Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Natürliches Kanalprotein in künstliche Membran eingebaut

30.07.2013
Künstliche Membranen eignen sich gut, um grundlegender Prinzipien lebender Systeme modellhaft zu untersuchen. Forschern der Universität Basel ist es nun erstmals gelungen, ein natürliches Kanalprotein in eine synthetische Doppelschichtmembran einzubauen und den Ionentransport durch die Membran zu kontrollieren. Dies berichten sie in der Fachzeitschrift «Scientific Reports».

In Zellen trennen Membranen verschiedene Bereiche voneinander ab. Diese Trennschichten sind aber nicht ganz undurchlässig: Spezielle Kanalproteine wirken zum Beispiel wie eine Schleuse, durch die ausgewählte Moleküle oder elektrisch geladene Teilchen die Membran passieren können.

Um diese Transportprozesse an einem einfachen Modell untersuchen zu können, haben Forscher am Departement Chemie der Universität Basel ein natürliches Kanalprotein (α-Hämolysin) in eine künstliche, doppelschichtige Membran eingebaut.

Dazu verankerten sie zunächst die synthetische Membran an einer Oberfläche aus Gold, wodurch eine flache Membranstruktur entstand. Im Vergleich zu freistehenden Membranen oder kugelförmigen Bläschen hat dies den Vorteil, dass die hier verwendete Membran mechanisch stabiler ist und vielfältiger eingesetzt werden kann. In die flache Membranstruktur konnten sie dann das Kanalprotein dicht gedrängt einbauen – bis zu 420 Kanalproteine auf einem Quadratmillimeter der Membran.

Praktische Anwendung als Biosensor
Die Funktionsfähigkeit des eingebauten Kanalproteins überprüften die Forscher um die Professoren Wolfgang Meier und Cornelia Palivan, indem sie eine elektrische Spannung an die künstliche Membran anlegten. Dabei wandern Ionen durch die ein bis zwei Nanometer breiten Kanäle des Proteins und leiten so den Strom über die Membran.

Mit dem neuen Membransystem gelang es, die Ionenwanderung präzise zu steuern und eine exakte Zahl von Ionen durch die Membran wandern zu lassen. So liessen sich zum Beispiel positiv geladene Ionen im ca. drei bis vier Nanometer messenden Zwischenraum zwischen Membran und Goldoberfläche anreichern, wodurch die angelegte elektrische Spannung kompensiert wurde.

Diesen Effekt könnte man für die Entwicklung von Biosensoren nutzen, die zur Untersuchung der Wechselwirkung von Wirkstoffen mit Proteinen eingesetzt werden können. Dadurch eröffnen sich vielfältige praktische Anwendungsmöglichkeiten in der pharmakologischen und biochemischen Forschung.

Originalbeitrag
Xioayan Zhang, Wangyang Fu, Cornelia G. Palivan, Wolfgang Meier
Natural channel protein inserts and functions in a completely artificial, solid-supported bilayer membrane

Scientific Reports 3, Article number: 2196 | doi: 10.1038/srep02196

Weitere Auskünfte
• Prof. Dr. Wolfgang Meier, Universität Basel, Departement Chemie, Tel. +41 61 267 38 02, E-Mail: wolfgang.meier@unibas.ch

• Prof. Dr. Cornelia G. Palivan, Universität Basel, Departement Chemie, Tel. +41 61 267 38 39, E-Mail: Cornelia.Palivan@unibas.ch

Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1038/srep02196 - Abstract

Reto Caluori | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

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