Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Moleküle von Geruchsstoffen zeigen unerwartete Flexibilität

27.06.2016

Hochaufgelöste Rotationsspektroskopie offenbart eine beispiellose Zahl von Konformationen eines Geruchsstoffmoleküls – ein neuer Weltrekord!

Forscher des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie am Center for Free-Electron Laser Science und des Hamburg Centre for Ultrafast Imaging (CUI) unter der Leitung von Melanie Schnell haben die komplexe Konformationslandschaft eines duftenden Biomoleküls entschlüsselt. Die Erkenntnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Physical Chemistry Chemical Physics publiziert.


Struktur der stabilsten, kugelähnlichen Form von Citronellal.

© S. R. Domingos / MPI für Struktur und Dynamik der Materie

Die Wissenschaft des Geruchssinns gibt bis heute Rätsel auf, und die Frage wie unser Körper Gerüche interpretiert ist immer noch aktuelles Thema weltweiter Debatten. Wir wissen immerhin so viel: Die Funktion eines bestimmten Biomoleküls ist unmittelbar davon abhängig, wie dieses Molekül in den jeweiligen biologischen Rezeptor „hineinpasst“ – so wie ein Schlüssel, der nur ein bestimmtes Türschloss schließt.

Viele biochemische Prozesse werden durch dieses sogenannte Schlüssel-Schloss-Prinzip gesteuert. Die Größe, Form und Flexibilität des Schlüssels bestimmen, wie gut er sich an sein Ziel binden kann: Kann er das richtige Schloss öffnen oder nicht?

Um Aufschluss über diese Mechanismen zu erhalten, haben die Forscher eine hochaufgelöste rotationsspektroskopische Untersuchung von Citronellal durchgeführt – einem vielseitigen biochemischen Ausgangsstoff, der in vielen ätherischen Ölen natürlich auftritt. Er hat einen ausgeprägten Zitronenduft und wird häufig in der kosmetischen Industrie eingesetzt.

Die Forscher entdeckten, dass dieses Molekül eine beachtliche Zahl von Formen, sogenannte Konformationen, annehmen kann, allein durch Rotationen um fünf verschiedene Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen. Diese miteinander abgestimmten Rotationen führen zu einer außergewöhnlich großen Zahl stabiler Formen des Moleküls. Insgesamt konnten fünfzehn Formen identifiziert werden.

„Wir haben Anhaltspunkte dafür, dass dieses unglaublich flexible System eine Vorliebe für kugelförmige Strukturen hat, sich also bevorzugt ineinander faltet“, sagt Sérgio Domingos, Erstautor der Arbeit. „Diese Beobachtung erlaubte es uns, wichtige Informationen bezüglich der möglichen Wechselwirkungen dieses Moleküls mit biologischen Rezeptoren abzuleiten.“

Die Zahl der Konformationen (Schlüssel), welche bei diesem Molekül beobachtet wurden, stellt einen Weltrekord in der Fachwelt der Mikrowellenspektroskopie dar. „Die außergewöhnliche Fähigkeit dieses Duftmoleküls, seine Form zu verändern, erlaubt besondere Einblicke in die Beziehung zwischen Struktur und Funktion eines Biomoleküls. Wir haben nicht nur fünfzehn Schlüssel gefunden, sondern haben nun auch ein besseres Verständnis, welche von ihnen besser in das Schloss passen könnten“, sagt Gruppenleiterin Melanie Schnell abschließend.

Ansprechpartner:

Dr. Sérgio Domingos
Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie
Center for Free-Electron Laser Science
Luruper Chaussee 149
22761 Hamburg
Germany
+49 (0)40 8998-6233
sergio.domingos@mpsd.mpg.de

PD Dr. Melanie Schnell
Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie
Center for Free-Electron Laser Science
Luruper Chaussee 149
22761 Hamburg
Germany
+49 (0)40 8998-6240
melanie.schnell@mpsd.mpg.de

Originalpublikation:

S. R. Domingos, C. Pérez, C. Medcraft, P. Pinacho, and M. Schnell, "Flexibility unleashed in acyclic monoterpenes: conformational space of citronellal revealed by broadband rotational spectroscopy," Physical Chemistry Chemical Physics 18 (25), 16682-16689 (2016); DOI: 10.1039/C6CP02876D

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.1039/C6CP02876D Originalpublikation
http://www.mpsd.mpg.de/research/rg/ccm Forschungsgruppe von PD Dr. Melanie Schnell
http://www.mpsd.mpg.de Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie

Dr. Michael Grefe | Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie

Weitere Berichte zu: Free-Electron Laser Materie Max-Planck-Institut Molekül Moleküle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Proteine zueinander finden
21.02.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Kleine Moleküle gegen altersbedingte Erkrankungen
21.02.2017 | Universität Bayreuth

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: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit den Betriebsräten Sozialpläne

21.02.2017 | Unternehmensmeldung

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zur Sprache gebracht: Und das intelligente Haus „hört zu“

21.02.2017 | Messenachrichten