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Aptamer

1 Definition

Unter einem Aptamer versteht man ein kurzes einzelsträngiges DNA- oder RNA-Oligonukleotid mit einer Länge von 25 – 70 Basen. Die Besonderheit dieses Oligonukleotides ist, dass es mittels seiner 3D-Struktur ein spezifisches Molekül binden kann.

2 Prinzip

  • Aptamere binden an Proteine, bakterielle Gifte, niedermolekulare Stoffe (wie z. B. Antibiotika und Aminosäuren) und an Viruspartikel
  • Aptamere zeichen sich durch Dissoziationskonstanten im pico- und nanomolaren Bereich aus
  • sie binden an ihre Zielmoleküle ähnlich stark wie Antikörper
  • die hohe Spezifität rührt daher, dass sich die 3D-Struktur des Oligonukleotides genau um den Bindungspartner herumfaltet. Dieser Vorgang nennt sich adaptive Bindung.
  • zu den wichtigsten Interaktionen neben der Passgenauigkeit sind elektrostatische Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen und Basenstapelungen

3 Herstellung

  • die Herstellung der Aptamere erfolgt künstlich in vitro nach dem Kriterium einer hohen spezifischen Bindungsaffinität
  • Erstellung von großen Zufallsbibliotheken von Oligonukleotiden unterschiedlicher Basenabfolge
  • aus den Sequenzen dieser Basenabfolge wird über die systematische Evolution von Liganden durch exponentielle Anreicherung diejenigen herausgefiltert, die das gewünschte Molekül am stärksten binden
  • Vermischung der Aptamer-Kandidaten mit immobilisierten Liganden
  • Wegwaschung der nicht gebundenen Teile
  • übrig bleiben Kandidaten mit einer hohen Affinität für das Zielmolekül
  • Vermehrung über die PCR
  • dieser Zyklus wird mehrmals wiederholt
  • nach mehreren Durchgängen kommen dann ein oder zwei Oligonukleotide heraus, die man als Aptamere bezeichnet

4 Eigenschaften und Vorteile

Die Aptamere sind in ihren Eigenschaften gewissermaßen eine Mischung aus kleinen Molekülen und Antikörpern. Dies ergibt eine sehr günstige Kombination. Die Eigenschaften sind im Einzelnen:

5 Anwendung

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