). In Hinblick auf die Anwendung in zellbiologischen Microarrays wurde die Biokompatibilität der Oberflächen für das Wachstum von adhärenten Zellkulturzellen demonstriert (Abb. 2). Ferner konnte durch Funktionalisierung mit Antikörpern, die Oberflächenmoleküle von Zellen in Suspension erkennen, eine spezifische Anheftung der Zellen an die Oberflächen erreicht werden.