Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kurzlebige Leistungsträger im Rampenlicht

31.07.2007
Neuer SFB an der LMU gestartet

Als Werkzeuge oder Bausteine für neuartige Stoffe werden häufig Enzyme und andere Biomoleküle genutzt. Deren Strukturen und Interaktionen dominieren deshalb noch immer die chemische und biochemische Forschung. Doch diese zeitunabhängigen und rein statischen Eigenschaften greifen für ein tieferes Verständnis zu kurz, weil in vielen Fällen reaktive Zwischenstufen eines Moleküls oder aktivierte Enzyme entstehen, die erst die eigentliche Reaktion durchführen. Eben diesen - meist noch unbekannten - dynamischen Parametern widmet sich nun der neue Sonderforschungsbereich (SFB) 749 "Dynamik und Intermediate molekularer Transformation". Sprecher des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts ist Professor Thomas Carell vom Department für Chemie und Biochemie der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München. Im Rahmen des SFB sollen schwer zu untersuchende molekulare Zwischenstufen unter anderem mit Hilfe moderner Ultrakurzzeitmethoden analysiert werden.

Ohne zeitabhängige Transformationen könnten viele Moleküle ihre Aufgaben nicht übernehmen. Doch oft werden die zugrunde liegenden Prinzipien und die dabei entstehenden Zwischenstufen nicht oder zu wenig verstanden. Schuld daran ist die kurzlebige Natur der reaktiven Intermediate. "Es bedarf teilweise komplizierter zeitauflösender Techniken, um sie fassbar und studierbar zu machen", so Carell. "Es ist dabei unerheblich, ob sich die Forschung auf Prozesse in einem klassischen Reaktionsgefäß oder in einer Zelle konzentriert. Immer bedarf es ausgefeilter Messtechniken, die nur an wenigen Forschungsstandorten weltweit beherrscht werden." Und München ist einer davon. Deshalb wird die dynamische Untersuchung molekularer chemischer und biochemischer Reaktivität mit Hilfe zeitauflösender Laserspektroskopie das zentrale Element im geplanten SFB sein. Zudem vereint München eine weltweit einmalige Zahl von führenden Vertretern der relevanten Forschungsgebiete zur molekularen Dynamik.

Ziel des SFB ist, die Parameter zu untersuchen, die die Reaktivität und Funktion von chemisch und biologisch relevanten Molekülen in Lösung und auch in Zellen steuern. "Wir werden uns dabei auf Prozesse in organischen Lösungsmitteln, die für die synthetische Chemie so bedeutsam sind, und auf Wasser in den biologischen Fragestellungen konzentrieren", berichtet Carell. Reaktionen in der Gasphase stehen nicht im Fokus. "Von Interesse ist für uns dabei nicht nur die Art der reaktiven Zwischenstufen, sondern auch deren Stabilität und die Bildungsgeschwindigkeit, mit der die Aktivierung erfolgt. Denn sie bestimmt wiederum die Reaktivität eines Moleküls." Weil die zu untersuchenden Systeme so komplex sind, werden auch neue Methoden und Konzepte erarbeitet werden müssen. Deren allgemeine Natur wiederum wird ganze Klassen von Prozessen einer Beschreibung zugänglich machen. Insgesamt wird der SFB an den Schnittstellen der drei Disziplinen Chemie, Biologie und Physik tätig sein. Er integriert alle Bestrebungen in den Einzeldisziplinen, den zeitlichen Verlauf chemischer und biochemischer Prozesse zu analysieren.

... mehr zu:
»Enzym »Molekül »Prozess

Im Bereich der Biologie soll unter anderem die Proteinfaltung im Vordergrund stehen, ein für die Funktion der Moleküle essentieller Prozess, der immer noch unzureichend aufgeklärt ist. Dieser dynamische Vorgang verläuft über eine Reihe von zum Teil definierten Zwischenstufen der Faltung. "Aber auch hier sind letztlich nur die sehr einfachen Systeme gut verstanden", meint Carell. "Allgemein haben sich Enzyme, die radikalische Zwischenstufen generieren, bislang nahezu vollständig einer besseren mechanistischen Untersuchung entzogen. Hier wollen wir Untersuchungen mit zeitauflösenden Techniken durchführen." Wichtig ist auch, dass die Reaktivität der Systeme oft durch die Positionierung eines Enzyms in der Zelle und die dadurch erzeugte spezifische Umgebung reguliert wird. "Die Untersuchung der enzymatischen Aktivität in der Zelle ist ein neues und sehr spannendes Gebiet", berichtet Carell. "Auch dieses neue Forschungsfeld werden wir im SFB verfolgen."

Enzyme und metallorganische Katalysatoren sind zudem auch das Rückgrat der modernen Prozesschemie. "Die fundamentalen Verständnisdefizite im Bereich der Dynamik dieser molekularen Systeme sind deshalb besonders beklagenswert", meint Carell. "Wären metallorganische Prozesse besser verstanden, könnten die im Labor entwickelten Systeme sehr viel leichter in großtechnische Prozesse integriert werden." Auch ließen sich neue Katalysatorsysteme und neue Reaktionen planbarer finden. Bislang sind enzymatische Prozesse und die evolutive Optimierung der Biokatalysatoren noch auf einfachste Systeme beschränkt, weil wenig über die komplexeren Enzyme bekannt ist. "Einige davon könnten aber dabei helfen, eine nachhaltige, moderne und umweltschonende Chemie in der Industrie aufzubauen", meint Carell. "Wir erwarten aber auch neue Ergebnisse, die Einzug in die Lehrbücher halten könnten."

Ansprechpartner:
Professor Dr. Thomas Carell
Department für Chemie und Biochemie
Tel.: 089 / 2180-77755
E-Mail: Thomas.Carell@cup.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Berichte zu: Enzym Molekül Prozess

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften