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2026-03-17T11:06:33Z

Herstellung

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[[Datei:PDB 2qyj EBI.png|mini|Strukturmodell eines DARPins basierend auf Röntgenstrukturanalysedaten (PDB 2QYJ)]]
'''DARPins''' (kurz von engl. ''Designed Ankyrin Repeat Proteins'') sind künstliche [[Protein]]e, die zur Erkennung und Bindung von [[Antigen]]en befähigt sind. Sie sind strukturell von [[Ankyrin]]-Proteinen abgeleitet und bestehen aus mehreren Repeat-Motiven dieser Proteine. DARPins mit insgesamt vier Repeat-Motiven und einer [[Molekülmasse]] von etwa 14 [[Dalton (Einheit)|kDa]] sind etwa 10-mal leichter als ein [[Antikörper]] vom [[Immunglobulin G|IgG]]-Typ. Ihre [[Affinität (Biochemie)|Affinität]] zu einem Antigen ist mit der eines Antikörpers vergleichbar. DARPins können sich als [[Agonist (Pharmakologie)|Agonisten]], [[Antagonist (Pharmakologie)|Antagonisten]], [[Inverser Agonist|inverse Agonisten]] oder [[Inhibitor|Enzyminhibitoren]] verhalten.<ref name="pmid18621567">{{Literatur |Autor=M. T. Stumpp, H. K. Binz, P. Amstutz |Titel=DARPins: a new generation of protein therapeutics |Sammelwerk=[[Drug Discov Today]] |Band=13 |Nummer=15-16 |Datum=2008-08 |Seiten=695–701 |DOI=10.1016/j.drudis.2008.04.013 |PMID=18621567}}</ref> DARPins wurden maßgeblich an der [[Universität Zürich]] entwickelt. Ein Einsatz als Werkzeuge in der Forschung sowie als [[Diagnostika]] und [[Therapeutika]] wird angestrebt.<ref>E. Heinzelmann: ''DARPins - Allrounder für Diagnose und Therapie.'' In: ''Swiss Engineering.'' Nr. 12, 2008, S. 62–63. ({{Webarchiv |url=http://www.swissengineering-stz.ch/pdf/stz1220083130.pdf |text=Webarchiv von swissengineering-stz.ch/ |wayback=20120305160830}}, PDF; 142 kB)</ref>

== Struktur ==
DARPins sind strukturell von Proteinen abgeleitet, die ein oder mehrere sogenannte Ankyrin-Repeat-Motive tragen. Dieses weit verbreitete, meist 33 [[Aminosäure]]-lange Motiv besteht aus einer [[β-Schleife]] und zwei [[α-Helix|α-Helices]] und kann nicht nur im [[Cytoskelett]]-Protein Ankyrin, sondern in großer Zahl in Proteinen fast aller Lebewesen gefunden werden.<ref name="pmid8108379">{{Literatur |Autor=P. Bork |Titel=Hundreds of ankyrin-like repeats in functionally diverse proteins: mobile modules that cross phyla horizontally? |Sammelwerk=Proteins |Band=17 |Nummer=4 |Datum=1993-12 |Seiten=363–374 |DOI=10.1002/prot.340170405 |PMID=8108379}}</ref> DARPins tragen mindestens drei dieser Motive. Noch kleinere künstliche Repeat-Proteine mit nur einem oder zwei Repeat-Motiven bilden keine ausreichende [[Tertiärstruktur]] aus.<ref name="pmid12461176">{{Literatur |Autor=L. K. Mosavi, D. L. Minor, Z. Y. Peng |Titel=Consensus-derived structural determinants of the ankyrin repeat motif |Sammelwerk=[[Proc. Natl. Acad. Sci. USA]] |Band=99 |Nummer=25 |Datum=2002-12 |Seiten=16029–16034 |DOI=10.1073/pnas.252537899 |PMC=138559 |PMID=12461176}}</ref> Als [[Antikörpermimetikum|Antikörpermimetika]] werden insbesondere DARPins mit zwei oder drei variablen Repeat-Motiven, die von zwei endständigen konstanten Repeat-Motiven flankiert werden, entwickelt und eingesetzt.

Innerhalb der Repeat-Motive kann der gezielte Austausch einzelner Aminosäuren zu einer Affinitätssteigerung beitragen. Die oberflächennahen Aminosäuren in den Positionen 1, 3, 11, 12, 31 und 33 der jeweiligen Motive eignen sich für Modifikationen, da sie nicht für die Struktur der DARPins essenziell sind, aber mit einer Interaktion mit Zielproteinen in Verbindung gebracht werden.<ref name="pmid17436550">{{Literatur |Autor=M. T. Stumpp, P. Amstutz |Titel=DARPins: a true alternative to antibodies |Sammelwerk=[[Curr Opin Drug Discov Dev]] |Band=10 |Nummer=2 |Datum=2007-03 |Seiten=153–159 |PMID=17436550}}</ref>

== Eigenschaften ==
Wie andere Antikörpermimetika besitzen DARPins eine gegenüber den meisten Antikörpern erhöhte Temperaturstabilität. Eine [[Denaturierung (Biochemie)|Denaturierung]] von DARPins mit vier bis sechs Repeat-Motiven erfolgt erst bei Temperaturen oberhalb des Bereichs von 66 bis 85 °C.<ref name="pmid12948497">{{Literatur |Autor=H. K. Binz, M. T. Stumpp, P. Forrer, P. Amstutz, A. Plückthun |Titel=Designing repeat proteins: well-expressed, soluble and stable proteins from combinatorial libraries of consensus ankyrin repeat proteins |Sammelwerk=[[J. Mol. Biol.]] |Band=332 |Nummer=2 |Datum=2003-09 |Seiten=489–503 |PMID=12948497}}</ref>

DARPins, die mit Hilfe [[Gentechnik|gentechnischer]] Methoden in Zielzellen eingeschleust werden, eignen sich als alternative Werkzeuge zu [[Intrabody]]s und [[RNA-Interferenz|RNAi]] zur Untersuchung von Zellfunktionen und stellen eine Option in der [[Gentherapie]] dar.<ref name="pmid15851475">{{Literatur |Autor=P. Amstutz, H. K. Binz, P. Parizek u. a. |Titel=Intracellular kinase inhibitors selected from combinatorial libraries of designed ankyrin repeat proteins |Sammelwerk=[[J Biol Chem]] |Band=280 |Nummer=26 |Datum=2005-07 |Seiten=24715–24722 |DOI=10.1074/jbc.M501746200 |PMID=15851475}}</ref>

== Herstellung ==
Mit Hilfe [[Molekularbiologie|molekularbiologischer]] Methoden unter Anwendung der [[Zufällige Mutagenese|zufälligen Mutagenese]] werden [[Molekülbibliothek]]en von DARPins angelegt. Diese DARPin-Bibliotheken werden unter Einsatz geeigneter Displaytechniken, wie beispielsweise dem [[Phagendisplay]] oder dem [[Ribosomendisplay]], DARPins selektiert, die das Zielprotein binden können. Nach einer Auswahl des geeignetsten DARPins lässt sich dieses mit einer sehr hohen Ausbeute mit Hilfe von Produktionsorganismen, wie beispielsweise ''[[Escherichia coli]]'', herstellen.<ref name="pmid12948497" />

== Klinische Forschung ==
Das Schweizer Unternehmen [[Molecular Partners]] arbeitet an [[Radioligand]]-DARPins, die kleinzellige Lungenkarzinome bekämpfen sollen. Das DARPin MP0712 mit dem radioaktiven [[Blei|Blei-Isotop]] Pb-212 gegen DLL3-positive Tumoren befindet sich in frühen klinischen Studien. Davor forschte das Unternehmen mehrere Jahre am Problem, dass sich DARPins in den Nieren anreichern, anstelle ausgeschieden zu werden.<ref>{{Cite news |title=Molecular schwenkt auf Radioligandentherapie um |last=Boyadijian |first=Rupen |url=https://www.fuw.ch/molecular-schwenkt-auf-radioligandentherapie-um-analyse-der-aussichten-bis-ende-2025-397271715927 |date=2024-11-05 |language=de |access-date=2026-03-17}}</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=P. Forrer, H. K. Binz, M. T. Stumpp, A. Plückthun |Titel=Consensus design of repeat proteins |Sammelwerk=[[ChemBioChem]] |Band=5 |Nummer=2 |Datum=2004-02 |Seiten=183–189 |DOI=10.1002/cbic.200300762 |PMID=14760739}}
* {{Literatur |Autor=M. T. Stumpp, P. Amstutz |Titel=DARPins: a true alternative to antibodies |Sammelwerk=Curr Opin Drug Discov Devel |Band=10 |Nummer=2 |Datum=2007-03 |Seiten=153–159 |PMID=17436550}}
* {{Literatur |Autor=M. T. Stumpp, H. K. Binz, P. Amstutz |Titel=DARPins: a new generation of protein therapeutics |Sammelwerk=Drug Discov. Today |Band=13 |Nummer=15-16 |Datum=2008-08 |Seiten=695–701 |DOI=10.1016/j.drudis.2008.04.013 |PMID=18621567}}

[[Kategorie:Antikörpermimetikum]]
[[Kategorie:Protein]]

DARPins - Versionsgeschichte

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