Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanomaschinen für "Bionische Proteine"

15.02.2013
Ein ForscherInnenteam der Universität Wien und der Universität für Bodenkultur Wien entwickelt mit Hilfe des Hochleistungsrechners Vienna Scientific Cluster (VSC) Nanomaschinen, mit denen sich die vielfältigen Funktionen von Proteinen nachbauen lassen.

Diese "bionischen Proteine" könnten in Zukunft eine wichtige Rolle für Innovationen in der pharmazeutischen Forschung spielen. Aktuell haben Ivan Coluzza und KollegInnen dazu einen Artikel in der renommierten Physikzeitschrift Physical Review Letters publiziert.


Knotenstruktur des bionischen Proteins
Copyright: Ivan Coluzza

Proteine sind die Grundbausteine aller bekannten Lebewesen und wegen ihrer vielfältigen und komplexen Funktionen werden sie auch oft als "molekulare Maschinen" bezeichnet. Betrachten wir beispielsweise die Proteine in unseren Muskeln: Bei jeder einzelnen Kontraktion verändern unzählige Proteine ihre Struktur, um die Bewegung des Muskels hervorzurufen.

Dieser außergewöhnliche Prozess wird von Molekülen durchgeführt, welche eine Größe von etwa einem Nanometer, also einem Milliardstel Meter haben. Muskelkontraktion ist jedoch nur eine von zahlreichen Aufgaben, die Proteine erfüllen: Es gibt Proteine, welche Substanzen in und aus Zellen transportieren, Proteine, welche andere Proteine bauen oder einfangen, und Proteine, welche chemische Reaktionen beschleunigen, um einige wenige Beispiele zu nennen. "Von den faszinierenden Eigenschaften der Proteinen inspiriert, haben wir uns zum Ziel gesetzt, Nanomaschinen zu entwerfen und zu bauen, die nach analogen Prinzipien funktionieren und ähnliche Aufgaben verrichten können", erklärt Ivan Coluzza, Post-doc an der Computergestützten Physik der Universität Wien, das Forschungsprojekt.

Vienna Scientific Cluster (VSC) berechnet Nanomaschinen

Im Rahmen eines langfristigen Forschungsprogramms sind Ivan Coluzza und Kollegen von der Computergestützten Physik an der Fakultät für Physik der Universität Wien sowie dem Institut für Biologisch-inspirierte Materialien der Universität für Bodenkultur Wien den geplanten Nanomaschinen einen wichtigen Schritt näher gekommen. Das Team konnte mit Hilfe von Computersimulationen zeigen, dass sich in dem von ihnen entwickelten physikalischen Modell Partikelstränge spontan zu bestimmten dreidimensionalen Strukturen falten und sogar Knoten bilden können. Die numerisch äußerst aufwendigen Berechnungen gelangen nur durch Einsatz des Vienna Scientific Clusters (VSC), einem von der Universität Wien, der Technischen Universität Wien und der Universität für Bodenkultur Wien gemeinsam betriebenen Hochleistungsrechner.

Künstliche Proteine aus dem Labor

Die Wiener ForscherInnen arbeiten nun an der Umsetzung ihrer theoretischen Ergebnisse, d.h. sie versuchen, künstliche Materialien mit Funktionen wie Proteine im Labor vom Institut für Biologisch-inspirierte Materialien zu realisieren. Dazu sollen spezifisch funktionalisierte Nanopartikel in einer am Computer ermittelten Sequenz zu Ketten verbunden werden, welche sich dann analog zu Proteinen zu den gewünschten Formen verknoten. Solche neuartige bio-mimetische Nanostrukturen könnten technologisch eingesetzt werden, zum Beispiel als Träger für Drug-Delivery-Systeme oder als enzymartige Katalysatoren.

Das Projekt wurde vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) im Rahmen des SFB "Vienna Computational Materials Laboratory" (ViCoM) unterstützt.

Publikation in Physical Review Letters:
Sequence Controlled Self-Knotting Colloidal Patchy Polymers: Ivan Coluzza, Peter D. J. van Oostrum, Barbara Capone, Erik Reimhult and Christoph Dellago.11. Februar 2013.
Wissenschaftliche Kontakte
Dr. Ivan Coluzza
Computergestützte Physik
Universität Wien
1090 Wien, Boltzmanngasse 5
T +43-1-4277-511 76
ivan.coluzza@univie.ac.at
Anfragen an Herrn Coluzza in englischer Sprache.
Univ.-Prof. Mag. Dr. Christoph Dellago
Computergestützte Physik
Universität Wien
1090 Wien, Boltzmanngasse 5
T +43-1-4277-512 60
M +43-664-602 77-512 60
christoph.dellago@univie.ac.at
Rückfragehinweise
Mag. Veronika Schallhart
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 30
M +43-664-602 77-175 30
veronika.schallhart@univie.ac.at
Mag. Michaela Klement
Öffentlichkeitsarbeit & Medieninformation
Universität für Bodenkultur Wien
Gregor Mendel-Straße 33
1180 Wien
T +43-1-47654-2351
M +43-664-88586435
michaela.klement@boku.ac.at

Veronika Schallhart | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i7/e075501

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Inspiriert durch die Chemie des Auges: Forscher entwickeln neues Verfahren der Katalyse-Chemie
03.09.2015 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Plastik-Giftcocktails im Sediment: Start der 2. Forschungsexpedition am 8. September/12 Uhr
02.09.2015 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

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: Fraunhofer ISE entwickelt hochkompakten Wechselrichter für unterbrechungsfreie Stromversorgungen

Bauteile aus Siliziumkarbid ermöglichen Wirkungsgrad von 98,7 Prozent

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben einen hochkompakten und -effizienten Wechselrichter für die unterbrechungsfreie...

Im Focus: Fraunhofer ISE Develops Highly Compact Inverter for Uninterruptible Power Supplies

Silicon Carbide Components Enable Efficiency of 98.7 percent

Researchers at the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE have developed a highly compact and efficient inverter for use in uninterruptible power...

Im Focus: Auffädelung von Nanodiamanten

Kohlenstoffkäfige polymerisieren in Kohlenstoffnanoröhren zu einer linearen nanodiamantenartigen Kette

Im Innenraum von Kohlenstoffnanoröhren gezielt ein lineares Polymer aus nanodiamantenartigen Bausteinen zu gewinnen – das gelang Forschern aus Japan,...

Im Focus: Gassensoren warnen vor Schwelbränden

Rauchmelder sind allgegenwärtig. Dennoch geht die Zahl der Brandopfer jährlich in die Tausende. Brandgasmelder, die auf Kohlenstoffmonoxid und Stickoxide reagieren, entdecken Brände im Frühstadium. Durch ein neues Messprinzip von Fraunhofer-Forschern werden die teuren Sensoren nun kostengünstig und damit bereit für den Massenmarkt.

Die Sterne funkeln am Himmel, die Bewohner des Hauses schlummern in ihren Betten. Soweit nichts Besonderes, doch in dieser Nacht steht ihr Leben auf dem Spiel:...

Im Focus: How wind sculpted Earth's largest dust deposit

China's Loess Plateau was formed by wind alternately depositing dust or removing dust over the last 2.6 million years, according to a new report from University of Arizona geoscientists. The study is the first to explain how the steep-fronted plateau formed.

China's Loess Plateau was formed by wind alternately depositing dust or removing dust over the last 2.6 million years, according to a new report from...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Thermodynamik-Kolloquium 2015

03.09.2015 | Veranstaltungen

Beratungsbedarf im Fall von Datenverlust bei mobilen Datenträgern steigt

03.09.2015 | Veranstaltungen

10. LogistikTag Berlin Brandenburg am 10. September 2015 mit dem Schwerpunktthema „Entsorgung“

02.09.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Thermodynamik-Kolloquium 2015

03.09.2015 | Veranstaltungsnachrichten

Elektrischer Kreislauf aus Gel repariert sich selbst

03.09.2015 | Innovative Produkte

Ultradünnes Glas von SCHOTT in der Halbleiter- und Elektronikindustrie im Einsatz

03.09.2015 | Messenachrichten