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 Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur
17.08.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

nachricht Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein
17.08.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

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: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Graduiertenschule HyPerCells entwickelt hocheffiziente Perowskit- Dünnschichtsolarzelle

17.08.2017 | Energie und Elektrotechnik

Forschungsprojekt zu optimierten Oberflächen von Metallpulver-Spritzguss-Werkzeugen

17.08.2017 | Verfahrenstechnologie

Fernerkundung für den Naturschutz

17.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz