Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mainzer Wissenschaftler lüften Schleier um Biomineralisation: Händigkeit entscheidend

11.07.2007
Forschungsergebnisse könnten auch die Ausbildung bestimmter Aminosäuren in der Urzeit erklären - Veröffentlichung im Fachjournal "Angewandte Chemie"

Viele Meeresbewohner wie Perlenaustern, Seeigel oder Korallen sind kunstfertige Meister der Biomineralisation. Sie sind nicht nur in der Lage Calciumcarbonat selbst herzustellen, sondern verleihen dem Kalkstein - so die umgangssprachliche Bezeichnung - auch eine besondere Härte, die durch Menschenhand bisher nicht zu erreichen war. Wissenschaftler um Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Tremel von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz konnten nun erstmals zeigen, dass die Bildung unterschiedlicher Formen und Stabilitäten von Calciumcarbonat durch die sogenannte Chiralität von Hilfsstoffen während der Kristallisation bestimmt wird. Die Fachzeitschrift "Angewandte Chemie" hat die Forschungsergebnisse in ihrer jüngsten Ausgabe veröffentlicht und mit der herausragenden Bewertung "Very Important Paper (VIP)" beurteilt.

Chiralität ist ein weit verbreitetes Merkmal in der Natur und beschreibt die Tatsache, dass zahlreiche Moleküle sich in ihrer räumlichen Anordnung zueinander verhalten wie Hände - sie sind analog aufgebaut, aber spiegelbildlich und lassen sich nicht zur Deckung bringen. In der Natur kommt von wichtigen biochemischen Molekülen ausschließlich eine von diesen zwei möglichen spiegelbildlichen Strukturen vor; dieses Phänomen wird als Homochiralität bezeichnet. So treten fast alle Aminosäuren nur in einer Form auf - per Definition der linkshändigen Form, chirale Zucker dagegen in der rechtshändigen.

Setzt man im Labor bei der Kristallisation von Calciumcarbonat die natürliche L-Form von Aminosäuren ein, so bildet sich eine weniger stabile Variante des Calciumcarbonats, der Aragonit. Aragonit kommt in der Natur vor allem bei Muscheln, Austern und Perlen vor und ist an dem schillernden Farbenspiel des Perlmutts mitbeteiligt. Setzt man jedoch die "unnatürliche", künstlich hergestellte rechtsdrehende Aminosäure-Form ein, so bildet sich Calcit. Calcit, auch Kalkspat genannt, wird auch immer unter "normalen" Bedingungen, also ohne Zusätze wie etwa von Aminosäuren, gebildet. Das heißt die Chiralität der zugesetzten Aminosäure bestimmt, welche Form von Calciumcarbonat entsteht.

Diese Befunde lassen den Schluss zu, dass die unterschiedlichen Formen von Calciumcarbonat eine der beiden enantiomeren Formen - die rechts- oder die linkshändige - bevorzugt an ihrer Oberfläche binden. Diese bevorzugte Oberflächen-Bindung könnte umgekehrt auch zu der bevorzugten Bildung nur einer Aminosäure-Form geführt haben. Die Ergebnisse liefern somit möglicherweise einen Hinweis darauf, warum in der Urzeit eine chirale Sorte der Aminosäuren bevorzugt gebildet wurde, da im Archaikum der Meeresboden von Calcit bedeckt war. Dies wäre eine Erklärung dafür, wie Aminosäuren in der Urzeit nach ihrer Chiralität sortiert und zu Peptiden polymerisiert wurden - die Grundlage für Proteine und darauf aufbauende komplexere biochemische Lebensmoleküle und Grundlage für das Leben überhaupt.

Stephan E. Wolf, Niklas Loges, Bernd Mathiasch, Martin Panthöfer, Ingo Mey, Andreas Janshoff, Wolfgang Tremel. Phasenselektion von Calciumcarbonat durch die Chiralität adsorbierter Aminosäuren. Angewandte Chemie, Vol. 119, Issue 29, Pages 5716- 5721.
http://dx.doi.org/10.1002/ange.200700010 (German Edition)
http://dx.doi.org/10.1002/anie.200700010 (International Edition)
Kontakt und Informationen:
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Tremel
Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. 06131 39-25135, Fax 06131 39-25605
E-Mail: tremel@mail.uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1002/ange.200700010
http://www.ak-tremel.chemie.uni-mainz.de
http://dx.doi.org/10.1002/anie.200700010

Weitere Berichte zu: Aminosäure Biomineralisation Calcit Calciumcarbonat Chiralität Urzeit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Alter beeinflusst den Mikronährstoffgehalt im Blut
05.12.2016 | Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke

nachricht Forscher finden «Krebssignatur» in Proteinen
05.12.2016 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

4,6 Mio. Euro für Cloud Computing-Gemeinschaftsprojekt „Cloud Mall BW“

05.12.2016 | Förderungen Preise

1,5 Mio. Euro für das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)

05.12.2016 | Förderungen Preise

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise