Auswahlhilfe für Crosslinker

Suchen Sie nach dem perfekten Crosslinker für Ihre Biokonjugationsforschung? Nutzen Sie unsere detaillierte Auswahlhilfe, die unter anderem nach Crosslinker-Typ, reaktiven Gruppen und Spacerarmlänge unterteilt ist, um die richtige Wahl zu treffen.

Abschnitte

• Was sind Crosslinker?
• Referenztabelle für die Crosslinker-Auswahl
• Crosslinker-Anwendungsbereiche
• Besondere Überlegungen für die Auswahl eines Crosslinkers

Mit einem Crosslinker entstehen aus interagierenden Proteinen mittels Biokonjugation vernetzte Proteine.

WAS SIND CROSSLINKER?

In der Biochemie und bei der Biokonjugation sind Crosslinker wichtige chemische Verbindungen, die zwei oder mehr Moleküle durch Bildung kovalenter Bindungen miteinander verknüpfen. Diese Linker sind bei zahlreichen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, zum Beispiel bei der Erzeugung von Biokonjugaten, bei der Untersuchung von Protein-Protein-Interaktionen und bei der Entwicklung von Biomaterialien. Es gibt verschiedene Arten von Crosslinkern, jeder mit spezifischen Funktionen für verschiedene Anwendungen.

Referenztabelle für die Crosslinker-Auswahl

Crosslinker	Reaktive Gruppen	Spacerarmlänge	Wasserlöslichkeit	Spaltbarkeit	Effizienz der Vernetzung	Stabilität	Toxizität/Biokompatibilität
DSS	NHS-Ester (Amin)	11,4 Å (starr)	Niedrig	Nicht spaltbar	Hoch	Stabil, feuchtigkeitsempfindlich	Moderate Toxizität
Sulfo-SMCC	NHS-Ester (Amin), Maleimid (Thiol)	11,6 Å (starr)	Hoch	Nicht spaltbar	Hoch	Unter physiologischen Bedingungen stabil, lichtempfindlich	Geringe Toxizität, in vivo geeignet
EDC	Carbodiimid (Carboxy/Amin)	Null-Länge	Hoch	Unter sauren Bedingungen spaltbar	Hoch	Unter sauren Bedingungen stabil	Geringe Toxizität, in vivo geeignet
BS3	NHS-Ester (Amin)	11,4 Å (starr)	Hoch	Nicht spaltbar	Hoch	Stabil, feuchtigkeitsempfindlich	Moderate Toxizität
DTSSP	NHS-Ester (Amin), Disulfid (Thiol)	12,0 Å (starr)	Hoch	Unter reduzierenden Bedingungen spaltbar	Hoch	Stabil, Reduktionsmittel wirken spaltend	Geringe Toxizität, in vivo geeignet
Sulfo-NHS-LC-Biotin	NHS-Ester (Amin)	22,4 Å (flexibel)	Hoch	Nicht spaltbar	Hoch	Stabil, feuchtigkeitsempfindlich	Geringe Toxizität
BMH	Maleimid (Thiol)	16,1 Å (flexibel)	Niedrig	Nicht spaltbar	Hoch	Stabil, lichtempfindlich	Moderate Toxizität
DMP	NHS-Ester (Amin)	9,2 Å (starr)	Niedrig	Nicht spaltbar	Moderat	Stabil	Moderate Toxizität
MBS	NHS-Ester (Amin), Maleimid (Thiol)	10,2 Å (starr)	Niedrig	Nicht spaltbar	Hoch	Unter physiologischen Bedingungen stabil, lichtempfindlich	Moderate Toxizität
PEGylierte Crosslinker	NHS-Ester (Amin)	Variabel (abhängig von der PEG-Länge)	Hoch	Spaltbare und nicht spaltbare Varianten	Hoch	Stabil, anpassbar auf Basis der PEG-Länge	Geringe Toxizität, in vivo geeignet

Hinweise:

• DSS (Disuccinimidylsuberat) ist ein häufig verwendeter homo-bifunktionaler Crosslinker mit hoher Reaktivität, aber moderater Toxizität.
• Sulfo-SMCC ist ein häufig verwendeter hetero-bifunktionaler Crosslinker mit hoher Löslichkeit und geringer Toxizität, der sich für In-vivo-Anwendungen eignet.
• EDC (1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid) ist ein Crosslinker mit Null-Länge, der für seine hohe Effizienz und geringe Toxizität bekannt ist.
• BS3 (Bis[sulfosuccinimidyl]suberat) ist ähnlich wie DSS, jedoch mit höherer Wasserlöslichkeit.
• DTSSP (3,3'-Dithiobis[sulfosuccinimidylpropionat]) bietet Spaltbarkeit unter reduzierenden Bedingungen.
• Sulfo-NHS-LC-Biotin wird für die Biotinylierung mit einem flexiblen Spacerarm verwendet.
• BMH (Bismaleimidohexan) bietet Flexibilität mit Maleinimidgruppen für Thiolreaktivität.
• DMP (Dimethylpimelimidat) wird weniger häufig verwendet, zeichnet sich aber bei bestimmten Anwendungen durch Effektivität aus.
• MBS (m-Maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimidester) ist eine weitere hetero-bifunktionale Option für spezifische Anwendungen.
• PEGylierte Crosslinker bieten anpassbare Spacerlängen und sind außerordentlich biokompatibel.

Funktionsweise von Crosslinkern

Crosslinker reagieren mit bestimmten Funktionsgruppen an Molekülen. Aminreaktive Gruppen wie NHS-Ester und Isocyanate reagieren mit primären Aminen an Proteinen oder anderen Biomolekülen. Sulfhydrylreaktive Gruppen wie Maleimide und Pyridyldisulfide reagieren mit Thiolgruppen an Cysteinresten, wohingegen carboxyreaktive Gruppen wie Carbodiimide Carboxygruppen aktivieren, um Amidbindungen mit Aminen zu bilden.

CROSSLINKER-ANWENDUNGSBEREICHE

Crosslinker lassen sich in zahlreichen und Anwendungsbereichen auf vielfältige Weise einsetzen. Sie spielen eine wichtige Rolle bei Studien zu Protein-Protein-Wechselwirkungen, da sie transiente Wechselwirkungen zwischen Proteinen stabilisieren, sodass diese mithilfe von Verfahren wie Massenspektrometrie oder Western Blotting analysiert werden können. Bei der Biokonjugation dienen Crosslinker der Bindung von Wirkstoffen, Fluoreszenzmarkern oder anderen Sonden an Biomoleküle, um die therapeutische Entwicklung und Diagnostik zu erleichtern. In der Materialwissenschaft helfen Crosslinker dabei, Hydrogele und andere Biomaterialien, die biologisches Gewebe imitieren können, zu vernetzen. Darüber hinaus ermöglichen sie die Immobilisierung von Biomolekülen, wie z. B. von Enzymen oder Antikörpern, auf festen Trägern, wodurch die Stabilität und Wiederverwendbarkeit in verschiedenen Assays verbessert werden.

Homo-bifunktionale vs. hetero-bifunktionale Crosslinker

Homo-bifunktionale Crosslinker weisen an beiden Enden identische reaktive Gruppen auf. Sie werden verwendet, um ähnliche Moleküle miteinander zu verbinden, z. B. zwei Proteine mit derselben funktionellen Gruppe. Ein Beispiel für diesen Typ ist „Disuccinimidylsuberate“ (DSS) mit zwei N-Hydroxysuccinimid(NHS)-Estergruppen. Im Gegensatz dazu weisen hetero-bifunktionale Crosslinker an jedem Ende unterschiedliche reaktive Gruppen auf und sind somit ideal für die Verknüpfung unterschiedlicher Moleküle, wie z. B. eines Proteins und eines kleinen Moleküls, die jeweils mit einer anderen funktionellen Gruppe reagieren. Ein Beispiel für diesen Typ ist Sulfo-SMCC mit einem NHS-Ester an einem Ende und einer Maleimidgruppe am anderen Ende.

BESONDERE ÜBERLEGUNGEN FÜR DIE AUSWAHL EINES CROSSLINKERS

Bei der Auswahl des richtigen Crosslinkers spielen mehrere Überlegungen eine wichtige Rolle. Eine davon ist die Spezifität, da der Crosslinker auf bestimmte Funktionsgruppen an den relevanten Molekülen ausgerichtet ist. Die Länge des Spacerarms im Crosslinker beeinflusst den Abstand zwischen den verknüpften Molekülen und damit die Funktion und Stabilität des Konjugats. Für biologische Anwendungen werden wasserlösliche Crosslinker bevorzugt, um die Kompatibilität mit wässrigen Umgebungen zu gewährleisten. Zudem können manche Crosslinker unter bestimmten Bedingungen abgespalten werden, um die kontrollierte Freisetzung verknüpfter Moleküle zu ermöglichen.