Eine Strep‐Tag‐geprägte Polymer‐Plattform für die heterogene Bio(elektro)katalyse

Molekular geprägte Polymere (MIPs) sind künstliche Rezeptoren mit selektiven Erkennungsstellen für Zielmoleküle. Eine der vielversprechendsten Strategien für Protein‐MIPs beruht auf der Nutzung kurzer, oberflächenexponierter Proteinfragmente, sogenannter Epitope, als Schablonen für die Prägung von Bindungsstellen in einem Polymergerüst für ein spezifisches (Ziel‐)Protein. Der Mangel an hochauflösenden Strukturdaten von flexiblen oberflächenexponierten Regionen erschwert jedoch die Auswahl geeigneter Epitope. Hier haben wir diesen Nachteil durch die Entwicklung eines MIPs auf Polyscopoletin‐Basis behoben, das rekombinante Proteine über das weit verbreitete Affinitätspeptid Strep‐tag II erkennt. Elektrochemie, oberflächensensitive IR‐Spektroskopie und Molekulardynamiksimulationen wurden eingesetzt, um eine größtmögliche Kontrolle der Strep‐MIP‐Elektrosynthese zu gewährleisten. Die Funktionalität dieser neuartigen Plattform wurde mit zwei Strep‐Tag‐markierten Enzymen überprüft: einer O2‐toleranten [NiFe]‐Hydrogenase und einer alkalischen Phosphatase. Beide Enzyme behielten ihre biokatalytischen Aktivitäten nach mehrfacher Verwendung und bestätigten damit die Effizienz von dem Strep‐MIP als generell biokompatible Plattform zur Bindung rekombinanter Proteine für die Nutzung in der Biotechnologie. Die universelle Plattform Strep‐MIP, die mit der auf synthetischen Polymeren basierenden Prägungsstrategie aufgebaut wurde, erkennt rekombinante Proteine über das weit verbreitete Affinitätspeptid Strep‐Tag II. Elektrochemie, oberflächensensitive IR‐Spektroskopie und Molekulardynamiksimulationen liefern umfassende Details über die Bindung, Entfernung, Wiederverwendbarkeit und katalytische Leistung der immobilisierten Enzyme und fördern so die Anwendung von Strep‐MIP in der Biotechnologie.