Membrane chromatography using organic bioelectronic surfaces
- Reference number
- RMA11-0104
- Start and end dates
- 120801-180930
- Amount granted
- 22 410 579 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Polymer-based materials for biomolecular purification have been one of the most essential components for the advancement in biotechnology, and Sweden has played an enormously important role in this development, both scientifically and commercially. The current understanding of how biomolecular interactions orchestrate the symphony of activities in living cells stems to a significant extent from the art of isolating individual biomolecular entities. Here, polymer-based materials have been successfully developed for isolation of water-soluble proteins, while efficient ways to handle cell-membrane bound molecules remain lacking. Due to the important role of the cell-membrane, for instance manifested by the fact that the majority of current drugs target cell-membrane components, this has been identified as one of the key bottlenecks for the advancement in biomedicine. By matching unique material properties of conductive polymers with physical characteristics of cell-membranes, it is the objective of the proposed project to contribute new means for isolation and enrichment of membrane-residing proteins. Our major accomplishment will be new organic bioelectronic materials for separation and enrichment of membrane components that do not rely on destructive detergent treatment. With novel so-called iontronic devices and e-surfaces the natural environment of the cell membrane components will be preserved, thus enabling improved functional studies and drug-screening applications.
Popular science description
Cellers yttre hölje är antagligen det mest fascinerande exemplet på mjuka material som utnyttjas av levande organismer. Cellers kommunikation med sin omgivning kontrolleras av en 5-10 nanometer tunn hinna bestående av lipider (detergentliknande molekyler) och protein (livets funktionella komponenter). Cellmembranets centrala betydelse är uppenbar från det faktum att en tredjedel av genomet kodar för membranprotein. Dessutom har mer än hälften av dagens läkemedel membranprotein som målgrupp. Trots detta är vår förståelse för membranbundna proteiners funktion och samspel väsentligt magrare än vår förståelse för vattenlösliga protein. Detta beror på att det sedan länge existerar effektiva polymer-baserade material för separation och anrikning av vattenlösliga protein. Dessa material har dock inte med samma framgång kunnat appliceras på membranprotein. Genom att matcha unika materialegenskaper hos ledande polymerer, främst utvecklade för organisk elektronik, med speciella fysikaliska egenskaper hos cellmembran, är huvudsyftet med det föreslagna projektet att utveckla nya material och system för separation och identifiering av membranprotein. Detta, i sin tur förväntas erbjuda helt nya möjligheter för funktionella studier och läkemedelstestning av membranprotein i sin naturliga miljö.