Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heidelberger Forscher klären Verteilung von Ionen an Bakterienoberflächen auf

04.11.2010
Wichtige Forschungsergebnisse zum Verständnis der Wechselwirkungen von Bakterien mit Biomolekülen

Neue Forschungsergebnisse zu Ionen an Bakterienoberflächen haben Physiker der Universität Heidelberg vorgelegt. Die Wissenschaftler am Institut für Physikalische Chemie konnten die Ionen-Menge und ihre Verteilung an einer Oberfläche aus bakteriellen Membranlipiden bestimmen.

Damit gelang ihnen ein erster Schritt, um künftig systematisch den Einfluss von Ionen auf die Wechselwirkung von Bakterien mit verschiedenen Biomolekülen zu untersuchen. Ein detailliertes Verständnis der Rolle solcher Ionen ist wichtig für die Medizin, etwa für die Entwicklung von Antibiotika auf der Basis von kleinen Molekülen, sogenannten Peptiden. Die Ergebnisse der Arbeiten wurden in der Wissenschaftszeitschrift PNAS veröffentlicht.

Die Wechselwirkungen von Bakterien mit verschiedenen Biomolekülen werden schon länger intensiv erforscht. So können beispielsweise antimikrobielle Peptide Bakterien abtöten, wobei aber die Anwesenheit bestimmter Ionen wie etwa Kalzium die Bakterien vor diesem Angriff schützt. Wegen der elektrischen Ladung, die die meisten Bakterien auf ihrer Oberfläche tragen, spielt die Elektrostatik bei dieser wechselseitigen Beeinflussung eine entscheidende Rolle. Da im Wasser gelöste Ionen die elektrostatischen Kräfte teilweise abschirmen, kommt den Wechselwirkungen zwischen Bakterienoberflächen und Ionen eine große Bedeutung zu.

Die Physik-Doktoranden Emanuel Schneck und Thomas Schubert konnten zusammen mit ihrem wissenschaftlichen Betreuer Prof. Dr. Motomu Tanaka präzise die Menge und Verteilung verschiedener Ionensorten bestimmen. Dies gelang ihnen mit Röntgenfluoreszenzmessungen an der Europäischen Synchrotronstrahlungsquelle ESFR in Grenoble unter Mitwirkung von Dr. Oleg Konovalov. Die Forscher beleuchteten eine Schicht bakterieller Membranlipide, sogenannter Lipopolysaccharide, an einer Wasseroberfläche mit einem Röntgenstrahl bei kleinen Einfallswinkeln. So wurden zunächst nur die Ionen nahe der Oberfläche zum Aussenden von Fluoreszenz, der Emission von charakteristischer elektromagnetischer Strahlung, angeregt. Mit steigendem Einfallswinkel vergrößerte sich der Bereich, in dem die Fluoreszenzanregung stattfand. Aus der Winkelabhängigkeit der Fluoreszenzintensität konnten die Wissenschaftler die Verteilung der Ionen genau rekonstruieren.

Die Ergebnisse stimmten quantitativ mit den Computersimulationen der kanadischen Wissenschaftler Prof. Dr. David Pink und Bonnie Quinn an der St. Francis Xavier University in Antigonish überein. An den Forschungsarbeiten waren auch Prof. Dr. Thomas Gutsmann und Prof. Dr. Klaus Brandenburg am Forschungszentrum Borstel, dem Leibniz-Zentrum für Medizin und Biowissenschaften, beteiligt. Sie haben die Lipopolysaccharide als Modellsystem in einem speziellen Verfahren für die Untersuchungen vorbereitet.

Informationen sind im Internet unter
http://www.pci.uni-heidelberg.de/bpc2/index.html
abrufbar.
Originalveröffentlichung:
E. Schneck, T. Schubert, O. Konovalov, B. Quinn, T. Gutsmann, K. Brandenburg, R. Oliveira, D. Pink, M. Tanaka: Quantitative determination of ion distributions in bacterial lipopolysaccharide membranes by grazing-incidence X-ray fluorescence. PNAS 2010, 107 (20), 9147-9151, doi: 10.1073/pnas.0913730107
Kontakt:
Emanuel Schneck / Thomas Schubert
Institut für Physikalische Chemie, Telefon (06221) 54-4916
schneck@uni-heidelberg.de / thomas.schubert@uni-heidelberg.de
Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de
http://www.pci.uni-heidelberg.de/bpc2/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln
24.07.2017 | Universität Potsdam

nachricht Pfade ausleuchten im Fischgehirn
24.07.2017 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie