Kollagen-Hybridisierungspeptid (CHP)

Direkte Detektion denaturierten Kollagens

Kollagen ist das am häufigsten vorkommende Protein im menschlichen Körper. Es ist ein entscheidender Bestandteil von Organen und Geweben und bildet das Gerüst für Zellanhaftung und Wachstum. Der Kollagenabbau reguliert den Gewebeumbau während Entwicklung, Homöostase und Reparatur. Ein übermäßiger Kollagenabbau wird bei Krankheiten wie Krebs, Entzündungen und Fibrose beobachtet. Alle Arten von Kollagen teilen die dreifach helikale Proteinstruktur, die fast ausschließlich in Kollagen vorkommt. Nach der Spaltung durch eine Kollagenase wird das Kollagenmolekül bei Körpertemperatur thermisch instabil und die Dreifachhelix denaturiert spontan. Die Entfaltung der kollagenen Dreifachhelix tritt auch bei mechanischen Verletzungen des Bindegewebes auf und ist ein wichtiger Schadensmechanismus.

Die Gründer unserer Partnerfirma 3Helix haben das Kollagen-Hybridisierungspeptid (Collagen Hybridizing Peptide, CHP) erfunden, das sich spezifisch an ungefaltete Kollagenmoleküle binden kann. Die Bindung erfolgt, indem das CHP die Dreifachhelix mit den denaturierten Kollagenketten bildet, ähnlich wie ein Primer, der sich bei der PCR an einen geschmolzenen DNA-Strang bindet. CHP ist die erste Sonde ihrer Art, die mit einer Fluoreszenz- oder Biotin-Markierung konjugiert den direkten Nachweis ungefalteter Kollagenmoleküle in praktisch jedem Gewebe ermöglicht.

Anwendungen des Kollagen-Hybridisierungspeptids (CHP)

Direkte Kollagen-Detektion

CHP ermöglicht den direkten Nachweis ungefalteter Kollagenmoleküle in Geweben, die mechanisch beschädigt oder enzymatisch umgebaut wurden (unabhängig davon, ob es sich um physiologisch regulierte oder krankheitsbedingte Veränderungen handelt).

Dezellularisierung von Geweben

Kollagen ist eines der am häufigsten verwendeten natürlichen Gerüstmaterialien für die regenerative Medizin. Der Prozess der Gewinnung nativer extrazellulärer Matrizen durch Entfernung von Zellen aus tierischem Gewebe (Gewebedezellularisierung) kann die Kollagenstruktur verändern und die mechanischen Eigenschaften und die Regenerationsfähigkeit der ECM-Materialien negativ beeinflussen. CHP ermöglicht die Bewertung der strukturellen Integrität von Kollagenmatrizen auf molekularer Ebene und erleichtert die Optimierung der Dezellularisierungsprotokolle.

Identifizierung von Kollagen

CHP kann in verschiedenen biochemischen Assays, wie z. B. In-Gel-Westernblot, zur Identifizierung und potenziellen Quantifizierung des Kollagengehalts in einer biologischen Probe verwendet werden.

ABB: Fluoreszierendes F-CHP misst zuverlässig eine Verdünnungsreihe von Typ-I-Kollagen direkt in einem SDS-PAGE-Gel und erkennt eine Bande mit nur 5 ng Protein (links). CHP identifiziert mehrere Kollagenarten (Mitte) und hat aufgrund seiner neutralen und hydrophilen Natur keine Affinität zu nicht-kollagenen Molekülen in der ECM (Mitte) und im Zelllysat (rechts).

CHP im Vergleich zu konventionellen Methoden der Kollagen-Charakterisierung: