Proteinumschließung in Liposomen: Die Effizienz hängt von den Wechselwirkungen zwischen Protein und Phospholipid-Doppelschicht ab.

HINTERGRUND: Wir haben den Umschließungsmechanismus von Enzymen in Liposomen untersucht. Die bestehenden Protokolle zur Erreichung hoher Umschließungseffizienzen sind grundsätzlich für chemisch stabile Moleküle optimiert. Enzyme hingegen sind fragil und die Umschließung erfordert zusätzlich die Erhaltung ihrer Funktionalität. Unter Verwendung von Acetylcholinesterase als Modell fanden wir heraus, dass die meisten Protokolle zu einer schnellen Denaturierung des Enzyms führen, was zu einem Verlust der Funktionalität führt und daher für eine solche Anwendung ungeeignet ist. Die geeignetste Methode basiert auf der Hydration von Lipidfilmen, hatte jedoch eine sehr niedrige Effizienz. ERGEBNISSE: Um die Effizienz zu verbessern und ein standardisiertes Verfahren zur Enzymumschließung vorzuschlagen, haben wir jeden Schritt getrennt und den Effekt jedes Parameters auf die Umschließung untersucht: Lipid- und Pufferzusammensetzung sowie den Einfluss verschiedener physikalischer Behandlungen wie Gefrier-Tau-Zyklen oder Liposomenextrusion. Wir fanden heraus, dass durch Erhöhung der Lipidkonzentration, Erhöhung der Anzahl der Gefrier-Tau-Zyklen und Verstärkung der Wechselwirkungen des Enzyms mit der Liposomenlipidoberfläche mehr als 40 % der gesamten Anfangsaktivität eingeschlossen werden können. FAZIT: Wir schlagen hier ein optimiertes Verfahren zur Umschließung fragiler Enzyme in Liposomen vor. Optimale Umschließung wird durch die Induktion einer spezifischen Wechselwirkung zwischen dem Enzym und der Lipidoberfläche erreicht.